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SEGUIMIENTO DE LA EVOLUCIÓN TEMPORAL DE LA PERELLONADA Y CALIDAD DE LAS AGUAS DE LA ALBUFERA DE VALENCIA

Centro de Estudios Hidrográficos, CEDEX

Universidad Autónoma de Madrid Facultad de Ciencias

Departamento de Biología

Memoria del Proyecto Fin de Carrera de la Licenciatura de Ciencias Ambientales realizado en el Centro de Estudios Hidrográficos y Departamento de Biología de la

Universidad Autónoma de Madrid

Proyecto realizado por Estefanía Peralta Vergara Tutor Académico Dr. Antonio Quesada de Corral Tutor Profesional D. Ramón Peña Martínez

FACULTAD DE CIENCIAS

DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA

Madrid, Junio 2007

AGRADECIMIENTOS

Gracias al Centro de Estudios Hidrográficos (CEDEX) por el apoyo y la ayuda que me ha

ofrecido para la realización del presente proyecto. En especial, me gustaría dar las gracias a

Juan Manuel Ruiz García y Ramón Peña Martínez por brindarme la oportunidad de realizar este

estudio y por abrirme las puertas en el mundo de la Teledetección.

Al equipo del Centro de Estudios Hidrográficos por hacerme sentir como si formara parte

del entorno del CEDEX. Mis más sinceros agradecimientos a José Antonio Domínguez por

todos los conocimientos que me ha aportado y por conseguir que el mundo de la

Teledetección forme parte de mi vida.

A mi tutor académico Antonio Quesada por guiarme durante este tiempo en la realización del

proyecto.

Por ultimo, me gustaría agradecérselo a mis amigos y mi familia, en especial a mi madre

porque siempre me enseñó que aunque la vida es dura siempre se puede conseguir todo lo

que uno se proponga.

ÍNDICE Página 1. INTRODUCCIÓN: CONCEPTOS TEÓRICOS 2 2. OBJETIVOS 14 3. ÁREA DE ESTUDIO 16 4. MATERIALES Y MÉTODOS 31

5. ANALISIS DE LOS RESULTADOS DEL SEGUIMIENTO 56 DE LA EVOLUCIÓN TEMPORAL DE LA PERELLONADA 6. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DEL ESTUDIO DE LA 62 CALIDAD DE LAS AGUAS DEL LAGO DE LA ALBUFERA 7. CONCLUSIONES 79 8. BIBLIOGRAFÍA 80

Seguimiento de la Evolución Temporal de la Perellonada y de la Calidad de las Aguas de la Albufera de Valencia

- 2 -

1. INTRODUCCION: CONCEPTOS TEORICOS

La teledetección espacial se define como una técnica que permite adquirir imágenes de la

superficie terrestre desde sensores instalados en plataformas espaciales. Existen multitud de

estudios donde se utiliza la teledetección como sistema para conocer el dinamismo

estacional y la calidad de las cubiertas objeto de estudio.

Una de las posibilidades que ofrece la teledetección es la de llevar a cabo estudios

relacionados con el agua, desde la perspectiva tanto de la hidrología, y sobre todo, desde el

punto de vista de su estado ecológico. En el CEDEX se viene utilizando esta metodología

desde 1985 y en los últimos años se ha incrementando el número de centros de todo el

mundo que la emplean. Cabe esperar que, poco a poco, se convierta en una herramienta

habitual como apoyo a la gestión de las aguas y de su calidad.

Concretamente, este proyecto se basa en el estudio del dinamismo temporal de la albufera

de Valencia y de la zona de inundación, además de la calidad de las aguas del lago a través

de cartografía temática.

Para abarcar este estudio, se ha de tener en cuenta las posibilidades que esta técnica ofrece

y también los factores que intervienen en dicho proceso, la interacción de la radiación solar

con las masas de agua y el papel de la atmósfera, además de los sensores y plataformas, que

sean más convenientes en cada caso, para el análisis de las mismas. Por ello, es necesario un

conocimiento previo de ciertos conceptos teóricos que resultan esenciales para conocer la

dinámica de trabajo que se realiza en la teledetección.

1.1. PROCEDIMIENTOS DE LA TELEDETECCIÓN

El hombre acude a sensores artificiales montados sobre plataformas situadas a cierta

altitud. Con ellos se tiene acceso a tipos de energía no visibles (ultravioleta, infrarrojo,

micro-ondas), y, además, desde una nueva perspectiva, vertical y panorámica.

Pero hablando de forma generalizada, cualquier sistema de teledetección se compone de

tres elementos básicos: el sensor, el objeto observado y un flujo energético que permite

relacionar a ambos. Pero además, en todo sistema de teledetección espacial, se deben

considerar todos los elementos que constituyen el procedimiento posterior a la adquisición

de las imágenes como el sistema de recepción donde se recibe la información transmitida

por la plataforma, el intérprete que analiza esa información y el usuario final que analiza el

documento fruto de la interpretación (Chuvieco, 1996):


- 3 -

Centrándonos en la fuente de energía, este flujo podría ser energía emitida por el propio

objeto o incluso por el propio sensor, constituyendo una forma de radiación

electromagnética. Para adquirir información a partir de un sensor remoto se consideran tres

formas:

• Reflexión: es la forma más importante de teledetección y la utilizada en el estudio

de la Albufera. El sol ilumina la superficie terrestre, que va a reflejar dicha energía

en función del tipo de cubierta de la que esté compuesta (reflectividad), esta energía

reflejada es recogida por el sensor para posteriormente transmitirla a las estaciones

receptoras, teniendo siempre en cuenta que entre la superficie terrestre y el sensor,

se dispersa y absorbe parte de la señal original debido a su paso a través de la

atmósfera.

• Emisión: esta forma de teledetección tiene su base en la energía emitida por las

propias cubiertas, como en el caso del infrarrojo térmico.

• Emisión-Reflexión: el sensor genera su propio flujo energético y recoge

posteriormente su reflexión sobre la superficie terrestre, como actúa el Lidar1

empleando rayos láser.

1.2. VENTAJAS DE LA TELEDETECCIÓN

Esta técnica es de gran interés debido a que sus aplicaciones en diversas disciplinas son

muy amplias.

A parte de la reducción de costes o el tiempo invertido en obtener resultados, la altura a la

que se encuentra el satélite en órbita permite detectar grandes espacios, lo que nos ofrece

una visión amplia de las formas geográficas. Determinados fenómenos de gran radio de

cobertura sólo pueden ser apreciados en perspectivas globales como las generadas en estas

imágenes. Gracias a que los datos sobre grandes superficies son detectados casi

instantáneamente y por el mismo sensor la información incluida es perfectamente

comparable.

Además, se puede integrar la información del satélite con otro tipo de información como

mapas de la zona, generar modelos cuantitativos, etc. Un enfoque integrado de datos de

diversas fuentes (trabajos de campo, mapas, imágenes de satélite...) da lugar a una

evaluación más realista del terreno (Bustamante et al., 2004).

Otra de las ventajas es que los sensores ópticos electrónicos, es decir radiómetros o

espectrómetros, facilitan imágenes sobre áreas del espectro no accesibles al ojo humano o

1 Sensor Activo que emite pulsos de luz polarizada entre el ultravioleta y el infrarrojo cercano (Dubayah y

Drake,2000; Kobayashi, 1987; Measures, 1984)


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la fotografía convencional; como es el caso del infrarrojo térmico, medio, las microondas o

el radar. Estas bandas facilitan una valiosa información para muchas de las aplicaciones: el

infrarrojo térmico permite estudiar la distribución espacial de las temperaturas, sobre todo

sobre la superficie del agua, debido a la homogeneidad de su composición, lo que posibilita

la detección de corrientes marinas y focos anómalos de calor; el infrarrojo medio es

utilizado para detectar áreas de gran calentamiento con alta temperatura (incendios

forestales, instalaciones industriales o energéticas); las microondas permiten, entre otras

cosas, adquirir imágenes sobre zonas con cobertura nubosa muy constante, como en la

mayor parte de Europa.

Concretamente, la teledetección es una técnica muy importante para el estudio de las masas

de agua oceánicas, pero también continentales, ya que permite, por ejemplo, localizar,

conocer la forma y calcular las dimensiones de las masas de agua que se quieren controlar e

inventariar.

Además, esta técnica es muy importante para este tipo de estudios ya que, los sensores

multiespectrales disponen de varias bandas, o ventanas espectrales de observación

radiométrica, frecuentemente en el rango visible y del infrarrojo cercano, por lo que

abarcan casi todo el rango de interés de los estudios relacionados con la calidad ecológica

de los medios acuáticos, muy ligada a la cantidad de pigmentos presentes, ya que estos

medios reflejan la energía entre los 300 y 900 nm y a partir de esta longitud de onda el agua

absorbe casi toda la energía y, en consecuencia, no refleja prácticamente nada (Chuvieco,

1996).

Hay que tener en cuenta que no se podrá utilizar la misma técnica ni materiales para todas

las masas de agua. Una de las diferencias entre aguas epicontinentales y marinas es que las

dimensiones de las masas de agua epicontinentales son menores. Esta limitación obliga a

utilizar, cuando es posible, sensores espaciales de alta resolución espacial, mientras que para

las aguas marinas se pueden usar sensores de media y baja resolución.

Para las masas de agua epicontinentales, es preciso tomar medidas ópticas y limnológicas

directas para desarrollar modelos de reflectividad que permitan ajustar algoritmos robustos

para la estimación de pigmentos fotosintéticos, materia orgánica, sólidos en suspensión y

otros parámetros de calidad, ya que tienen diferencias con las aguas marinas, en general de

gran transparencia y baja producción primaria (Mannheim et al., 2004; Peña Martínez, 2006).

Al utilizar varias imágenes de diferentes sensores, cada uno de ellos con diferente

resolución espacial y espectral se podrá conocer las limitaciones que tienen para el estudio

expuesto en este proyecto.


- 5 -

Pero a pesar de estas limitaciones, la teledetección puede emplearse como una herramienta

de gestión. Es decir, para realizar el seguimiento del estado de las masas de agua y obtener

la información espacial y temporal del estado de las mismas, tal y como requiere el

cumplimiento de la Directiva Marco del Agua.

1.3. CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LAS RADIACIONES

ELECTROMAGNÉTICAS

1.3.1. Espectro electromagnético

El rango de longitud de onda define el tipo de radiación electromagnética y en función de

ella se establece el llamado espectro electromagnético2. La radiación en longitudes de onda

largas es más difícil de detectar que la procedente de longitudes cortas. En teledetección las

bandas espectrales de mayor uso son (figura 1):

1. Espectro visible: comprende longitudes de onda entre los 400 y 700 nm, y recibe

este nombre por ser la única radiación electromagnética perceptible por el ojo

humano. Se divide en tres bandas elementales que son: azul (400-500 nm), verde

(500-600 nm) y rojo (600-700 nm). Coincide con las longitudes de onda de la

radiación solar.

2. Infrarrojo próximo: comprende longitudes de onda entre los 700 y 1300 nm y se

aplica principalmente para discriminar masas vegetales y concentraciones de

humedad.

3. Infrarrojo medio: abarca longitudes de onda entre 1300 y 8000 nm y se utiliza para

estimar contenido de humedad en la vegetación y detectar focos de elevada

temperatura.

4. Infrarrojo lejano ó térmico: longitudes de onda entre 8000 y 14000 nm permitiendo

la detección del calor procedente de la mayor parte de las cubiertas terrestres.

5. Microondas: longitudes de onda a partir de 0,1 cm. Resulta de gran interés por ser

inalteradas por la cubierta nubosa.

2 Aunque la sucesión de valores de longitud de onda es continua, suelen establecerse una serie de bandas en donde la radiación electro-magnética manifiesta un comportamiento similar. (Chuvieco, 1996)


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Figura 1.- Espectro electromagnético (Fuente: Chuvieco, 1996)

1.3.2. Interacción radiación electromagnética - superficie terrestre

La radiación cuando entra en contacto con la superficie terrestre puede sufrir cuatro

procesos diferentes (figura 2):

o Parte será reflejada con un ángulo similar a aquél con el que haya incidido. Esta

reflexión recibe el nombre de especular.

o Parte será reflejada uniformemente en todas direcciones. A esta reflexión se le llama

lambertiana.

o Parte será absorbida por el objeto, de modo que éste sufra un calentamiento. Más

adelante perderá esa energía en forma de radiación en el infrarrojo térmico, el

cuerpo se enfriará.

o Parte será transmitida a otros objetos o a la superficie terrestre y no volverá al

espacio exterior, donde se encuentra el sensor.

Figura 2.- Procesos que afectan a la interacción radiación electromagnética- cubierta terrestre

Por tanto, el flujo radiante se descompone en tres términos: fi = fr + fa + ft (flujo incidente

es igual al reflejado más el absorbido más el transmitido). Dividiendo todos los términos

entre fi obtenemos: 1 = r + a + t.


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Pero la relación entre las tres magnitudes no es constante con la longitud de onda, por

tanto, en términos más rigurosos, debería expresarse para cada longitud de onda:

1= rλ+ aλ + tλ

Además, la proporción de estas energías depende de las características de la superficie que

se observa. Las divergencias espectrales entre superficies, permitirán distinguirlas

(especialmente los referidos a reflectividad, que suponen la principal fuente de información

en teledetección), una vez hayan sido corregidos de los efectos causados por la atmósfera y

otras anomalías.

Por tanto, Las características de la superficie observada y la longitud de onda a la que se

observa determinan la proporción de flujo incidente que es reflejado, absorbido y

transmitido, por eso resulta interesante conocer el comportamiento de una determinada

cubierta en diferentes longitudes de onda porque permitirá determinar con mayor precisión

sus diferencias con respecto a cubiertas que espectralmente son similares.

A partir de medidas de laboratorio, se han obtenido unas curvas de reflectividad espectral

para las principales cubiertas terrestres (figura 3). Como puede observarse, algunas tienden a

presentar una respuesta uniforme en distintas longitudes de onda, mientras otras ofrecen

un comportamiento mucho más selectivo (Chuvieco, 1996).

Figura 3.- Reflectividad espectral de diferentes cubiertas terrestres

Concretamente, podemos observar en la gráfica que el agua absorbe la mayor parte de la

energía que recibe, tanto más según nos situamos a longitudes de onda mayores.

En resumen, las distintas cubiertas de la superficie terrestre no tienen un comportamiento

espectral único, por eso, es adecuado ver su reacción en distintas bandas de frecuencia, que

permitirá, además, diferenciar unas de otras.

Vegetación

Suelo

Agua


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1.3.3. Respuesta espectral del agua

El agua absorbe la mayor parte de la radiación visible que recibe y cuánto mayor sea la

longitud de onda, mayor será la absorción que a su vez se ve aumentada con la

profundidad. La mayor reflectividad del agua se produce en el azul, de ahí su color,

reduciéndose paulatinamente hasta prácticamente hacerse nula hacia el infrarrojo cercano y

medio, lo que permite discriminar entre agua y tierra.

La composición del agua también determina su grado de reflectividad de manera que si el

agua contiene importantes concentraciones de clorofila, tiende a descender en el azul y a

aumentar en el verde, lo que facilita el localizar concentraciones de algas.

1.3.3.1. Interacción luz y agua

La radiación que finalmente alcanza la capa superior de vegetación o la superficie de una

masa de agua sufre un proceso que se denomina extinción o atenuación.

La energía dentro del agua interacciona con todas las moléculas del medio, donde se

producen dos fenómenos3:

Absorción: Al pensar en una lámina de agua de espesor X, una parte del flujo fotónico será

absorbido en el interior de la capa de agua valorándose, de este modo, la absorbancia como

el cociente:

A= Ia/Io = I absorbida/ I incidente

A parte, la luz en el medio acuático es absorbida por el agua, por el fitoplancton (el

coeficiente de absorción más estudiado es el de la clorofila a4), por la materia particulada (es

decir, por los sólidos en suspensión, sin incluir la absorbida por el fitoplancton) y por la

materia orgánica disuelta (figura 4); por lo tanto el coeficiente de absorción total es la suma

de los coeficientes de absorción de cada uno de ellos y depende de la longitud de onda

(Kira, 1980; Prior y Sathyendranath, 1981: Kishino et al., 1984; Roesler y Perry, 1995).

Dispersión: En el agua pura, el proceso de dispersión que se produce es conocido como

dispersión de Rayleigh, producida por las partículas cuyo tamaño es menor que la longitud

de onda incidente. Esto ocasiona que las longitudes de onda más cortas se dispersen al

máximo, lo que provoca que, en ausencia de impurezas, para cuerpos de aguas profundas

ésta se observe azul o verde azulada. La transmitancia máxima de la luz para aguas claras

ocurre en el rango comprendido entre 440 y 540 nm con un pico de transmitancia en 3 Los cuales pueden ser cuantificados mediante diversos coeficientes. 4 Este pigmento se encuentra en la mayoría de los tipos de algas.


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480nm. Como el color del agua viene determinado por la dispersión del volumen, más que

por la dispersión de la superficie, las propiedades espectrales de los cuerpos de agua (al

contrario que las características de tierra) vienen determinadas por la transmitancia en lugar

de por las características de la superficie. Según se añaden impurezas a la masa de agua, sus

propiedades espectrales cambian (Campbell, 1996).

Estos fenómenos hacen que la luz se extinga según se propaga en el agua de forma

exponencial en función de la profundidad. El proceso de extinción de la luz en el agua

sigue el siguiente modelo (Margalef, 1983):

Iz= Ioe-kz

Que nos predice la intensidad que alcanza una profundidad z (metros) siendo los

parámetros del modelo la intensidad incidente (Io) y el coeficiente de extinción vertical K.

Este coeficiente de extinción vertical será diferente para cada longitud de onda más

energética del espectro visible.

Aguas más transparentes tendrán un coeficiente de atenuación menor y aguas más turbias,

con sedimentos, materia orgánica disuelta o con mayor cantidad de fitoplancton tendrán un

coeficiente atenuación mayor y además, dadas las características de absorción de

determinadas longitudes de onda por diferentes partículas, harán que el ambiente lumínico

a una profundidad determinada sea diferente a cuando el agua es pobre en material disuelto

y particulado (figura 4).

Figura 4.- Interacción radiación solar y elementos en el agua (Fuente: CEDEX)


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1.3.3.2. Pigmentos fotosintéticos

Gracias a la teledetección, complementándolo con trabajo de campo, se pueden desarrollar

modelos de reflectividad para poder elaborar mapas temáticos de las concentraciones de los

pigmentos que se quieran analizar en la zona de estudio, en este caso, en la Albufera de

Valencia.

Para conocer más detalladamente el comportamiento de la reflectividad del agua se deben

analizar los pigmentos que abarcará nuestro campo de estudio.

� Clorofila

Las clorofilas tienen típicamente dos picos de absorción en el espectro visible, uno en el

entorno de la luz azul (400-500 nm de longitud de onda), y otro en la zona roja del espectro

(600-700 nm); sin embargo reflejan la parte media del espectro correspondiente al color

verde (500-600 nm) (figura 5). Esta es la razón por la que las clorofilas tienen color verde y

se lo confieren a los organismos, o a aquellos tejidos, que tienen cloroplastos activos en sus

células.

Figura 5.- Absorbancia de la clorofila a y la clorofila b

La clorofila puede detectarse fácilmente gracias a su comportamiento frente a la luz. Medir

ópticamente la concentración de clorofila en una muestra de agua da poco trabajo y

permite una estimación suficiente de la concentración de fitoplancton (algas microscópicas)

e, indirectamente, de la actividad biológica; de esta manera la medición de clorofila es un

instrumento importante de vigilancia de los procesos de eutrofización.


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La presencia de clorofila es también medida por sistemas de teledetección, que informan

sobre la distribución de la producción primaria, incluidas las oscilaciones estacionales y las

fluctuaciones interanuales (López García y Caselles, 1989; Mannheim et al., 2004).

� Ficocianina

Las ficocianinas son ficobilinas, que son proteínas, pero con una salvedad y es que poseen

un grupo prostético que es capaz de absorber la luz. Absorben en la región del verde y

poseen un pico de absorción en la región roja del espectro visible (aproximadamente

622nm).

1.3.3.3. Problemática de las aguas continentales

El enriquecimiento de nutrientes implica cambios en la composición química y en los

organismos que contienen las masas de agua. Esta situación caracteriza a aguas con

abundantes alimentos, etimológicamente llamadas eutróficas.

Para entender esta idea tenemos que conocer los mecanismos que intervienen en el proceso

de la eutrofización (figura 6).

Figura 6.- Mecanismos activos por la eutrofización de un lago (Ortiz, 1996)

La entrada de nutrientes (principalmente nitrógeno y fósforo) y de materia orgánica puede

alterar temporalmente el equilibrio en la zona eufótica5. Debido a esto, se incrementa la

producción primaria (producción de algas planctónicas), lo que implica un aumento de la

turbidez y cambio del color del agua hacia el verde. El aumento del fitoplancton estimula el

proceso de la fotosíntesis y, consecuentemente, produce una liberación de oxigeno tan

5 Zona donde penetra la luz lo suficiente como para que se produzca la fotosíntesis neta.


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intensa que las capas superficiales de la masa de agua quedan sobresaturadas y,

posteriormente, es liberado a la atmósfera. Pero en las capas inferiores se produce el

proceso de anoxia que provoca la muerte de seres vivos que se depositan en el sedimento,

por lo que éste se oscurece. Si no se recuperan las condiciones de equilibrio existentes, se

produce una perdida paulatina de materia orgánica que se deposita en el sedimento del

fondo, haciendo que aumente. A esta situación se le denomina estado eutrófico y a dicho

proceso, eutrofización natural, proceso muy lento e irreversible. Si el aumento de nutrientes

es provocado por el hombre, la pérdida de materia orgánica no es lenta, sino rápida

(eutrofización artificial o cultural). (Domínguez, 2002)

Hasta la entrada en vigor de la Directiva Marco Comunitaria, aprobada en el año 2001, se

utilizaba la clasificación de la OCDE6, así como la propuesta por el decreto CES/AC

56/36 del 31 de diciembre de 1991.

El objetivo de esta directiva es que los estados miembros de la Unión Europea pongan en

vigor todas las disposiciones legales, reglamentarias y administrativas necesarias para dar

cumplimiento a lo dispuesto en la Directiva lo más tardar el 22 de diciembre de 2003

(Punto 1, Art. 24. Directiva 2000/60/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 23 de

Octubre de 2000 por la que se establece un marco comunitario de actuación en el ámbito

de la política de aguas), con el fin de que, a posteriori, las aguas de la Unión Europea

tengan un estado ecológico muy bueno.

Esta directiva propicia un marco legal en la Unión Europea mediante el cual se definen los

indicadores a utilizar en el estudio de las aguas continentales, así como sus límites.

1.3.4. Interacciones de la atmósfera con la radiación electro-magnética

En la interacción entre el sensor y la superficie terrestre objeto de estudio se interpone la

atmósfera, que interfiere de formas diversas con el flujo radiante.

La atmósfera se compone de diferentes gases principalmente de anhídrido carbónico,

oxígeno, ozono, nitrógeno, y además de otros elementos como es el vapor de agua y

aerosoles. Estos elementos son los causantes de la interacción de la atmósfera con la

radiación electromagnética7, dando lugar a tres efectos fundamentales:

o Absorción atmosférica: Absorción selectiva de la energía en determinadas bandas del

espectro, a distintas longitudes de onda por lo que la observación espacial es

prácticamente nula. Los principales causantes de esta absorción son (Chuvieco, 1996):

6 OCDE. Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico 7 Los principales responsables son el Anhídrido Carbónico, Ozono y Vapor de Agua.


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� Oxígeno atómico (O2): filtra las radiaciones ultravioleta por debajo de 100 nm, y

sectores en el infrarrojo térmico y en las microondas.

� Ozono (O3): absorbe la energía ultravioleta inferior a 300 nm así como un sector de

las microondas (en torno a los 27 mm).

� Vapor de agua: con una fuerte absorción en torno a 6000 nm y otras menores

entre 600 y 2000 nm.

� Anhídrido carbónico (CO2): absorbe el infrarrojo térmico (15000 nm) y un sector

del infrarrojo medio situado entre 2500 y 4500 nm.

Como consecuencia de la absorción, la observación espacial se reduce a determinadas

bandas del espectro donde la transmisividad de la atmósfera es suficientemente alta:

- espectro visible e infrarrojo cercano situada entre 300 y 1350 nm,

- el infrarrojo medio situadas entre 1500 y 5500 nm,

- el infrarrojo térmico entre 8000 y 14000 nm

- situada por encima de los 20 mm abarcando las microondas, donde la atmósfera es

prácticamente transparente.

En función de estas ventanas se diseñan los sensores espaciales para procesos de

teledetección. Es decir, se deben situar las bandas de observación en zonas donde la

transmisividad de la atmósfera sea elevada.

o Dispersión atmosférica: es causada por la interacción entre la radiación

electromagnética y los gases y partículas atmosféricas en suspensión, provocando

disminución de la radiación procedente de la superficie terrestre (radiación directa) y

aumentando la radiación difusa. Resulta muy difícil cuantificar la influencia final de la

dispersión en la imagen tomada por el sensor dado que las partículas atmosféricas

varían considerablemente de un lugar a otro y en el tiempo. Los principales causantes

de esta dispersión son el vapor de agua y fundamentalmente los aerosoles, partículas en

suspensión de tamaño variado que dan lugar a distintos tipos de dispersión.

o Emisión atmosférica: tiene su mayor importancia en el infrarrojo térmico, resultando

fundamental en la obtención de medidas de temperatura a partir de imágenes

espaciales.


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2. OBJETIVOS

El Parque Natural de la Albufera constituye uno de los ecosistemas húmedos más

importantes de la Europa Mediterránea. En 1986 fue declarado Parque Natural

convirtiéndose en el primer espacio natural protegido designado por la Generalitat

Valenciana.

Debido a la dinámica de la zona de inundación de la Perellonada y del crecimiento de las

actividades antrópicas en los alrededores del Parque Natural de la Albufera, este trabajo

abarca dos objetivos principales que pueden ser realizados satisfactoriamente mediante el

sistema de la teledetección:

• Conocimiento y seguimiento de la evolución temporal de la Perellonada a través de la

adquisición de imágenes de diversos sensores espaciales y durante un periodo de

tiempo estimado aproximadamente de dos años8.

Hay que tener en cuenta que en la zona de estudio el incremento de las actividades

antrópicas va en aumento por lo que podría afectar a la calidad de las aguas del lago de la

Albufera así como a su valor ecológico. A parte de éste objetivo y aprovechando el

potencial, ya sea espacial y radiométrico de la teledetección, el análisis de la calidad del agua

se convertiría en uno de los temas principales del proyecto. Por tanto, el otro objetivo

principal consistiría en:

• Estudio de la calidad del agua a través del conocimiento de la concentración de varios

pigmentos fotosintéticos, tales como la clorofila a y la ficocianina, mediante la

realización de Cartografía Temática.

Para poder llegar a cumplir los objetivos principales se deben considerar otros objetivos de

menor entidad pero primordiales para conseguir los primarios. Estos objetivos son:

• Realización de la correcciones geométricas y atmosféricas para cada fecha

• Discriminación de las masas de agua del lago de la Albufera y de la Perellonada, así

como la segmentación de las mismas para cada imagen.

• Cálculo de las dimensiones del lago de la Albufera y de las zonas de inundación para

cada imagen de diversas fechas.

• Detección de cambios de la zona de inundación así como del lago entre las distintas

fechas.

8 Se considera el periodo apropiado ya que la inundación y desecación de las aguas en el Parque Natural de la Albufera tiene un tiempo estimado de un año. Resulta conveniente conocer las variaciones entre un año y otro.


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• Verificación de los resultados con respecto a la información de la dinámica de aguas de

la zona.

• Para la realización de la cartografía temática para conocer el estado de la calidad de las

aguas, es necesario la disponibilidad de ecuaciones válidas para esas aguas. Es decir:

o Determinación de la ecuación de ajuste a aplicar a las imágenes.

o Verificación de la ecuación de ajuste a partir de la Cartografía Temática

obtenida.

Pero además de estos objetivos secundarios, se realizará una comparativa de las imágenes

tomadas en la misma fecha mediante los sensores CHRIS PROBA, MERIS y SPOT 5 para

conocer cual se adecua más a las necesidades de aplicación del proyecto.


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3. ÁREA DE ESTUDIO

3.1. INTRODUCCIÓN

El Parque posee una superficie estimada de 21.000 ha que se encuentra dividido en

diferentes ambientes9. Poseen gran importancia el arrozal ya que es un ejemplo de la

interacción entre el hombre y la naturaleza, y el lago de la Albufera.

La Albufera de Valencia, localizada a unos 15 km del extremo sur de la ciudad de Valencia,

constituye el mayor lago de la Península Ibérica (López García y Caselles, 1988). El lago de la

Albufera es un antiguo golfo marino reconvertido en lago de aguas dulces. En la actualidad,

se estima que el lago posee una superficie de unos 2.800 ha aproximadamente.

Antiguamente abarcaba una mayor extensión pero, debido a los cultivos de arroz y a que

tiende a colmatarse, su superficie se ha ido reduciendo.

Aunque la superficie del lago se haya visto reducida, el arrozal constituye un sistema

fundamental para la conservación de la riqueza biológica del parque puesto que sustenta

una vegetación y fauna invertebrada que constituye la base trófica de numerosas especies

de vertebrados, principalmente aves.

En las últimas décadas del siglo XX, lo que fue una zona eminentemente rural se ha

convertido en una de las áreas más dinámicas de la Comunidad Valenciana, con la

consiguiente generación de importantes conflictos con la conservación de este espacio

natural. Así, los núcleos que rodean al lago han experimentado un fuerte crecimiento

(consecuencia del desarrollo agrario, turístico o industrial) aumentando la presión

urbanística, humana e incrementando la contaminación sobre el espacio natural,

principalmente del agua.

Desde el año 1990 el Parque Natural está incluido en la lista de humedales de importancia

internacional para las aves, establecida en virtud del Convenio de Ramsar de 2 de febrero

de 1971 y desde el año 1991 es también ZEPA (Zona de Especial Protección para las aves).

Presenta una gran variedad de hábitats que permiten la existencia de una gran diversidad

global de especies de fauna y flora.

9 Fuente: Informe complementario para el banco europeo de inversiones sobre la conducción Júpar- Vinalopó. Comunidad Valenciana (España), 2003


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3.2. DESCRIPCIÓN DEL PARQUE NATURAL DE LA ALBUFERA

3.2.1. Formación de la Albufera

Figura 7.- Formación de la Albufera (Fuente: Página web de la Albufera)

El origen del lago de la Albufera se remonta a comienzos del Pleistoceno

(aproximadamente hace unos 1'8 millones de años). Su formación es el resultado del cierre

del golfo marino (formado como consecuencia del hundimiento de la llanura valenciana)

por un amplio cordón litoral, que va desde Valencia a Cullera (unos 30 km). De esta forma

se genera la Albufera primitiva, la cual consiste en una laguna litoral somera de aguas

fuertemente salobres, comunicada con el mar a través de una única y amplia “gola” y

sometida por entero al influjo marino (figura 7).

Los procesos geomorfológicos responsables de la formación de la restinga arenosa son

situados en la época Holocena (aproximadamente 6.000 años), según diversos autores. La

formación del cordón litoral o restinga parece deberse, sobre todo, a la corriente marina

originada por el viento oblicuo a la costa, que aporta gran cantidad de minerales detríticos,

con la consiguiente formación de una barra litoral. La corriente marina N-S que existe en

ésta zona mediterránea actúa alineando los materiales aportados. También favorece la

formación del cordón litoral el aporte de materiales de relleno efectuado conjuntamente

por los ríos Turia y Júcar.

Las condiciones primigenias se mantuvieron, con pocas alteraciones, hasta el siglo XVIII,

en que se inicia un gran crecimiento del regadío en el entorno del sistema, incrementándose

notablemente el caudal derivado del río Júcar que desemboca al humedal, causando una

drástica reducción de salinidad. Su primitiva condición de golfo marino se comprueba por

la existencia de restos marinos en los sedimentos del fondo del lago.

Al mismo tiempo el arrozal, alimentado por la creciente disponibilidad de agua dulce y por

las excelentes expectativas económicas del cultivo, se expande siguiendo un proceso que ya

no concluirá hasta bien entrado el siglo XX y que acabará menguando la superficie lagunar

en más de 10.000 ha.


- 18 -

3.2.2. Localización

Enmarcado por las estribaciones del Sistema Ibérico, está situado a pocos kilómetros al sur

de la capital valenciana, en el sector suroriental de la cuenca Neógeno Cuaternaria de la que

forma parte la llanura aluvial de Valencia, ocupando una superficie de 21.120 ha.

El lago propiamente dicho, pertenece en su totalidad al término municipal de Valencia10,

lindando con los términos de Alfalfar, Albalat de la Ribera, Algemesi, Beniparrel,

Massanassa, Catarroja, Albal, Silla, Sollana, Sueca, Sedavi, Cullera; por el Este, le separa del

Mediterráneo una estrecha franja arenosa de unos 1.200 m cubierta de pinares de alepo y

monte bajo conocida como la Dehesa del Saler, que constituye el dique natural de la laguna.

La Dehesa del Saler separa el lago del mar, con una franja arenosa de anchura superior a

1km y más de 6 km de longitud, poblada de monte bajo y pinos mediterráneos (figura 8).

Figura 8.- Mapa de situación del Parque Natural de la Albufera de Valencia

(Pagina Web de la Albufera)

A través de esta faja costera se abren los tres canales de desagüe o “golas” (de El Pujol, El

Perellonet y El Perelló) que regulan mediante compuertas el nivel de las aguas del lago y 10 Concretamente pertenece al Ayuntamiento de Valencia.


- 19 -

permiten la inundación de las aproximadamente 18.000 ha de terrenos limítrofes que se

dedican al cultivo de arroz.

3.2.3. Caracterización general del Parque Natural de la Albufera

Dentro del Parque Natural de la Albufera, existen diversos ambientes y cada uno posee una

importancia ecológica diferente. Los ambientes que encontramos son los que se observan

en la figura 9 pero que para el presente estudio nos centraremos en el marjal y el lago de la

Albufera:

Marjal: Sus aproximadamente 14.000 ha representan la mayor parte de la superficie del

Parque, ocupando las zonas llanas inundables. Es un paisaje agrario dedicado

mayoritariamente al cultivo del arroz. Aunque se trata de un medio antropizado, el arrozal

constituye un hábitat imprescindible para el funcionamiento del sistema ecológico de la

Albufera y una actividad económica tradicional de la población del entorno.

El entorno confiere una clara estacionalidad a todo el sistema, con las alternancias de

inundación/desecación de los campos que hacen variar considerablemente la extensión y

características de la superficie inundada.

Albufera (Laguna): Es uno de las ambientes esenciales del Parque por la regulación del flujo

hídrico en el arrozal. Hoy en día tiene forma irregular, relativamente redonda, con un

diámetro máximo de unos 8 km. El lago se comunica con el mar a través de tres canales en

cuya desembocadura hay instaladas unas compuertas que, al ser reguladas por la Junta de

Desagües, modifican el nivel general de las aguas del lago (Rosselló 1979; López García y

Caselles, 1988).

De las 2.800 ha que se estima su superficie, 350 son de vegetación palustre. En él hay que

diferenciar, por una parte, las aguas libres y, por otra, las orillas y matas, que posibilitan el

desarrollo de la diversidad de sus comunidades vegetales y animales. Las orillas de la

Albufera están desigualmente cubiertas por esta vegetación palustre, y en su interior se

encuentran seis islotes, denominadas "matas", que sirven de soporte a vegetación de

impenetrable densidad. Estos islotes se denominan respectivamente, "Mata del Fang",

"Mateta de Baix", "Mata de la barra", "Mata de L'Antina", "Mata de San Roc", y "Mata del

Rey".

Ullals: Los ullals son surgencias de agua localizadas casi siempre de forma aislada y en el

interior del marjal, que constituyen autenticas reservas genéticas, con especies endémicas

con un gran nivel de especiación y valor biogeográfico.


- 20 -

Figura 9.- Ambientes presentes en el Parque Natural de La Albufera (Fuente: Pagina Web Albufera,

Octubre 2006)


- 21 -

3.2.4. Climatología:

El clima de la comarca, según Thornthwaite, se encuadra en el tipo mediterráneo

semiárido, sin excesos de agua.

La temperatura media anual ronda los 17º C y la oscilación térmica es muy reducida como

consecuencia del efecto suavizante del mar, no superando normalmente los 1,5º C. Agosto

es el mes más cálido (25º C) y el más frío Enero (10º C de temperatura media).

La precipitación media anual es de 450 mm, que oscilan entre los 427 mm de Valencia y los

576 mm de Cullera, y se caracteriza por una gran irregularidad interanual, rasgo

fundamental de este tipo de clima, con un máximo en otoño (Octubre) y otro máximo

secundario entre Febrero-Mayo, y un período seco en los meses de verano.

3.2.5. Abundancia y diversidad de especies

La diversidad de hábitats que la integran, tales como lagunas, arrozales, formaciones

palustres, saladares, etc., favorecen la presencia de un gran numero de elementos botánicos

(más de 800 especies representadas en el área, muchas de ellas catalogadas como raras

endémicas o amenazadas) y faunísticos, además de las aves, pertenecientes a diversos

grupos zoológicos tales como insectos, moluscos, crustáceos, anfibios, reptiles, peces y

mamíferos, que conforman un conjunto de incuestionable belleza.

El Parque Natural de la Albufera es de gran importancia en el contexto general de los

humedales europeos, en especial en lo que se refiere a la diversidad y abundancia de su

avifauna. Según datos de la Consejería de Medio Ambiente de la Comunidad Valenciana,

más de 250 especies utilizan el área en algún momento de su ciclo vital y, de estas, 90

nidifican regularmente. Muchas de ellas están catalogadas como raras o amenazadas: 40

especies se hallan en el Anexo I de la Directiva Europea de Aves, cifra que sube hasta 80 si

consideramos las incluidas en el Catalogo Nacional de Especies Amenazadas y en Peligro

de Extinción.

A la abundancia y diversidad de especies, también hay que añadir la presencia de

endemismos mediterráneos como los crustáceos denominados “gambetas”, moluscos de

los géneros Unio y Anodonta y entre los peces ciprinodóntidos, el samaruc, en peligro de

extinción y el fartet.


- 22 -

3.2.6. Características hidrológicas e hidrográficas

El lago de la Albufera de Valencia y el resto de los ambientes del Parque Natural son

ecosistemas dependientes de la disponibilidad de agua, por lo que tiene especial relevancia

conocer sus necesidades hídricas.

La estimación de los aportes al lago de la Albufera de Valencia es una tarea compleja dado

que el lago se nutre de aportes distribuidos en 64 puntos de entrada que no se encuentran

monitorizados. Únicamente y desde épocas recientes la Junta de Desagüe de la Albufera de

Valencia (constituida por todos los propietarios de tierras enclavadas en los antiguos límites

del lago, 1926) recoge diariamente los niveles de lago en las tres golas o canales por los que

se producen las salidas de caudales del lago al mar. (Informe del Júcar, 2003)

El sector ocupado por los marjales y el lago presenta un subsuelo permeable, pero saturado

por aguas saladas y salmueras11 que se comportan como una barrera impermeable para el

resto del acuífero, dando lugar a un ascenso del flujo de agua dulce a lo largo de la interfase

agua dulce-salada; esto da lugar a la existencia de numerosos manantiales a lo largo del

borde oeste del marjal. Las aguas del lago presentan un contenido salino en torno a 2 g/l,

concentración ligeramente superior a la de las aguas superficiales que llegan a él

procedentes de los ríos Turia y Júcar a través de las redes de acequias, en general inferior o

muy próximo a 1 g/l.

3.2.6.1. Dinámica de las aguas de la albufera:

Figura 10.- Esquema de la dinámica de las aguas del lago de la Albufera (Página Web de la Albufera)

11 Aguas Fósiles


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Observando el esquema de la Albufera (figura 10), vemos que afluyen, bastante

uniformemente repartidos por su periferia, una extensa red de acequias y barrancos que

con mayor o menor caudal de agua, son los que la alimentan y mantienen en equilibrio

dinámico y que, en conjunto, suponen una superficie de 917 km2. Además, vierten al lago

los excedentes derivados de los ríos Turia y Júcar, que aportan cantidades del orden de

110 hm3/año.

Al lago llegan anualmente 189 millones de metros cúbicos de agua12 (Dafauce 1975), de los

que una décima parte aproximadamente se pierden por evaporación, y desaguando por las

golas del Perelló, Perellonet y Puchol Nuevo.

El manejo de la apertura y cierre de las compuertas de las tres golas está a cargo de la Junta

de Gobierno de la Comunidad de Desagüe de la Albufera, que, al mismo tiempo que

mantiene el nivel de las aguas en consonancia con las necesidades del cultivo del arroz,

impide la entrada de agua del mar al interior del lago.

Como norma general, las compuertas se bajan el día 1 de noviembre para volverse a abrir el

1 de enero. Durante este período se alcanza el nivel máximo de la Albufera, ascendiendo el

agua de 50 a 60 cm y cubriéndose las 18.000 ha de tierras lindantes con el lago. El día 1 de

enero se abren las compuertas y comienza el desagüe natural de campos y acequias que se

complementa a finales de febrero y principios de marzo, con la ayuda de motores y

bombas. Coincide entonces el nivel más bajo de las aguas y la desecación de los campos de

arroz para llevar a cabo labores profundas imprescindibles para el cultivo. Estas labores

desde mediados de marzo a mediados de abril conllevan también un fuerte abonado de las

tierras. A finales de abril o primeros de mayo vuelven nuevamente a cerrarse las

compuertas, los campos se inundan de nuevo, esta vez con menos agua, procediéndose a

dar una labor previa a la siembra. Por estas fechas y hasta el 15 de mayo aproximadamente,

se reparten los pesticidas. Seguidamente y en el mes de junio se extrae parcialmente el agua

de los campos con objeto de abonarlos nuevamente. El nivel de la Albufera continúa bajo

hasta la llegada del primero de noviembre que comienza de nuevo el ciclo anual. Este

sistema de renovación del agua es vital para un ecosistema hipereutrófico como es el lago

de la Albufera (Soria, 1987)

El lago no posee prácticamente corriente por lo que se deposita la casi total sedimentación

de los contaminantes más pesados en sus fondos. Esta acumulación de contaminantes se

12 En este valor no sólo se tiene en cuenta las aportaciones de los ríos Turía y Júcar sino también aguas

provenientes de los campos de arroz, las industriales y las urbanas (Soria, 1987)


- 24 -

agrava todavía más al permanecer cerradas las compuertas de desagüe durante algunos

meses al año.

Debe tenerse en cuenta también, que este agua contaminada riega, durante su elevación de

nivel, 18.000 ha de campos de cultivo, cuyos productos posteriormente serán consumidos

por una comunidad humana. (Docavo, 1979).

3.2.7. Ámbito socioeconómico

Además de la actividad agrícola intensiva que se lleva a cabo en la mayor parte del área y de

la pervivencia de prácticas culturales ancestrales, como la pesca artesanal en el lago, cabe

considerar que el espacio protegido se sitúa en la zona con el entramado urbano-industrial

más denso del territorio valenciano, con cerca de un millón y medio de habitantes en su

entorno inmediato y más de cinco mil actividades industriales en su cuenca, además del

importante desarrollo turístico-residencial alcanzado en amplios sectores del frente litoral

del propio parque.

La agricultura, como se ha mencionado anteriormente, se basa en el cultivo del arroz. Los

arrozales han sido prohibidos y rehabilitados numerosas veces desde el siglo XV. Su

prohibición era debida al estancamiento de sus aguas que ocasionaba un peligroso foco de

infección para la población. Pero, a pesar de esto, su rentabilidad era elevada. Gracias a un

tratamiento adecuado de las aguas de los arrozales este cultivo se extendió rápidamente a

prácticamente toda la marjal que rodea la Albufera.

Las principales fases de la cosecha del arroz son las siguientes (figura 11):

� ENERO-FEBRERO: Comienza el ciclo del arroz, se vacían los campos de agua, y

se empieza a "Fanguear", arando y mezclando la paja restante del año anterior, con

el barro para que se pudra. En ello colaboran el hombre y los pájaros.

� MARZO-ABRIL: Se deja descansar la tierra esperando que se cuaje al sol, luego se

le da la vuelta a la capa superior.

� MAYO-JUNIO-JULIO: Se vuelven a llenar los campos de agua y se ara preparando

los terrenos para la siembra. La Marjal inundada constituye una zona muy

importante, pues a ella van muchas aves (garzas, cigueñuelas...) y otros animales

(peces, ranas, caracoles...) en busca de alimento.

� AGOSTO-SEPTIEMBRE-OCTUBRE: A mediados de agosto se secan ya los

campos para la recolección del arroz a primeros de septiembre.

� NOVIEMBRE-DICIEMBRE: Se cierran las compuertas que comunican la


- 25 -

Albufera con el mar. El agua sobrante pasa a las acequias que rodean los campos y

mediante pequeñas compuertas, pasan a éstos.

Figura 11.- Pasos de la cosecha del arroz (Pagina web de la Albufera)

Lógicamente, esta enorme presión antrópica ha generado múltiples factores de degradación

que han afectado negativamente a los valores naturales del área durante las ultimas décadas,

creándose una situación de conflicto entre la creciente voluntad social de conservar este

emblemático espacio natural y los procesos derivados de las actividades humanas que en él

y en su entorno se desarrollan.

3.3. PRINCIPAL PROBLEMÁTICA DEL PARQUE

Aunque la agricultura es uno de los principales factores que rigen el funcionamiento del

sistema con el aporte de los excedentes de riego, no es la única actividad que afecta y ha

afectado de manera directa al entorno del Parque Natural. Deben tenerse en cuenta

también los vertidos de aguas residuales urbanas e industriales procedentes de los núcleos

urbanos y de los polígonos industriales próximos al parque, muy importantes hace unas

décadas y en la actualidad objeto de depuración.

Existen un número considerable de industrias dispersas por todo el entorno de la Albufera

aprovechando la facilidad para la captación de aguas (gracias a las numerosas acequias) y

para la emisión de vertidos, así como la densa red de caminos. Tradicionalmente los

aportes más importantes de los efluentes industriales y urbanos que se han vertido al

sistema de la Albufera han sido provenientes de los municipios situados al Oeste del lago

cuyo crecimiento urbano e industrial supusieron, hasta la entrada en funcionamiento del

colector Oeste, el aporte de una gran cantidad de vertidos que han propiciado el deterioro

de la calidad del sistema. Actualmente el sistema presenta el condicionante de que parte de

los sistemas destinados a la depuración de las aguas no están en pleno funcionamiento, a lo

que se añade la dificultad de adecuación del colector Oeste al ritmo de crecimiento de los

municipios. Estos condicionantes provocan que se sigan produciendo vertidos al Parque

Natural a través de la red de acequias, especialmente cuando se producen eventos

tormentosos que provocan el alivio de caudales de los sistemas unitarios de saneamiento.


- 26 -

El problema se amplia si se considera el alto poder contaminante de estas industrias que, en

la mayor parte de los casos, arrojan sus vertidos directamente a las acequias, sin ningún tipo

de tratamiento. A la Albufera van a parar, nada menos, que los residuos domésticos,

muchos de ellos sin depurar, de unas 300.000 personas. Y además, exactamente 5.000

empresas industriales arrojan sus deshechos a las acequias que desembocan en la Albufera.

El lago también se ve afectado por los plaguicidas y abonos que se emplean en los arrozales

y en la huerta más o menos cercana a la Albufera. (Página web la Albufera)

Además, la proximidad de Valencia al lago ha facilitado la presencia humana en esta zona

por ser muy atractiva para las actividades recreativas que en ocasiones provocan impactos

(pisoteo, incendios, basuras, atropellos de animales...).

Concretamente, la contaminación que sufre el lago de la Albufera hace que tenga todas las

características de un sistema hipereutrófico extremo:

• aguas muy poco profundas, no estratificadas, de forma que los sedimentos y los

nutrientes que contienen pueden ser resuspendidos fácilmente en el agua por la

acción del frecuente viento.

• abundancia de fitoplancton. El exceso de nutrientes favorece un desarrollo

desmedido de la materia vegetal fotosintetizadora.

• algas y peces están sometidos a grandes crecimientos y a grandes mortalidades.

• los ciclos de oxigeno y de nutrientes están desequilibrados.

Uno de los más graves problemas que presenta la Albufera es la acumulación de peces

muertos en grandes cantidades por el uso excesivo de pesticidas, agravados por los vertidos

tóxicos.

Tanto el Decreto de Declaración del Parque como el Plan de Ordenación de los Recursos

Naturales de la Cuenca Hidrográfica de la Albufera y la reciente aprobación del Plan Rector

de Uso y Gestión de la Albufera han paliado en cierta medida algunos de estos problemas,

o por lo menos han iniciado las actuaciones para la resolución a corto, medio y largo plazo.

Además de los problemas antrópicos, la Albufera se encuentra afectada por procesos

naturales como puede ser la colmatación. La Albufera se está llenando de tierra por lo que

el lago se verá amenazado a largo plazo por un proceso de aterramiento. Una de las

soluciones es repoblar forestalmente la cuenca hidrográfica que vierte su caudal a la

Albufera. Es decir, plantar árboles autóctonos en las inmediaciones de los ríos, barrancos,

etc., para que el terreno sea más resistente a la erosión. Con esta medida se evita que la

lluvia se lleve la tierra hasta el río y éste, a su vez, la deposite en el lago.


- 27 -

Además, cada una de las orillas tiene una incidencia más o menos fuerte, aunque nunca

positiva, sobre la Albufera.

� Orilla Este: Urbanizaciones y edificios, excesiva y desordenada afluencia de

visitantes, y una carretera de intenso tráfico que corta la vital comunicación del

bosque de la Dehesa con la Albufera.

� Orilla Oeste: Área que aporta la mayor contaminación residual proveniente del

cinturón industrial Alfafar-Silla-Almusafes.

� Orilla Norte: Una importante extensión de marjal amenazada por la expansión

urbana de la capital y por las nuevas industrias y transformaciones agrícolas que

tienden a sustituir el cultivo del arroz.

� Orilla Sur: Un intenso tratamiento con insecticidas y herbicidas en estas grandes

zonas de arrozales que perjudica gravemente las aguas y la vegetación de la

Albufera.

3.4. LEGISLACIÓN

En este apartado se intentará concretar de forma explicita, la importancia, tanto nacional

como internacional, que tiene el Parque Natural de la Albufera, así como los aspectos

legales que regulan al mismo.

El sistema formado por el lago de la Albufera de Valencia, su entorno húmedo, y la barra o

cordón litoral13 fue declarado Parque Natural por el Decreto 89/1986, del 8 de julio. Así

mismo el Decreto 71/1993, de 31 de mayo, estableció de nuevo el régimen jurídico del

Parque Natural de la Albufera.

Mediante el Acuerdo de 1 de Octubre de 1990, del Consell de la Generalitat Valenciana, se

aprobó definitivamente el Plan Especial de Protección del Parque Natural, mientras que,

más tarde, el Decreto 96/1995, de 16 de mayo, aprobó el Plan de Ordenación de los

Recursos Naturales de la Cuenca Hidrográfica de la Albufera.

El Parque Natural de la Albufera mantiene en la actualidad excepcionales valores

ecológicos que lo sitúan entre los enclaves húmedos mas importantes del ámbito

mediterráneo y europeo, haciéndose acreedor de los mayores niveles de protección

internacional, como lo avala el hecho de hallarse incluido desde mayo de 1990 en el listado

de “Zonas Húmedas de Importancia Internacional” (Convención de Ramsar, Irán, 1971),

declarado “Zona de especial protección para aves” (ZEPA) por la Directiva 74/409 de la

UE sobre Conservación de Aves Silvestres.

13 Dehesa del Saler


- 28 -

Se encuentra amparado por la Directiva 92/43 de la UE sobre la Conservación de los

Hábitats Naturales y de la Fauna y Flora Silvestres, e incluido en el Catálogo de Zonas

Húmedas de la Comunidad Valenciana, donde se destaca que, tanto los valores bióticos

como los recursos económicos y culturales, son calificados con la máxima categoría14.

También está recogida por el Protocolo de Ginebra, de 3 de abril de 1982, sobre zonas

especialmente protegidas del Mediterráneo. Por sus valores excepcionales, este Parque

podría formar parte de la Red comunitaria europea Natura 2000. Todos estos

reconocimientos implican necesariamente un compromiso de conservación, y la convierten

en zona preferente para la financiación de las distintas medidas comunitarias, estatales y

autonómicas tendentes a implantar “una gestión sostenible de los hábitats de valor para la

Comunidad y el mundo”, tal como recoge el V Programa comunitario de política y

actuación en materia de medio ambiente y desarrollo sostenible, actualmente en vigor.

La política del agua que se plantee en los próximos 15 años estará muy influenciada por la

aplicación de la Directiva Marco sobre una Política de Agua 2000/60/CE. Tiene por

objetivo principal alcanzar el buen estado ecológico de las masas de agua, protegiéndolas y

evitando su deterioro. Estos objetivos deben ser cumplidos para el año 2015, pero ya desde

su entrada en vigor (diciembre de 2003) existen plazos y obligaciones para los Estados

miembros de la Unión, como por ejemplo la inmediata prevención del deterioro de las

masas de agua y la reducción de los vertidos contaminantes.

Para alcanzar este objetivo da un peso muy importante a la planificación hidrológica, a la

gestión por cuenca, a los análisis económicos y a la participación publica. Una característica

Novedosa de la DMA15 es que cubre todas las aguas, incluyendo las continentales

(superficiales y subterráneas), las de transición y costeras, independientemente de su

tamaño y característica.

Una de las puntos más importante a medio plazo (2008) es la elaboración de los borradores

de los Planes Hidrológicos de Cuenca y su aprobación antes de 2009 junto con un

Programa de Medidas para alcanzar los objetivos, que son totalmente diferentes a los que

hasta ahora se habían formulado y donde el componente ambiental estará en el centro de

las preocupaciones. Para ello se ha de instrumentar la participación pública, fomentando la

participación activa de todas las partes interesadas que adquiere una relevancia fundamental

(art. 14) y que para el año 2006 ha de estar programada por parte de la Administración.

Este enfoque inédito se aleja del hasta ahora vigente (los “usuarios” de las aguas, los

regantes básicamente, eran los actores principales junto a la Administración) y abre grandes

14 La máxima categoría es relevante. 15 Directiva Marco del Agua.


- 29 -

posibilidades de participación de los ciudadanos interesados en conservar y restaurar los

ecosistemas acuáticos.

El Parque Natural de la Albufera se encuentra dentro del marco administrativo de la

Demarcación Hidrográfica del Júcar, situada en la parte este de la Península Ibérica. Esta

demarcación está formada por la agregación de cuencas hidrográficas, cubriendo un área de

42.989 km2 y las aguas de transición y costeras asociadas.

La gestión de los recursos hídricos dentro de las cuencas y acuíferos que integran la

Demarcación se lleva a cabo por la Confederación Hidrográfica del Júcar. Las principales

actividades que realiza comprenden: La gestión de los recursos hídricos, la administración

del dominio público hidráulico, la elaboración, seguimiento y actualización del plan

hidrológico de cuenca, y la construcción y explotación de las estructuras hidráulicas.

La Demarcación del Júcar juega un papel muy importante en la preservación de Humedales

Europeos, como es en el caso de la Albufera ya que se encuentra incluido en la lista Ramsar

(Convenio que contiene los humedales de importancia internacional, acordado en Ramsar,

Irán en 1971).

La Directiva Marco del Agua define lago como una masa de agua superficial quieta.

Además, se incluyen como lagos los humedales que cumplían los criterios generales que se

indican a continuación:

o Masas de agua con superficie mayor a las 50 ha independientemente de su

profundidad.

o Masas de agua entre 8 ha y 50 ha con profundidades superiores a 3 m.

La superficie utilizada en esta definición es la correspondiente a la máxima inundación

actual, prescindiendo de las lagunas que han desaparecido. En esta categoría no se incluyen

las masas de agua próximas a la costa que tienen influencia marina, ya que estas han sido

incorporadas a la categoría de aguas costeras.

Se han incluido en estas categorías aquellos humedales costeros (marjales) que poseen una

superficie que alcanza las dimensiones especificadas para lagos.

En la DMA, el número de masas de agua superficial definidas en la categoría de “lagos” es

de 17, de los cuales 8 se han designado provisionalmente como masas de agua muy

modificadas. En el caso de los lagos muy modificados, la Albufera, presenta un riesgo alto

de no alcanzar los objetivos medioambientales.


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A continuación, se enumerarán todas las normas por las cuales se encuentra regulada la

Albufera:

NORMA

Ley de libre acceso a la información en materia de medio ambiente

ESTADO

ESPAÑOL

Ley de aguas

CEE Directiva 92/43/CEE, relativa a la conservación de los Hábitats Naturales y de la Fauna y Flora

silvestres, texto y apéndices. Red Natura 2000.

Decreto Valenciano, por el que se crea y regula el Catálogo Valenciano de especies amenazadas

de Fauna

Acuerdo de 1 de Octubre de 1990, del Consell de la Generalitat Valenciana, por el que se aprueba

definitivamente el Plan Especial de Protección del Parque Natural de la Albufera (DOGV núm 1400,

de 11.10.90)

Acuerdo de 28 de diciembre de 1992, del Gobierno Valenciano, por el que se aprueba

definitivamente una modificación puntual, relativa a la actividad cinegénica del Plan Especial de

Protección del Parque Natural de la Albufera y dispone la publicación de la n

Plan Especial de Protección del Parque Natural de la Albufera (Actualmente derogado por El

Tribunal Superior de Justicia)

Decreto 71/1993, de 31 de mayo, del Gobierno Valenciano, del régimen jurídico del Parque de la

Albufera (DOGV núm. 2057, de 30.06.93)

Decreto 96/1995, de 16 de mayo, del Gobierno Valenciano, por el que se aprueba el Plan de

Ordenación de los Recursos Naturales de la Cuenca Hidrográfica de la Albufera (DOGV núm. 2516,

de 26.05.95)

Orden del 8 de enero de 1999, de la Consejería del Medio Ambiente, por la cual se hace público el

importe global máximo que financia para 1999 la línea de subvención 2484, que convoca ayudas

para actuaciones de conservación y mejora de la red de acequia.

Orden del 8 de julio de 1999, del Conseller de Medio Ambiente, por la que se dictan medidas

complementarias para la temporada de caza 1999/2000 en el Parque Natural de la Albufera

[1999/M6994]. (DOGV núm. 3549, de 29.07.99)

Acuerdo de 3 de noviembre de 1999, del Gobierno Valenciano, de adopción de medidas cautelares

de proteccion en las zonas húmedas delimitadas en el Proyecto de Catálogo de Zonas Húmedas

de la Comunidad Valenciana [1999/M9370]

Orden de 4 de abril de 2000, de la Consejería de Medio Ambiente, por la que se acuerda iniciar el

procedimiento de elaboración y aprobación del Plan Rector de Uso y Gestión del Parque Natural de

la Albufera [2000/F3168]. (DOGV núm. 3735, de 20.04.00)

Acuerdo de 17 de abril de 2000, del Gobierno Valenciano, por el que se determina la forma de

aplicación de las medidas cautelares en el ámbito del Parque Natural de la Albufera, durante la

tramitación del Plan Rector de Uso y Gestión. [2000/X3169]

Correccion de errores del Acuerdo de 17 de abril de 2000, del Gobierno Valenciano, por el que se

determina la forma de aplicación de las medidas cautelares en el ámbito del Parque Natural de la

Albufera, durante la tramitación del Plan Rector de Uso y Gestión.

GENERALITAT VALENCIANA

Diario Oficial de la Generalitat Valenciana del 24.11.2004. Decreto 258/2004, del 19 de

Noviembre, del Consell de la Generalitat, por el que se modifica el Decreto 71/1993, de 31 de

mayo, del Consell de la Generalitat, de Régimen Jurídico del Parque Natural de la Albufera.

Decreto 259/2004, de 19 de Noviembre, del Consell de la Generalitat, por el que se aprueba el

Plan Rector de Uso y Gestión del Parque Natural de la Albufera [2000/X3169]

Tabla 1.- Legislación que regula el Parque Natural de la Albufera (Valencia)

(Página Web de la Albufera)


- 31 -

4. MATERIALES Y MÉTODOS La principal fuente de información en un sistema de teledetección es la adquisición de las

imágenes que dependiendo del sensor remoto por el cual se obtienen tendrá características

específicas.

Existen múltiples sensores remotos con diversas formas de funcionamiento, por lo que una

de las maneras de clasificarlos es considerando el procedimiento de recibir la energía

procedente de las distintas cubiertas.

Hay que tener en cuenta que dependiendo de la cubierta que se esté estudiando algunos

sensores remotos serán más válidos que otros a la hora de realizar un análisis e

interpretación adecuada de las imágenes así como de la zona de estudio. Es decir, si las

dimensiones de la cubierta objeto de estudio son relativamente pequeñas, será más óptimo

utilizar un sensor con una resolución espacial elevada para, de esta forma, obtener una

precisión mayor de las imágenes.

También hay que tener en cuenta la resolución espectral. En el caso del seguimiento de la

evolución temporal de la Perellonada, así como de la calidad del agua de la Albufera, los

sensores remotos utilizados deberían disponer de una resolución espectral adecuada para el

estudio de las masas de agua, con bandas comprendidas entre 400 y 1000 nm.

Para el estudio se han obtenido imágenes de diversas fechas y de diferentes sensores

remotos comprendidas desde Noviembre del 2005 hasta Marzo del 2007. Se considera que

este periodo de tiempo es el adecuado para el estudio de la evolución de la Perellonada,

debido al funcionamiento de las diferentes golas como de los periodos de inundación del

arrozal.

En los estudios anteriores de la Albufera de Valencia, así como de otros humedales, se

utilizó sensores del satélite Landsat (López García y Caselles, 1989). La teledetección ha ido

evolucionando y han sido lanzados otros sensores que pueden ofrecer más información

para el cumplimiento de los objetivos del proyecto.

Las plataformas utilizadas para la adquisición de las imágenes son diversas. Entre ellos se

encuentran los satélites SPOT, IRS, CHRIS, MERIS cada uno de ellos con diferentes

resoluciones espaciales, espectrales y radiométricas. De esta forma, y como objetivo

secundario, podemos encontrar las limitaciones y ventajas que poseen cada uno de los

sensores remotos para el estudio de la Albufera, así como localizar cual es el que se ajusta

más adecuadamente para conseguir los objetivos principales.


- 32 -

Antes de comentar con mayor detenimiento cada uno de estos sensores, conviene analizar

algunos conceptos previos que les afectan a todos, y son muy útiles para centrar su rango

de aplicaciones a distintos problemas medioambientales (Chuvieco, 1996).

4.1. RESOLUCIÓN DE UN SISTEMA SENSOR

4.1.1. Resolución espacial

El poder de resolución es definido por el número de píxeles que integran un sensor de

satélite. Es decir, consiste en la capacidad de discernir objetos de un determinado tamaño

en las imágenes captadas. A mayor número de píxeles por unidad de superficie, mayor

resolución espacial, pero también mayor es el volumen del archivo informático generado.

Este concepto designa al objeto más pequeño que se puede distinguir en la imagen. Está

determinada por el tamaño del píxel, medido en metros sobre el terreno, esto depende de la

altura del sensor con respecto a la Tierra, el ángulo de visión, la velocidad de escaneado y

las características ópticas del sensor.

La resolución espacial de los sensores de observación terrestre en funcionamiento presenta

un rango bastante amplio y son utilizados dependiendo de las necesidades del estudio. Por

ejemplo, los satélites de recursos naturales, diseñados para adquirir información sobre áreas

muy heterogéneas, cuelen contar con resoluciones de cierto detalle como es el caso del

sensor SPOT-HRV (10x10 m).

4.1.2. Resolución espectral

Consiste en el número de canales espectrales y su correspondiente ancho de banda que es

capaz de captar y discriminar un sensor. Por ejemplo SPOT tiene una resolución espectral

de 3 bandas, mientras que el sensor CHRIS tiene una resolución de 18 bandas en el modo

2 (modo para trabajar con medios acuáticos). En resumen, un sensor será más idóneo

cuanto mayor número de bandas espectrales proporcione y que sean lo suficientemente

estrechas16, facilitará la caracterización espectral de las distintas cubiertas y así poder separar

de forma precisa distintos objetos por su comportamiento espectral.

La elección del número, anchura y localización de las bandas que incluye el sensor está

estrechamente relacionada con la cubierta terrestre de estudio. En este caso, se deben

utilizar sensores cuyas bandas espectrales discriminen las masas de agua del lago de la

Albufera y de la zona de inundación de la Perellonada. 16 Unas bandas muy amplias suponen registrar un valor promedio que puede encubrir la diferenciación espectral entre cubiertas de interés.


- 33 -

4.1.3. Resolución radiométrica

Se refiere a la cantidad de niveles de gris en que se divide la radiación recibida para ser

almacenada y procesada posteriormente. Esto depende del conversor analógico usado. Este

rango de codificación varía con los distintos sensores. La mayor parte de los sistemas

ofrecen 256 por píxel (de 0 a 255).

Al igual que en los otros tipos de resolución, cuanto mayor sea la precisión radiométrica,

tanto mejor podrá interpretarse la imagen.

4.1.4. Resolución temporal

Es la frecuencia de paso del satélite por un mismo punto de la superficie terrestre. En otras

palabras, refiere a la periodicidad con la que éste adquiere imágenes de la misma porción de

la superficie terrestre. Este tipo de resolución depende básicamente de las características de

la orbita (altura, velocidad, inclinación), así como del diseño del sensor, principalmente el

ángulo de observación y de abertura.

La cadencia temporal de los sistemas espaciales varía de acuerdo a los objetivos fijados para

el sensor.

Pero estos tipos de resoluciones están íntimamente relacionados entre ellos. Por ejemplo, a

mayor resolución espacial, disminuye habitualmente la resolución temporal, y es previsible

que se reduzca también la espectral. El aumento de cualquiera de los diferentes tipos de

resolución significa también un incremento considerable del volumen de datos a procesar,

tanto por el sensor como por la estación receptora. (Chuvieco, 2006).

Cada sistema de teledetección ofrece unas características particulares en función de los

fines para los que se diseña. Si está orientado en fenómenos efímeros en el tiempo, deberá

realzarse su cobertura temporal, aun a costa de perder resolución espacial. Otras

aplicaciones de la teledetección deben enfatizar la resolución espectral: por ejemplo,

cuando se trate de discriminar cubiertas con un comportamiento radiométrico muy similar,

sólo divergente en bandas muy particulares del espectro (Chuvieco, 2006).

4.2. SENSORES REMOTOS UTILIZADOS

Los sensores son instrumentos susceptibles de detectar una señal electromagnética que les

llega de la Tierra o de la atmósfera en un intervalo de longitudes de onda y convertirla en

una señal física (analógica o digital) que pueda ser tratada y almacenada.


- 34 -

Los sensores remotos utilizados son sensores pasivos óptico-electrónicos los cuales se

caracterizan por captar la respuesta electromagnética de las cubiertas terrestres. Esta

respuesta electromagnética de las cubiertas terrestres puede ser la reflectividad de los rayos

solares, o la emisividad en virtud de su propia temperatura.

4.2.1. SPOT

El SPOT orbita a una altitud de unos 822 km, con una inclinación de 98º y un periodo

orbital de 101 min. Cuenta con una orbita heliosincrónica17 y la duración del ciclo es de 26

días.

El satélite Spot está constituido por dos instrumentos ópticos idénticos, registradores de

datos y un sistema de transmisión de imágenes hacia las estaciones de recepción terrenas.

Estos dos instrumentos ópticos son dos equipos de exploración por empuje denominados

HRV (Haute Resolution Visible). Cada instrumento puede adquirir las imágenes

indistintamente en modo pancromático o multiespectral. Los dos instrumentos de toma de

imágenes de alta resolución pueden funcionar independientemente o simultáneamente en

modo pancromático o multiespectral.

Otra importante novedad del satélite SPOT es su capacidad para variar el ángulo de

observación, gracias a un dispositivo móvil instalado en el equipo óptico que facilita

observaciones no verticales, de hasta 27º a ambos lados del nadir. Esto le permite observar

la misma zona en orbitas sucesivas, reduciendo la frecuencia temporal de las imágenes (de

26 días a 2-3 días según las latitudes). Esa misma aptitud, permite al SPOT adquirir

imágenes estereoscópicas, lo que añade a su potencial temático una clara capacidad

topográfica. En definitiva, la flexibilidad del sistema facilita adaptar a su orbita a las

necesidades del usuario (Chevrel et al, 1981; Brachet, 1986).

Más concretamente, el satélite Spot 518 transporta además un instrumento HRS (Alta

resolución estereoscópica). Es un instrumento dedicado a la adquisición simultánea de pares

estereoscópicos de un corredor de 120 km de ancho (ancho de la escena observada

centrada en la traza del satélite) por 600 km (longitud máxima de una escena), con una

banda espectral pancromática y de una resolución de 10 m. El ángulo de visión de los

telescopios es de ± 20º.

17 Para poder comparar las observaciones de un punto dado tomadas en fechas diferentes, las imágenes deben

tomarse en condiciones de iluminación similares. A estos efectos, el plano orbital debe formar un ángulo

constante en relación a la dirección del sol, a fin de que el satélite sobrevuele siempre un punto preciso a la

misma hora local. 18 Fecha de lanzamiento: mayo 2002


- 35 -

A continuación, se muestra de forma esquematizada las características de cada sensor del

satélite SPOT:

Sensores Espectro electromagnético Tamaño de los píxeles Bandas espectrales

SPOT 5

Pancromático

B1: verde

B2: rojo

B3:infrarrojo cercano

B4: infrarrojo medio (MIR)

2,5 m o 5 m

10m

10m

10m

20m

0,48 – 0,71 µm

0,50 – 0,59 µm

0,61 – 0,68 µm

0,78 – 0,89 µm

1,58 – 1,75 µm

SPOT 4

Monoespectral

B1: verde

B2: rojo

B3:infrarrojo cercano

B4: infrarrojo medio (MIR)

10m

20m

20m

20m

20m

0,61 – 0,68 µm

0,50 – 0,59 µm

0,61 – 0,68 µm

0,78 – 0,89 µm

1,58 – 1,75 µm

SPOT 1

SPOT 2

SPOT 3

Pancromático

B1: Verde

B2: rojo

B3: infrarrojo cercano

10m

20m

20m

20m

0,50 – 0,73 µm

0,50 – 0,59 µm

0,61 – 0,68 µm

0,78 – 0,89 µm

Tabla 2.- Características espectrales y espaciales de los satélites SPOT. Los sensores señalados en verde son los

utilizados en el estudio

4.2.2. IRS

El satélite IRS se encuentra a una altura de 817 km, con una inclinación de 98,69º y con un

periodo orbital de 101 min. Cuenta con una órbita heliosíncrona con el sol y su ciclo de

repetición es de 24 días.

La tecnología del satélite IRS es mediante exploración de barrido. En marzo de 1988, se

lanzó el primer satélite IRS (Indian Remote Sensing Satellite), con el objetivo de mejorar el

conocimiento de los recursos naturales del país.

En este proyecto el satélite utilizado para la adquisición de las imágenes es el satélite IRS-P6

lanzado en el 2003. Este satélite cuenta con tres sensores: una cámara de tres bandas

espectrales y resolución espacial de 5.8 m (LISS IV), otra con una versión mejorada del

sensor LISS-III de cuatro bandas (verde, rojo, infrarrojo cercano e infrarrojo medio),

23.5m de resolución espacial, y un ancho de barrido de 140 km, y una versión mejorada del

WIFS, denominada AWIFS, con cuatro bandas y 70 m de resolución. Utilizado

principalmente para aplicaciones de agricultura.

El sensor LISS resulta idóneo para estudios costeros, discriminación de cubiertas vegetales

y exploración minera.


- 36 -

La tabla siguiente indica las características generales del satélite IRS-P6, con sus

correspondientes sensores:

Sensor Bandas

espectrales

Resolución

espectral

Resolución

espacial

Resolución

temporal

Ancho

barrido

LISS

III

Verde

Rojo

Infrarrojo proximo

Infrarrojo medio

0,52-0,59 µm

0,62-0,68 µm

0,77-0,86 µm

1,55-1,70 µm

23,6m 24 días 140km

LISS IV

Verde

Rojo

Infrarrojo cercano

0,52-0,59 µm

0,62-0,68 µm

0,77-0,86 µm

5,8m 5 dias

23,5km

(mx)

70,3km

(pan)

AWIFS

Verde

Rojo

Infrarrojo proximo

Infrarrojo medio

0,52-0,59 µm

0,62-0,68 µm

0,77-0,86 µm

1,55-1,70 µm

56m 740km

Tabla 3.- Características espectrales, espaciales y temporales de los sensores del satélite IRS-P6. El sensor LISS

III (señalado en verde) es el utilizado para la adquisición de las imágenes obtenidas para el estudio.

4.2.3. CHRIS PROBA

El sensor CHRIS montado en el satélite PROBA es una de los primeros sensores

hiperespectrales con una alta resolución espacial (18 m x 18 m). Esto, combinado con la

posibilidad de una cobertura multi-temporal, hace de CHRIS PROBA un buen sensor para

la monitorización de aguas de lagos (Mannheim et al., 2004).

El 22 de octubre de 2001 se lanzó el satélite Proba como demostración tecnológica del

Programa General de Tecnología de Apoyo de la ESA. Sin embargo, una vez en órbita, las

exclusivas prestaciones y el desempeño del pequeño satélite evidenciaron que podría

prestar una gran contribución a la ciencia, por lo que se amplió su duración nominal con el

fin de que cumpliera el papel de misión de observación terrestre.

Aunque el PROBA (proyecto de autonomía a bordo) se creó originalmente para una

misión de dos años de duración, el extraordinario rendimiento de su plataforma le ha

permitido mantenerse totalmente operativo y científicamente productivo, lo cual demuestra

que los satélites pequeños se pueden utilizar tanto para probar nuevas tecnologías a bajo

coste como para desempeñar misiones espaciales.

Con unas dimensiones de apenas 60 x 60 x 80 cm, el Proba ejecuta de forma autónoma

orientación, navegación, control, planificación a bordo y gestión de recursos de la carga.

Sus dos instrumentos de generación de imágenes, el Espectrómetro Compacto de

Imágenes de Alta Resolución (CHRIS) y la Cámara de Alta Resolución (HRC)

pancromática, han suministrado más de 10.000 imágenes de más de 1.000 lugares. Sus dos


- 37 -

instrumentos de medioambiente terrestre, el Monitor Ambiental de Radiación Estándar

(SREM) y el Evaluador de Desechos (DEBIE) también han suministrado datos

importantes.

El satélite PROBA se encuentra a una altitud de 615 km, con una inclinación de 98,75 º, y

un periodo orbital de 101,3 min. Su órbita es heliosíncrona y su ciclo de repetición es de 16

días.

Los datos adquiridos por el sistema CHRIS PROBA suponen una nueva generación de

información en teledetección, por la presencia simultánea de datos multiangulares e

hiperespectrales. Sus posibilidades ofrecen un campo amplio de aplicación, tanto en

estudios de suelo (cultivos, desertificación, etc.) como en agua (niveles de embalses,

contaminación).

Una característica del sensor CHRIS es que en cada secuencia no solo adquiere una imagen

sino que adquiere cinco asociadas a la posición de vuelo. Es decir, este sensor posee la

capacidad de observar una misma zona desde distintos ángulos. La resolución angular del

sensor CHRIS es -55º, -36º, 0, 36º y 55º, dependiendo de la posición de la plataforma en

función de la perpendicular con la cubierta terrestre, es decir en función de la posición del

Nadir (0º) (figura 12).

Figura 12.- Ilustración de la adquisición de las imágenes multiangulares a través del satélite

CHRIS PROBA (Sira, Chris Data Format)

A cada imagen se les asignará un diferente pero consecutivo número, indicado en la

siguiente tabla:

Orden cronológico

De las imágenes

Orden de etiquetado

Dirección Angulo

Primera

Segunda

Tercera

Cuarta

Quinta

3

1

0

2

4

N-S

S-N

N-S

S-N

N-S

+55º

+36º

0º

-36º

-55º

Tabla 4.- Orden de adquisición de las imágenes CHRIS PROBA


- 38 -

Además de la característica de la resolución angular, el sensor CHRIS posee cinco modos

formales de adquirir las imágenes con diferentes resoluciones espaciales y espectrales

dependiendo de la aplicación. Estos modos están clasificados del 1 al 5. En este caso, el

sensor CHRIS adquirirá las imágenes en el modo 2 (bandas espectrales del agua), ya que es

el modo de aplicación correspondiente al agua. En este caso, la resolución espacial será de

17 m, y la resolución espectral consiste en 18 bandas espectrales que van desde los 410 nm

hasta los 1020 nm.

4.2.4. MERIS

El sensor MERIS (Medium Resolution Imaging Spectrometer) fue lanzado por la Agencia

Europea Espacial (ESA) y se encuentra embarcado a bordo del satélite Envisat19. Posee una

alta resolución espectral, es decir, consta de 15 bandas espectrales programables en

posición y ancho (de acuerdo con las prioridades de investigación) que miden la radiación

solar reflejada en el rango del visible e infrarrojo cercano, a una resolución espacial de

300m y formación de imágenes de 650 x 650 km, o de 1150 x 1150 km para una resolución

espacial de 1,2 km. Es un sensor que adquiere la totalidad del globo terráqueo en menos de

tres días por lo que sus imágenes ofrecen gran información para aquellos estudios que

abarcan una gran superficie.

MERIS se dedica principalmente a entender el papel de los océanos y la productividad de

los mismos. Permite observar el color de los océanos y suministra las características

biofísicas y la composición química del agua en las regiones costeras. Es de gran interés su

utilización para el estudio de la evaluación de concentraciones de fitoplancton, detección de

polución marina, administración de las aguas costeras, gestión pesquera. Pero ensanchó su

alcance a estudios relacionados al entendimiento de parámetros atmosféricos asociados a

nubes, vapor de agua y aerosoles además de parámetros superficiales terrestres, en concreto

procesos de vegetación. Esto es gracias a la gran flexibilidad que ofrece este sensor y la

gran cobertura que proporcionan.

Por lo dicho anteriormente, MERIS se considera un instrumento de teledetección con un

elevado potencial para contribuir a estudios de clima y observaciones de cambio globales

en la dirección de rasgos ambientales de un modo multidisciplinario.

A continuación, se muestra una tabla de las aplicaciones oceanográficas e interdisciplinares

de las bandas espectrales para las que fue diseñado. La posición exacta de las bandas

espectrales de MERIS será determinada siguiendo una caracterización espectral del

instrumento. Por ejemplo, para el estudio de océanos abiertos, el ancho de banda requerido

para las bandas espectrales localizadas en el visible es de 10 nm (tabla 5).

19 Lanzado en Noviembre del 2001


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Nº Banda

Centro de banda (nm)

Ancho de banda (nm)

Aplicaciones

1 412.5 10 Sustancia amarilla, turbidez

2 442.5 10 Máxima absorción Clorofila

3 490 10 Clorofila, otros pigmentos

4 510 10 Turbidez, sedimentos en suspensión

5 560 10 Clorofila, sedimentos en suspensión

6 620 10 Sedimentos en suspensión

7 665 10 Absorción clorofila

8 681.25 7.5 Fluorescencia clorofila

9 705 10 Corrección atmosférica

10 753.75 7.5 Absorción oxigeno

11 760 2.5 Absorción oxigeno

12 775 15 Aerosoles, vegetación

13 865 20 Corrección de aerosoles sobre el océano

14 890 10 absorción vapor de agua

15 900 10 Absorción vapor de agua, vegetación

Tabla 5.- Posibles aplicaciones de las bandas del sensor MERIS (Fuente: ESA)

Como se ha dicho anteriormente la resolución espectral va desde el visible hasta el

infrarrojo cercano, mientras que la amplitud de la banda espectral es variable entre 1.25 y

30 nm dependiendo de la anchura de un rasgo espectral para ser observado y la cantidad de

energía necesaria en una banda para realizar una observación adecuada. Sobre el océano

abierto requieren una amplitud de banda media de 10 nm para las bandas localizadas en la

parte visible del espectro. Conducido por la necesidad de resolver los rasgos espectrales de

la banda de absorción de oxígeno que ocurre en 760 nm requieren una amplitud de banda

mínima espectral de 2.5 nm.

El funcionamiento radiométrico es una de las exigencias más cruciales para MERIS porque

las señales que vienen del océano son débiles y así más difíciles para descubrir y cuantificar.

MERIS también abarca un margen dinámico grande para cubrir estas señales de nivel bajas

así como señales que emanan de objetos brillantes como nubes y superficies de tierra, en

todas partes de su gama espectral.

Con el sensor MERIS se puede trabajar a diferentes niveles:

� 0: a nivel digital

� 1P: a radiancia en el sensor

� 2P: corrección a reflectancia


- 40 -

Además de la información de las bandas espectrales, nos ofrece otro tipo de información

como medidas de latitud, longitud, MDT (modelo digital del terreno) con una resolución

de 5 km, etc.

También debería ser posible detectar blooms de plancton, como por ejemplo las mareas

rojas por su rasgo de la absorción cerca de 520 nm. Además las investigaciones sobre la

calidad de agua, la monitarización de áreas contaminadas extensas y observaciones

topográficas (como la erosión costera), también deberían ser posibles.

El instrumento tiene un campo visual de 68.5 ° dividido entre cinco cámaras idénticas, cada

una con un campo visual de 14°. Las cámaras se encuentran en una configuración de forma

de abanico (figura 13). El diseño modular expresamente ha sido seleccionado para MERIS

para asegurar la alta calidad de imagen óptica sobre un campo visual grande. La salida de

cada cámara es procesada separadamente en un análogo y la unidad de tratamiento digital.

Figura 13.- Instrumento óptico del sensor MERIS (Fuente: ESA)

4.3. MEDIDA DE PERFILES FLUROMÉTRICOS

Para la realización de perfiles en continuo de la columna de agua, se dispone de una sonda

tipo CTD (SBE), que registra, con una frecuencia de 4 Hercios, la conductividad, la

temperatura y la presión. Esta última medida permite calcular la profundidad. La sonda

lleva conexiones para cuatro sensores adicionales. En nuestro caso se acoplaron

inicialmente cuatro fluorómetros para la medida de la clorofila a, la ficocianina, la

ficoeritrina y la Materia Orgánica Disuelta Coloreada (CDOM), añadiéndose otro de

clorofila a de mayor rango, un turbidímetro y un sensor de PAR20.

20 Radiación fotosintéticamente activa


- 41 -

Las moléculas fluorescentes, al ser excitadas con luz de una determinada longitud de onda

(λ de excitación), emiten luz de longitud de onda mayor (λ longitud de onda de emisión).

Los sistemas sencillos constan de un LED que emite luz de un determinado intervalo de

longitudes de onda que excitan la muestra. En posición perpendicular al haz de emisión, se

encuentra un detector que mide la luz de las longitudes de onda de emisión. Si no hay

interferencia de luz exterior y el rendimiento cuántico de fluorescencia es constante, la

intensidad de la señal es proporcional al número de moléculas fluorescentes presentes en el

medio.

Los fluorómetros están calibrados por el fabricante, utilizando patrones de los pigmentos,

para un determinado rango de concentraciones. En la tabla 6 se especifican las principales

características de los fluorómetros utilizados.

Tabla 6.- Principales características de los fluorómetros utilizados (fuente: CEDEX)

El conjunto de CTD y fluorómetros va montado en una jaula de titanio, que se sumerge en

el agua mediante un torno manual, instalado de forma permanente en la embarcación de

muestreo (figura 14).

Figura 14.- Material empleado para la medida de los perfiles fluorométricos


- 42 -

4.4. MÉTODOS

La principal fuente de información en un trabajo de teledetección son las imágenes a

utilizar, que deben seleccionarse en función del objetivo del trabajo. El lago de la Albufera

tiene unas dimensiones más o menos constantes pero las dimensiones de la zona de

inundación es variable a lo largo de la Perellonada por lo que es aconsejable la utilización

de sensores de alta resolución. Esta es la razón por la que se aconseja que la resolución

espacial adecuada de los sensores a utilizar no supere los 30 metros (Domínguez et al., 1997;

Domínguez, 1998).

Si los datos proceden de diferentes sensores tenemos que tener en cuenta que:

o Algunos elementos no serán detectados por el sensor cuya resolución sea menos,

mientras que serán detectados por el sensor de mayor resolución.

o La superposición se ve dificultada por el diferente tamaño del píxel origen.

o El numero de bandas y la longitud de onda difieren, siendo este factor más critico

en el análisis de los datos multitemporales.

Para poder abordar el estudio de este trabajo es necesario, además de conocer qué sensor

es el adecuado para cumplir con los objetivos, tener muy claro la estructura metodológica

que se ha de llevar a cabo.

Para la realización del análisis y la interpretación de la evolución y el seguimiento temporal

de La Albufera de Valencia utilizaremos el programa ENVI. Para la utilización de éste,

llevaremos a cabo una serie de pasos explicados posteriormente:

4.4.1. Adquisición de las imágenes adecuadas para el análisis

Las imágenes son adquiridas en las siguientes fechas y a través de los siguientes sensores

espaciales:


- 43 -

Fecha Sensor

17/11/2005 SPOT 5

06/12/2005 IRS-P6

02/01/2006 SPOT 5

23/01/2006 SPOT 5

09/02/2006 SPOT 2

28/05/2006 SPOT 5

24/06/2006 CHRIS PROBA

24/06/2006 SPOT 5

24/06/2006 MERIS

11/08/2006 MERIS

13/08/2006 SPOT 5


14/08/2006 MERIS


21/12/2006 SPOT 5

05/01/2007 SPOT 5



Tabla 7.- Fecha y sensores de las imágenes adquiridas

Gracias a las imágenes adquiridas en una misma fecha a través de diferentes sensores

espaciales, se podrá realizar un pequeño análisis de la efectividad de las mismas para el

cumplimiento de los objetivos anteriormente explicados. Por tanto, uno de los objetivos

secundarios consistirá en ver que imagen de los sensores utilizados es la más adecuada para

realizar un estudio óptimo de la zona objeto de estudio.

4.4.2. Tratamiento previo de las imágenes

Para abordar la teledetección digital de cambios es preciso que las imágenes se ajusten con

gran detalle, ya que de otro modo estaríamos detectando transformaciones que serían solo

fruto de una falta de ajuste de imágenes (Hord, 1982)

Para la investigación de la variación espacial y estacional de las propiedades del lago, los

datos tienen que ser georreferenciados y transformados a valores de reflectancia,

permitiendo la comparación de las diferentes imágenes (Mannheim et al., 2004).


- 44 -

4.4.2.1. Corrección Geométrica

El análisis multitemporal se basa en el ajuste geométrico entre las imágenes, que se

consigue mediante la corrección geométrica entre ellas. Para esto se elige una como

referencia y se seleccionan puntos comunes entre ambas. Aquí pueden emplearse formas

características de la vegetación, del trazado parcelario o de la hidrografía, visibles entre

imágenes pero que, habitualmente, no son localizables en el mapa (Chuvieco, 1996).

Al utilizar imágenes de diferente resolución espacial, la imagen elegida como referencia

debe ser la de mayor resolución espacial (Van Gerderen, 1998). Ésta puede ser, o no, una

imagen georreferenciada. Es preferible que se elija georreferenciada, para que fuera más

fácil la identificación y elección de los puntos de control.

La validez de las correcciones geométricas, sean imagen-mapa o imagen-imagen, se asume

al exigir en todas las correcciones un error cuadrático medio (RMS) inferior a 0,5 píxeles,

que es el RMS optimo (Ángel, 1994). Pero en nuestro caso, y debido a la resolución espacial

de nuestras imágenes el RMS óptimo exigido ha sido inferior a 0,2 ya que, en este caso, la

precisión ha de ser mayor (Chuvieco, 1996). Hay que tener cuidado con el RMS ya que si se

basa en tener un mínimo error y los puntos se encuentran desviados, se habrá realizado una

georreferenciación incorrecta, es decir, si la mayoría de los puntos de control son

imprecisos, el error estadísticamente será pequeño. Si sigues esa trayectoria, cuando se coja

un punto correcto, el error se dispara.

El método de asignación utilizado en esta corrección geométrica fue el del vecino más

cercano, al ser este método el que introduce menor transformación en los niveles digitales

originales de la imagen (Chuvieco, 1996). Consiste en situar en cada celdilla de la imagen

corregida, las celdillas más cercanas de la imagen original. El problema que plantea este

método de asignación con imágenes de diferente resolución espacial es que el efecto visual

es peor porque respeta la forma original de los píxeles de la imagen corregida.

La corrección geométrica de las primeras imágenes se realizó mapa-imagen a través del

programa Google Earth introducíamos las coordenadas geográficas de los puntos de

control seleccionados. Una vez georreferenciadas las primeras imágenes, las siguientes

fueron georreferenciadas imagen-imagen sin necesidad del programa Google Earth.

Es recomendable que estos puntos de control sean claramente identificables,

preferiblemente rasgos humanos del paisaje no sujetos a dinamismo temporal como cruces

de carretera, caminos, etc.


- 45 -

4.4.2.2. Corrección Atmosférica

La corrección atmosférica consiste en la eliminación de la influencia de la atmósfera ya que

puede perturbar e interferir en la respuesta espectral.

Al trabajar con diferentes sensores ópticos, la corrección atmosférica se realizó con

diferentes softwares. En el caso de MERIS, IRS y SPOT se utilizó el programa ATCOR,

mientras que para las imágenes CHRIS PROBA fue utilizado mediante el software IDL.

En el caso de la corrección de las imágenes de CHRIS, es necesaria una extensa

información de la imagen sacada a partir del programa NCSA HDFView 2.1. La ubicación

de los ficheros es fundamental, si no el programa no funciona correctamente y

consecuentemente la corrección atmosférica no se realizará con éxito. Una vez que has

ubicado toda la información necesaria para la corrección, se utilizará el programa IDL.

ATCOR 2/3 es el programa de corrección atmosférica y topográfica desarrollado por

R.Richter del DLR. Para el software ATCOR es necesario el Modelo Digital del Terreno.

La imagen del MDT (Modelo Digital del Terreno) de 5 km para MERIS es obtenida, como

hemos dicho anteriormente, a la vez que la imagen de la Albufera. El MDT de 20 m para

las imágenes de SPOT e IRS es obtenido a través de la Confederación Hidrográfica del

Júcar.

Lo primero que hay que llevar a cabo es la creación de una imagen de pendientes y del

aspecto del relieve que nos indica si es o no muy escarpado para que sean introducidos en

el programa mencionado anteriormente. Además, hay que introducir información de la

imagen como la fecha de la misma, y datos del sensor como la resolución espacial, numero

de bandas, etc.

4.4.3. Discriminación de las masas de agua

Una vez realizadas las respectivas correcciones, se efectuará la discriminación de las masas

de agua del lago de la Albufera y de la zona de inundación de la Perellonada mediante la

determinación de las masas de agua para la respuesta espectral de las bandas de los sensores

utilizados (figura 17).

La elección de las técnicas de teledetección para discriminar masas de agua se fundamenta

en la transformación de la imagen mediante la cual se obtendrá otra en la que solo aparezca

la lámina de agua existente en la imagen de partida, eliminando el resto de la información.

En ese caso, la técnica empleada es la que se conoce como estructura de árbol.


- 46 -

Las técnicas empleadas son las siguientes:

4.4.3.1. Composición coloreada

La formación de una imagen en color consiste en asignar diferentes bandas del sensor a

cada uno de los colores primarios: rojo, verde y azul (RVA21) permite obtener información

de gran interés para su posterior utilización.

Una impresión similar al color que el ojo percibe puede obtenerse cuando combinamos las

bandas espectrales RGB, aplicando a cada una de ellas los tres colores primarios, en ese

mismo orden. Esa asignación “natural” puede modificarse a voluntad del intérprete,

asignando los colores primarios RGB a tres bandas espectrales cualquiera, en el orden que

se estime más oportuno. Obviamente, cuando no seleccione las bandas espectrales RGB,

sino otras cualquiera, resultando colores artificiales. A estas composiciones se les llaman

falso color.

Entre las múltiples combinaciones de color que se han empleado en diversos estudios, la

más destacada sin duda es la infrarrojo color. Se obtiene desplazando hacia longitudes de

onda mas largas las bandas del espectro visible, sustituyendo la composición de bandas

RGB, por la correspondiente al IRC, R y G. Su profuso empleo se relaciona con la

resolución espectral de la mayor parte de los sensores espaciales.

Para la interpretación de las imágenes de la Albufera de Valencia se utilizó una

composición coloreada de falso color de infrarrojo color:

(RVA)= (Infrarrojo cercano, Rojo, Verde)

Gracias a la resolución espectral de los sensores es posible generar diversas composiciones

coloreadas: color real, falso color, etc. En el caso de SPOT e IRS solo se puede llevar a

cabo una composición coloreada de falso color. Esto es debido a su resolución espectral ya

que estos sensores no cuentan con una banda azul en el visible por lo que no se puede

realizar una composición coloreada de color real (figura 15)

La gran diferencia con las demás composiciones coloreadas es que cualquier lámina de agua

aparece en el mismo color. La razón por la cual aparecen en el mismo color todas las

laminas de agua se puede encontrar analizando los histogramas de la banda del infrarrojo

utilizado (figura 16). La banda del infrarrojo cercano tiene dos zonas bien diferenciadas: la

21 R,V,A. Mas conocidos como R,G,B (Red, Green, Blue)


- 47 -

primera corresponde al agua y la segunda a las demás cubiertas; debido a la existencia de

valores bajos en las bandas del infrarrojo cercano, el color resultante es el negro.

Figura 15.-Composición falso color del sensor SPOT 5 el día 17/11/05

4.4.3.2. Histograma de la banda del infrarrojo cercano

Para poder discriminar lo que es agua de lo que no, se realizó un histograma de una banda

del infrarrojo cercano (700-1300 nm) ya que, a partir de los 900 nm, el agua absorbe

prácticamente toda la energía que recibe y la reflectividad es prácticamente nula. Si posee

más de una banda espectral del infrarrojo cercano, como es en el caso del sensor CHRIS

PROBA22, antes se verá la respuesta espectral de varios puntos del lago de la Albufera y

escoger aquella banda espectral con menor reflectividad.

El análisis de las bandas del infrarrojo cercano se basa en que en estas longitudes de onda la

reflectividad del agua es muy baja, en comparación con la reflectividad de las demás

cubiertas. En consecuencia, en el histograma de estas bandas se observan dos zonas bien

diferenciadas: una correspondiente al agua y otra a las demás cubiertas. Normalmente se

utiliza la banda del infrarrojo cercano, porque nos permite diferenciar fácilmente la

vegetación existente en el suelo de las láminas de agua.

22 Desde la banda 14 a la banda 18.


- 48 -

Figura 16.- Histograma de la imagen tomada en la fecha 24/06/06 por el satélite SPOT 5

En el histograma se determina a partir de que nivel digital23 se separa la cubierta de agua de

las demás cubiertas. En este caso, para la discriminación de la masa de agua del lago de la

Albufera, el umbral escogido se encuentra entre la mitad de ambos máximos.

Una vez determinado el umbral, y mediante los comandos necesarios que tienes que

introducir en el programa ENVI, se crea una imagen binaria asignando el valor de 1 al

rango de niveles digitales comprendidos entre 0 y el nivel digital de corte, y el valor de 0 al

resto de los niveles digitales, con lo que automáticamente determinamos la zona de agua.

Sin embargo en las imágenes de alta resolución espacial, como es el caso de la mayoría de

los sensores utilizados en el estudio, aparece el problema de las sombras, debido a la baja

reflectividad de éstas en la banda del infrarrojo cercano. Esto es, la imagen binaria creada

asigna el valor de 1 tanto a las zonas de agua como a la de sombras.

En este estudio, las sombras no entorpecieron el estudio, ya que en las imágenes adquiridas

no aparecía ningún tipo de sombra que entorpeciera el sistema de trabajo.

23 El nivel de gris (o de color si se mezclan tres bandas). Es un valor numérico, que corresponde a la

codificacion de la radiancia que realiza el sensor cuando adquiere la imagen.


- 49 -

Figura 17.- Discriminación de la masa de agua del día 17/11/05 para la imagen de SPOT 5

4.4.4. Segmentación de la imagen

Una vez discriminada la lámina de agua del resto de las cubiertas, se unen los píxeles de la

imagen en diferentes categorías.

Se define digitalmente las clases o categorías a discriminar, asignando a cada uno de los

píxeles de la imagen una categoría. Mediante el programa ENVI los píxeles son asociados

por vecindad y no se restringe el número de píxeles que se abarquen en cada categoría

(figura 18 y 19).

Figura 18.- Segmentación de la imagen tomada en la fecha 17/11/05 mediante el satélite SPOT 5


- 50 -

Figura 19.- Punto del lago de la Albufera en la categoría nº 340 de la imagen tomada en la fecha 17/11/2005

mediante el satélite SPOT 5, tras la realización de la segmentación de la imagen.

La unión de las imágenes para el estudio temporal se realizó mediante la incorporación de

las bandas a un mismo fichero, con un tamaño del píxel de 10 m, una vez realizadas las

correcciones necesarias.

Una vez realizados los tratamientos necesarios para que las imágenes de las diferentes

fechas estén unidas en un mismo fichero con una única resolución espacial (10 m), las

imágenes están preparadas para ser utilizadas e iniciar el estudio de la evolución temporal

mediante teledetección del lago de la Albufera y de la zona de inundación.

4.4.5. Cálculo de la superficie

Se calculará para cada fecha la superficie (en hectáreas) del Lago de la Albufera y de la zona

externa de inundación mediante los comandos utilizados en el software y se analizarán los

cambios que se producen entre las diferentes fechas. Este estudio permitirá el

conocimiento de la evolución temporal de la zona.

Una vez realizadas las correcciones necesarias en las imágenes, discriminado la masa de

agua y segmentado las imágenes en diferentes categorías, se procederá a la introducción de

los algoritmos normalizados para la obtención de la concentración de clorofila y

ficocianina.

Los estudios son extensos sobre la calidad de las aguas mediante cartografía temática de los

lagos en diferentes zonas del mundo. Por ejemplo, se han llevado estudios sobre la calidad

de los lagos de Mecklenburg (Alemania) y Mazurian (Polonia). Estas zonas contenían un

gran número de lagos con una alta variabilidad y diferentes estados tróficos. Estudios de la

determinación de los parámetros tróficos de la clorofila (Mannheim et al., 2004).

Los productores primarios que habitan las aguas abiertas de los lagos y embalses componen

una compleja comunidad de microorganismos (algas y bacterias) conocida como

fitoplancton. La interacción de estos organismos con la radiación solar que incide en una

masa de agua, modifica esta radiación cuantitativa y cualitativamente. Esta interacción tiene

lugar a través de los pigmentos fotosintéticos, moléculas con capacidad para absorber la


- 51 -

radiación electromagnética. Los fundamentales son las clorofilas, que absorben luz azul y

roja.

La teledetección se ha aplicado al estudio de las masas de aguas epicontinentales durante las

ultimas décadas del siglo XX. Se realizan muestreos simultáneos al paso del sensor y se

relaciona la información digital de éste con los datos de campo obtenidos considerando

estos datos como un apoyo.

Para la realización de mapas temáticos es necesaria la determinación de algoritmos

invariantes en el tiempo. Para la creación de estos algoritmos es requerida una base de

datos espectral mínima. Para el estudio de la calidad de las aguas de la Albufera de Valencia

se utilizó una base de datos que el CEDEX desarrolló.

El CEDEX llevó a cabo el desarrollo de modelos de reflectividad que relacionan las

características del agua de sus componentes biológicos y de los pigmentos fotosintéticos,

con la información radiométrica, para poder desarrollar un sistema que sea operativo, y casi

directo, de obtención de la cartografía temática de los principales parámetros limnológicos

a partir de las imágenes del sensor MERIS, pero válidas en el futuro para cualquier otro

sensor que incorpore al menos las bandas espectrales adecuadas como es el caso del sensor

CHRIS.

Las variables fisicoquímicas y biológicas que resultan de apoyo para los estudios de

teledetección y que en este caso se van a utilizar para el estudio de la calidad de las aguas de

la Albufera son la concentración de pigmentos fotosintéticos como la clorofila a y

ficocianina así como el PAR. A través de estos datos, se llevará a cabo una relación entre

los datos observados y los estimados de la concentración de clorofila y ficocianina, además

del conocimiento del espesor óptico que perciben los sensores MERIS y CHRIS.

4.4.6. Obtención modelos de reflectividad

El CEDEX desarrolló un sistema operacional para la obtención directa de mapas temáticos

de pigmentos fotosintéticos utilizando el sensor MERIS del satélite ENVISAT-1. Este

sistema se aplicó a los embalses españoles pero los algoritmos obtenidos pueden ser

extrapolados al estudio de la Albufera de Valencia. La ventaja de este estudio es la

utilización de bandas espectrales que, como en el caso de CHRIS, también pueden aparecer

en otros sensores multiespectrales.

A partir de la información radiométrica y de los análisis químicos y biológicos del estudio

del CEDEX se obtuvieron modelos de reflectividad. Se desarrollaron modelos para la


- 52 -

cuantificación de pigmentos fotosintéticos, sólidos en suspensión y materia orgánica

disuelta a partir de la reflectividad medida desde sensores multiespectrales.

Se llevó a cabo el perfeccionamiento del ajuste de los modelos de reflectividad,

especialmente los de clorofila a y de ficocianina, utilizando información obtenida a partir de

imágenes del sensor CHRIS del satélite Proba sobre el embalse de Rosarito, con tomas de

datos y muestras directas y coincidentes en la masa de agua. Con estos datos se completó el

mejor ajuste de los algoritmos.

Son modelos semiempíricos o semianalíticos, basados en las relaciones entre reflectancia y

propiedades ópticas inherentes, pero en los que los valores de algunas de las variables se

aproximan o se estiman de relaciones empíricas con otras variables de medida más sencilla.

A diferencia de los modelos empíricos, estos modelos pueden ser extrapolados a otras

zonas como es el caso de la Albufera de Valencia.

El CEDEX propuso un estudio sistemático de numerosas masas de agua desde el punto de

vista de la radiometría del medio e ir constituyendo así una Base de Datos, en realidad un

Banco de Espectros Radiométricos, de diferentes condiciones y estados de calidad, que

hicieran posible el desarrollo de una tecnología de teledetección basada en la óptica de

aguas.

4.4.7. Ajustes de los modelos desarrollados

La hipótesis de partida, fundamentada en trabajos previos realizados en aguas costeras

(Aguirre-Gómez et alli, 2001; Late et al, 2001) y continentales (Gene, 1997), es que en los

espectros de reflectancia del agua, observados desde una plataforma remota, pueden

identificarse las bandas de absorción de algunos pigmentos fotosintéticos del fitoplancton.

A su vez, algunos de estos pigmentos son específicos de un único grupo taxonómico, por

lo que su detección tiene un valor indicador y puede servir para estimar la composición

aproximada de las comunidades algales (tabla 8).


- 53 -

Tabla 8.- Grupo taxonómico y valor indicador de diferentes pigmentos fotosintéticos

Clorofila-a

En sistemas oligotróficos, la clorofila a esta normalmente determinada por el rango de azul-

verde de reflectancia, a 440 y 550 nm (Gordon & Morel 1983). Por otro lado, estudios de la

productividad marina y de ecosistemas epicontinentales demostraban que la baja

reflectividad entre longitudes de onda en 670 y 740 nm permite una estimación de la

concertación de la clorofila a (Ruddick et al. 2001; Thiemann 1999; Schalles et al. 1998; Yacobi et

al. 1995; Gitelson 1993; Vos et al. 1986). Dentro de este rango espectral, la información de la

clorofila no es efectiva para la materia orgánica disuelta ni para otros pigmentos.

Es el pigmento más general de los presentes habitualmente en el fitoplancton y está

contenido en todos los grupos de algas de mayor o menor medida. Por ello es considerado

el más representativo de la biomasa de la producción primaria de las aguas.

Se han explorado, en base a su comportamiento típico radiométrico, las relaciones entre las

bandas 7 y 9 del sensor MERIS (Banda 7: centro 665 nm; ancho 10 nm; Banda 9: centro

705 nm, ancho 10 nm). Para el sensor CHRIS, las bandas corresponden a las 12 y 14

(bandas 12: centro 680 nm; ancho: 6 nm; banda 14: centro: 706 nm; ancho: 12 nm)

mientras que para el sensor SPOT e IRS se realizó un algoritmo normalizado en la banda

del verde (banda 1). Los algoritmos obtenidos son:

[Cla] para MERIS [Cla] para CHRIS [Cla] para SPOT e IRS

y= 11,882e6,2062x y= 9,981e5,6743x y= 25,335e0,5898x


- 54 -

Ficocianina

Es el pigmento mas abundante en las células de cianobacterias, o cianofíceas, quizás el

grupo de algas que genera en la actualidad más interés y sensibilidad, dado que entre sus

géneros y especies hay algunos que tienen ciertos niveles de contenido de toxinas, lo que

representa una amenaza para la salubridad de sus aguas con dichos organismos. De ello

deriva la gran importancia que en la actualidad tiene la detección, tan precoz como sea

posible, de la aparición de cianobacterias y en su caso la identificación de posible presencia

de toxinas en las aguas.

Se han explorado, en base a su comportamiento típico radiométrico, las relaciones entre las

bandas 9 y 6 del sensor MERIS (Banda 9: centro 705 nm, ancho 10 nm; Banda 6: centro

620 nm, ancho 10 nm). El ajuste presenta buena coincidencia con los valores determinados

“in situ” mediante técnicas de fluorescencia, validadas con métodos espectrofotométricos

de laboratorio. En el caso del sensor CHRIS, las bandas utilizadas fueron las bandas 9 y 14

(banda 9: centro: 622 nm; ancho: 9 nm; banda 14: centro: 706 nm; ancho: 12 nm).

[FC] para MERIS [FC] para CHRIS

y= 25,376e4,0392x y= 46,478e5,1864x

4.4.8. Obtención de perfiles de campo mediante fluorómetros

Las medidas fluorométricas se basan en una propiedad de muchas moléculas,

particularmente importante en los pigmentos fotosintéticos, que es la fluorescencia: Este

fenómeno se produce cuando un electrón de esa molécula pasa a un estado más energético

como consecuencia de la absorción de un fotón de luz. Solo son eficaces los fotones que

tengan la energía justa para provocar ese salto entre dos niveles energéticos. Esta situación

es inestable y el electrón retorna a su estado inicial, emitiendo energía en forma de luz.

Como en el proceso ocurren pequeñas pérdidas de energía (transiciones rotacionales y

vibracionales), la luz emitida es menos energética que la incidente, y por tanto de mayor

longitud de onda (Peña Martínez, 2004).

Los datos de campo deben coincidir con las fechas de las imágenes para realizar

posteriormente un estudio comparativo entre las concentraciones de ficocionina y clorofila

y, además del conocimiento de la profundidad de la columna de agua que se percibe

mediante los sensores.


- 55 -

Estos datos son obtenidos mediante los fluorómetros explicados anteriormente y las fechas

son las siguientes. En una de las fechas tenemos los datos de la concentración de los

pigmentos fotosintéticos para los sensores de CHRIS, SPOT y MERIS (tabla 9):

Fecha Sensor

24/06/06 CHRIS; MERIS; SPOT

11/08/06 MERIS

26/09/06 CHRIS

Tabla 9.- Relación de las datos de campo con las imágenes de varios sensores para distintas fechas

Las principales variables físico-químicas y biológicas que se estudian mediante teledetección

son los pigmentos fotosintéticos como la concentración de clorofila y ficocianina, cuya

utilización es recomendable cuando existe bastante diversidad en las poblaciones o se

desconoce su diversidad; Conductividad, temperatura, CDOM, turbidez, PAR. Todos estos

datos se obtienen en toda la columna de agua, es decir, a diferentes profundidades.

4.4.9. Obtención de medidas auxiliares

Como complemento a las medidas básicas y a la adquisición de muestras in situ, se

obtuvieron una serie de medidas auxiliares. Los principales fueron:

• Posición geográfica

• Profundidad del disco de Secchi: Es un disco de unos 25 cm de diámetro blanco

(aunque se puede usar de otros colores o sectores de diversos colores). Debe tener

un diámetro de 20 cm para lagos de agua menos transparente. Se deja descender en

el agua pendiente de una cuerda y se anota la profundidad (SD) a la que se deja de

ver.

• Profundidad del lago de la Albufera

• Anotación del estado del cielo y de la superficie del agua


- 56 -

5. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DEL SEGUIMIENTO DE LA

EVOLUCIÓN TEMPORAL DE LA ALBUFERA DE VALENCIA

Y LA ZONA EXTERNA

5.1. RESULTADOS

Tal como se ha explicado anteriormente, cuando las golas se cierran es cuando se alcanza el

nivel máximo de inundación de la Albufera. Como norma general, esto sucede el día 1 de

noviembre para volverse a abrir el 1 de enero. A partir de ese día, las golas se vuelven a

abrir comenzando con la pérdida natural y, con la ayuda de bombas y motores, del agua de

los campos y acequias hasta finales de febrero principios de marzo. Durante estas fechas se

producirá el nivel más bajo de agua del lago de la Albufera así como la desecación de los

campos de arroz.

Con el tratamiento de las imágenes se pretende conocer el funcionamiento y la periodicidad

de los recursos hídricos del Parque Natural de la Albufera, además de las diferencias que

existan entre un año y otro. Pero para este estudio no se utilizaron todas las imágenes como

es el caso de las imágenes del sensor MERIS. A través de estas imágenes podríamos

obtener la superficie de la Albufera pero no la superficie de inundación de la Perellonada

debido a que la resolución espacial es demasiado baja para este estudio. Es necesaria una

resolución espacial alta como es el caso de las imágenes SPOT, CHRIS PROBA e IRS.

Las imágenes son las necesarias para conocer la evolución temporal durante dos años del

lago de la Albufera así como de la zona de inundación de los campos de arroz.

Hay que tener en cuenta que no hay los mismos puntos en el momento de máxima

inundación entre un año y otro. En la tabla que se muestra a continuación, los valores de

color verde corresponden a las fechas de máxima inundación de ambos años. Los valores

de color naranja corresponden a las fechas donde está descendiendo el nivel máximo de las

aguas y los campos de arroz están desecándose. Los valores de color amarillo corresponden

a las fechas donde los campos de arroz están prácticamente secos para llevar a cabo las

labores imprescindibles para el cultivo. Durante el año 2006-2007 se observa que el punto

de máxima inundación es a finales de diciembre mientras que en el año 2005-2006 es a

principios de enero (tabla 10).


- 57 -

Fecha Superficie sin La Albufera (Ha) Superficie de la Albufera (Ha) Superficie Total

(Ha)

17/11/2005 5170,554 2383,674 7554,228

06/12/2005 5318,707 2348,138 7666,845

02/01/2006 5561,038 2575,728 8136,766

23/01/2006 3448,692 2322,765 5771,457

09/02/2006 865,630 2261,84 3127,470

28/05/2006 88,050 2344,549 2432,599

24/06/2006 52,124 2333,37 2385,494

13/08/2006 60,661 2396,621 2457,282

14/08/2006 41,400 2317,17 2358,560

26/09/2006 154,764 2302,221 2456,985

21/12/2006 5246,417 2343,967 7590,384

05/01/2007 4588,179 2336,765 6924,944

01/03/2007 581,466 2315,599 2897,065

19/03/2007 36,589 2297,973 2334,562

Tabla 10.- Superficie del Parque Natural de la Albufera en distintas fechas durante los años 2005 y 2006. El color

verde corresponde a las fechas de máxima inundación, el naranja al descenso del nivel máximo y el amarillo

donde la desecación de los arrozales es prácticamente total.

Como se ha explicado anteriormente, durante los meses de noviembre-enero, las golas

permanecen cerradas y las aguas alcanzan el máximo punto de inundación tal como se

observa en la gráfica. El nivel de la Albufera continúa bajo hasta la llegada del primero de

noviembre que comienza de nuevo el ciclo anual. Parece evidente que entre un año y otro

existen diferencias en lo que respecta a la superficie inundada.

En la figura 20 se observa que la tendencia entre un año y otro varía. En el año 2006-2007

el punto máximo de inundación es menor que en el año anterior. Esto puede ser debido a

que durante ese año, la sequía era más acusada que durante el 2005-2006. Además, la

desecación de los arrozales es más tardía. Durante el año 2006-2007, la desecación se

produce a principios de marzo, mientras que en el año anterior la disminución de los

recursos hídricos se produce un mes antes. Las labores de cultivo desde mediados de

marzo a mediados de abril conllevan un fuerte abonado de las tierras.


- 58 -

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

17/1

1/05

17/1

2/05

17/0

1/06

17/0

2/06

17/0

3/06

17/0

4/06

17/0

5/06

17/0

6/06

17/0

7/06

17/0

8/06

17/0

9/06

17/1

0/06

17/1

1/06

17/1

2/06

17/0

1/07

17/0

2/07

17/0

3/07

Fecha

Sup

erf

icie

(ha)

Agua externa Agua de la Albufera Agua Total Figura 20.- Evolución de los recursos hídricos durante el 2005-2007

Un punto característico que se observa durante el primer año, es el aumento del agua en el

lago de la Albufera que corresponde con el punto de máxima inundación de los campos de

arroz. El agua puede ascender de 50 a 60 cm en el momento del cierre de las compuertas, el

agua del lago de la Albufera rebosa y de esta forma cubre las tierras lindantes con el lago.

Las golas se vuelven a cerrar nuevamente a finales de abril o primeros de mayo por los

campos se inundan de nuevo, esta vez con menos agua, procediéndose a dar una labor

previa a la siembra. Por estas fechas y hasta el 15 de mayo aproximadamente, se reparten

los pesticidas y los fertilizantes. Seguidamente y en el mes de junio se extrae parcialmente el

agua de los campos con objeto de abonarlos nuevamente. Esto no se puede observar en

nuestra gráfica de la superficie inundada, ya que no se obtuvo ninguna imagen de ningún

sensor durante el mes de abril.

Para poder verificar la diferencia existente entre un año y otro, se realizó una modelización

periódica y continua para conocer la tendencia que siguen los recursos hídricos. La

propuesta del presente trabajo es la creación de un modelo que pueda ser utilizado para

otros periodos de inundación de la Albufera.

Las gráficas que están representadas a continuación corresponden a la función obtenida

para el agua total, el lago de la Albufera y el agua externa con los datos obtenidos a través

del tratamiento de las imágenes.


- 59 -

Función del Agua Total

-18475,86/(t -13,86) 12-Agosto -------- 26-Agosto

8000* sen π/6,8*t 23- Septiembre ----27-Enero

F(t) = 18475,86/(t – 1,138) 24-Febrero -------- 10-Marzo

2350 24-Marzo --------- 11-Agosto

Grafica de Agua Total

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

01/0

7/0

5

01/0

9/0

5

01/1

1/0

5

01/0

1/0

6

01/0

3/0

6

01/0

5/0

6

01/0

7/0

6

01/0

9/0

6

01/1

1/0

6

01/0

1/0

7

01/0

3/0

7

01/0

5/0

7

Fecha

Su

perf

icie

(h

a)

Función Agua Total Agua Total

Figura 21.- Función obtenida del agua total durante el 2005-2007

Función del agua externa

-263,41/t-9,29 12-Agosto -------- 26-Agosto

F(t)= 5600*sen π/6,8*t 23-Septiembre ----- 27-Enero

263,41/t-5,71 24-Febrero --------- 10-Marzo

0 24-Marzo ---------- 11-Agosto


- 60 -

Gráfica del Agua externa

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

01/0

7/2

005

01/0

9/2

005

01/1

1/2

005

01/0

1/2

006

01/0

3/2

006

01/0

5/2

006

01/0

7/2

006

01/0

9/2

006

01/1

1/2

006

01/0

1/2

007

01/0

3/2

007

01/0

5/2

007

Fecha

Su

perf

icie

(h

a)

Función Agua externa

Figura 22.- Función obtenida para el agua externa durante el periodo 2005-2007

Función del lago de la albufera

F(t) = 2350 1-Julio 2005 --------- 15-Junio 2007

Gráfica de Agua Albufera

0500

10001500200025003000350040004500

01/0

7/2

005

01/0

9/2

005

01/1

1/2

005

01/0

1/2

006

01/0

3/2

006

01/0

5/2

006

01/0

7/2

006

01/0

9/2

006

01/1

1/2

006

01/0

1/2

007

01/0

3/2

007

01/0

5/2

007

Función Agua Albufera Agua Albufera

Figura 23.- Función obtenida para el lago de la Albufera durante el periodo 2005-2007

Mediante las dos primeras funciones podemos observar como se deseca más tarde los

arrozales durante el año 2006-2007. Como ya se ha dicho anteriormente durante ese año el

nivel de las aguas es menor debido al déficit hídrico. Mientras que en el año anterior existió

un exceso de los recursos hídricos ya que los valores obtenidos por las imágenes están por

encima de la función obtenida.


- 61 -

Cabe destacar que durante el año 2006-2007 el exceso del agua en el lago de la Albufera no

se produce debido a que el volumen de agua es menor por tanto no se observa un exceso

en el lago de la Albufera durante el periodo de máxima inundación.

5.2. DISCUSIÓN

Es importante destacar que la superficie de la Albufera de Valencia está estimada en unas

2800ha. En la práctica, el valor obtenido es de aproximadamente 2350ha, es decir es un

valor menor a los datos previos de la Albufera. Habría que tener en cuenta el momento de

la estimación de la Albufera así como el método para el cálculo. Nuestro dato obtenido es

durante un periodo de dos años, concretamente de los años 2005-2007. Desde años

anteriores hasta la actualidad ha podido sufrir variaciones.

Diversos estudios afirman que la Comunidad Valenciana está atravesando un periodo de

sequía en este año. Entre el 1 de octubre del 2006 hasta el 12 de Febrero de 2007, la

precipitación media era de 191 mm3.

Esto puede conllevar un problema en la economía valenciana. Los efectos de la actual

sequía por la que está atravesando la agricultura valenciana podrían provocar que los

arroceros de la Comunidad dejen de ingresar 3,3 millones de euros esta campaña.

El escaso caudal hídrico que lleva el río Júcar un día después de que se haya cerrado la

aportación de agua a los campos de arroz provocará una reducción de la producción de

arroz estimada entre un 10 y un 15 por ciento, por lo que las rentas de los productores

pueden verse resentidas.

Recientes estudios realizados en el CEDEX ponen de manifiesto que ciertos campos de

arroz no son inundados debido al rebosamiento del lago de la Albufera sino por otras

fuentes hídricas. Para conocer esto ha sido necesario el modelo digital del terreno de la

Albufera con una resolución de 5 metros y mediante nuevas capas que se están generando

en un Sistema de Información Geográfico de la Albufera.


- 62 -

6. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS DEL ESTUDIO DE LA

CALIDAD DE LAS AGUAS DEL LAGO DE LA ALBUFERA

6.1. RESULTADOS

Al utilizar diferentes sensores, la cartografía sobre la calidad de las aguas que obtengamos

de cada uno de ellos será diferente en cuanto a la concentración de los pigmentos

estudiados (clorofila a y ficocianina) así como la profundidad de la columna de agua que

observa el sensor.

Las figuras que se muestran a continuación, corresponden a un ejemplo de los mapas

temáticos obtenidos para cada sensor. Tomando como criterio la resolución espacial y

espectral, la información que nos ofrezcan algunos mapas no será la idónea para el estudio

de la calidad de las aguas del lago de la Albufera.

Figura 24.- Cartografía Temática de la Clorofila a la Albufera de Valencia adquirida

por el sensor SPOT-5 el 17/11/06


- 63 -

24-Junio-2006 MERIS

Figura 25.- Cartografía Temática de la clorofila a de la imagen tomada

por el sensor MERIS el 24/06/06

Figura 26.- Cartografía Temática de la Clorofila de la imagen tomada por CHRIS el 24/06/06

Considerando la resolución espacial, los sensores mas adecuados para la obtención de la

cartografía temática de la clorofila a son CHRIS y SPOT, ya que la resolución de MERIS es

de 300 m, una baja resolución para este tipo de estudios por lo que se podría perder

información necesaria para el estudio. Además de la resolución espacial, también hay que

tener en cuenta la resolución espectral. Los sensores CHRIS y MERIS son sensores

multiespectrales donde se encuentran y aproximan las longitudes de onda donde se


- 64 -

encuentran los picos de absorción de la clorofila a (444 y 676 nm) y ficocianina (622 nm).

No es posible la realización de la cartografía temática de las imágenes tomadas por el

sensor SPOT e IRS ya que al poseer una baja resolución espectral no poseen la longitud de

onda a la que absorbe la ficocianina.

Para las fechas del 11 y 14 de agosto del 2006, la presencia de nubes dificulta la

delimitación de la superficie de la Albufera y la obtención de la concentración de clorofila a

así como de ficocianina (figura 27)

Figura 27.- Imagen del 11/08/06 tomada por el sensor MERIS donde se observa la presencia de nubes

Para la verificación de los datos de concentración de clorofila a y ficocianina estimados

mediante los diferentes sensores, se llevó a cabo un muestreo para la obtención de perfiles,

representados en función de la profundidad, de diferentes parámetros como, además de la

concentración de los pigmentos, la turbidez, el PAR, CDOM, temperatura, conductividad.

Se tomaron diferentes medidas con los fluorómetros de los diversos parámetros en

diversos puntos de la Albufera durante fechas que concordaran con la toma de imágenes de

los sensores utilizados para la validación de la cartografía temática.

Es justificable la medición de estos parámetros ya que son compuestos ópticamente

activos. En las aguas continentales hay otros tres grupos de compuestos ópticamente

activos como son las partículas minerales en suspensión, los detritos o restos de células del

fitoplancton; y la materia orgánica disuelta cromofórica (CDOM), conjunto heterogéneo de

compuestos procedentes de la descomposición de la materia orgánica autóctona y alóctona

(ácidos húmicos y fúlvicos, por ejemplo).

Tal como comentaban estudios anteriores, desde un punto de vista biológico la Albufera es

un sistema hipereutrófico, es decir, un área eutrófica caracterizada por su poca profundidad


- 65 -

(en torno a un metro) y una elevada productividad, es decir la biomasa puede exceder los

150 mg/m3 de clorofila. Además, la presencia de una concentración elevada de materia en

suspensión y de sales disueltas aumenta la turbidez del agua así como la conductividad

respectivamente (figura 31, 32)

En los perfiles de los pigmentos fotosintéticos, se observa como los valores de la

concentración de clorofila a (100-150 mg/m3) son menores que los valores de ficocianina

(aproximadamente 250 mg/m3) (figura 28, 29, 30). La población más característica con este

pigmento son las cianobacterias. Cuando los lagos se tornan eutróficos, la diversidad del

fitoplancton disminuye, lo que conduce a que las cianobacterias prevalezcan. Diferentes

factores ambientales favorecen el predominio de las cianobacterias como por ejemplo las

temperaturas elevadas (el lago de la Albufera posee una temperatura en torno a los 28ºC).

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

200 220 240 260 280 300 320 340

Ficocianina (mg/m3)

Pro

fun

did

ad

(m

)

Figura 28.- Perfil de la concentración de ficocianina el día 24/06/06

Hay que tener en cuenta que las concentraciones de clorofila a y ficocianina aumentan de

una fecha a otra. El 24 de junio las concentraciones de ficocianina están en torno a 250 -

300 mg/m3 mientras que el 26 de septiembre los valores superan los 400 mg/m3. El

fluorómetro de ficocianina se encuentra saturado y no puede leer valores mayores de

411,83 mg/m3 de ficocianina ya que no está calibrado para valores mayores. En el caso de

la clorofila ocurre lo mismo pero el fluorómetro no se satura ya que la concentración de

clorofila que hay en el lago de la Albufera es menor.


- 66 -

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230

[Cla] (mg/m3)

Pro

fun

did

ad

(m

)

Figura 29.- Perfil de la Concentración de clorofila a el día 24/06/06

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

[Cla] (mg/m3)

Pro

fun

did

ad

(m

)

Figura 30.- Perfil de la concentración de Cla a del día

26/09/06


- 67 -

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

2750 2760 2770 2780 2790 2800 2810 2820 2830 2840 2850

Conductividad (µµµµS/cm)

Pro

fun

ida

d (

m)

Figura 31.- Perfil de la conductividad el día 24/06/06

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

700 800 900 1000 1100 1200 1300

Turbidez (FTU)

Pro

fun

did

ad

(m

)

Figura 32.- Perfil de la turbidez el día 11/08/06

En ciertos perfiles, la concentración de ciertos parámetros disminuye debido a que al

introducir los fluorómetros correspondientes para las medidas de campo, necesita un

tiempo para la estabilización en el medio, además de la alteración que el mismo cuerpo

provoca en el medio. Este efecto se puede observar en el perfil de la turbidez (figura 32)


- 68 -

y = 0,8319e-10,884x

R2 = 0,9567

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22 0,24 0,26 0,28 0,3 0,32 0,34

PAR (mEcm-2

s-1

)

Pro

fun

did

ad

(m

)

Figura 33.- Perfil del PAR el día 24/06/06

La disminución de la energía radiante con la profundidad, tanto por mecanismos de

dispersión como de absorción, se denomina atenuación de la luz. El coeficiente de

extinción total esta regido no solo por el del agua sino por la absorción de partículas en

suspensión y, sobre todo por los compuestos disueltos o color.

El coeficiente de atenuación puede calcularse para cualquier longitud de onda, pero dado

que el objeto primario del presente estudio es el fitoplancton, tiene sentido calcularlo para

el intervalo de 400 a 700nm, es decir para la Radiación Fotosintéticamente Activa (PAR).

El valor de Kd(PAR) es un indicador de la transparencia del agua y del espesor de la zona

eufórica. En general, un valor de Kd(PAR) < 1m-1 indica una relativa claridad del agua y

valores de 1 a 3 m-1 indican ya una turbiedad importante. En la revisión de Kira (1994) se

citan valores desde 0,06 m-1 para lagos ultraoligotróficos (Lago Crater, Oregón) hasta más

de 20 m-1 en lagos hiperturbios en Australia. En este caso el valor de coeficiente de

atenuación es un valor elevado lo que indica que las aguas del lago de la Albufera no son

aguas muy transparentes (figura 33).

Además de estar caracterizado por la elevada presencia de materia en suspensión y grandes

concentraciones de ficocianina y clorofila a, el agua del lago de la Albufera esta

caracterizada por no presentar una termoclina, es decir, no existe una estratificación térmica

al ir aumentando la profundidad sino que se mantiene aproximadamente constante

variando algo más de una décimas de grados (figura 34).


- 69 -

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0,55

0,6

0,65

0,7

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1

28 28,1 28,2 28,3 28,4 28,5 28,6

Temperatura (ºC)

Pro

fun

did

ad

(m

)

Figura 34.- Perfil de la temperatura el día 24/06/06

Como ya hemos indicado anteriormente estos datos de campo son necesarios para la

verificación de los valores de concentración de los pigmentos objeto de estudio estimados a

partir de la estructura metodológica llevada a cabo. Una vez verificada que la concentración

de pigmentos de los sensores corresponde aproximadamente a las concentraciones

obtenidas en los datos de campo es posible el conocimiento de la profundidad de la

columna de agua que ve el sensor (figura 37).

Las gráficas indican que los valores de ficocianina y clorofila a de los sensores se ajustan

correctamente a las concentraciones obtenidas mediante los datos de campo (figura 35, 36).

y = 0,9967x

R2 = 0,9987

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

[ClaCampo](mg/m3)

[Cla

Imag

en](

mg

/m3)

CHRIS MERIS SPOT Lineal (CHRIS)

Figura 35.- Verificación de los datos del sensor en relación con los datos de Cla de campo


- 70 -

Como es lógico, la concentración de los pigmentos no es la misma para los diversos

sensores utilizados. Esto es debido a que las bandas utilizadas para ello no son las mismas.

Algunos sensores utilizados en el estudio, como MERIS y CHRIS PROBA, tienen

diferentes bandas en el rango espectral del visible e infrarrojo cercano. Además, se podría

estar perdiendo información en el caso del sensor MERIS debido a su baja resolución

espacial.

En el caso del sensor SPOT, se observa una columna de agua mayor por tanto la

concentración de clorofila a que ve el sensor también es mayor. Esto es debido a la banda

utilizada en el algoritmo para la realización de la cartografía temática corresponde a una

banda del verde (entre los 500-600 nm). Según diversos autores ésta es la banda donde

penetra más la luz en un medio acuático.

Tal como se observó en los datos de campo, los datos de ficocianina del sensor son

mayores que los datos de clorofila a. Al ser un lago eutrófico, la biodiversidad disminuye

existiendo una gran cantidad de poblaciones fitoplanctónicas con ficocianina como

pigmento mayoritario (figura 36).

La cartografía temática no se llevó a cabo mediante el sensor SPOT para la concentración

de ficocianina debido a la baja resolución espectral de este sensor.

y = 0,9959x

R2 = 0,9846

0

100

200

300

400

500

600

700

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700

[FCCampo](mg/m3)

[FC

Imag

en](

mg

/m3)

FCCHRIS FCMERISLineal (FCCHRIS)

Figura 36.- Verificación datos del sensor en comparación con los datos de ficocianina de campo

La naturaleza y el sentido común nos indican que la relación existente entre la

concentración de sólidos y la transparencia debe ser tal que cuanto mayor sea la

transparencia menor es la concentración de sólidos y viceversa. Lo mismo debe ocurrir si


- 71 -

en lugar de la concentración de sólidos aplicamos este principio a la concentración de

clorofila a: a mayor concentración de clorofila a, menor transparencia, y viceversa.

La transparencia del disco de Secchi es esencialmente función de la reflexión de la luz por

su superficie y, por tanto, está influenciado por las características de absorción tanto del

agua como de la materia disuelta y particulada existente en ella

En general las aguas dulces, son menos transparentes que las marinas, como corresponde a

la mayor proximidad de las orillas y al mayor desarrollo del plancton. En aguas turbias o

eutróficas el disco deja de verse desde antes de un metro. En nuestro caso, el lago de la

albufera es un lago poco profundo con una profundidad máxima de un metro. El disco de

Secchi deja de verse en torno a 0,3-0,4 metros. En la fecha del día 26 de Septiembre, la

profundidad del disco de Secchi es menor (aprox. 0,2) debido a que la concentración de

partículas en suspensión y plancton es mayor, tal como se ha visto anteriormente.

En diversos estudios se ha calculado el coeficiente de extinción a partir de la profundidad

del disco de Secchi pero este cálculo es impreciso porque combina de manera no

totalmente definible el espectro de la respuesta del ojo con el espectro de absorción del

agua. Si se puede comparar la profundidad de visión del disco con la extinción a una

longitud de onda dada, el ajuste es mejor para las longitudes de onda para las que, a la vez,

el agua es más transparente y el ojo es más sensible, por ejemplo, hacia los 500 a 550nm

(verde). Un coeficiente de extinción es igual a la combinación lineal de las concentraciones

de los diversos materiales adsorbentes como la clorofila y las partículas además de las

moléculas de agua.

En este estudio se intenta dar un paso hacia delante y comparar la profundidad que se

observa mediante el ojo humano y la profundidad que observa el sensor en las bandas

empleadas en los algoritmos utilizados que corresponden a los picos de absorción de la

clorofila y ficocianina. Como se ha dicho anteriormente para el caso de SPOT la banda

utilizada es la banda del verde.

Se encuentra una relación lineal y logarítmica entre ambos parámetros de mejor correlación

para los datos obtenidos mediante el sensor CHRIS que para el sensor MERIS para la

clorofila. En cambio, una relación exponencial resultaría ilógica ya que la profundidad vista

por el sensor incrementaría más rápidamente que la profundidad del disco de secchi (figura

37, 38).


- 72 -

Relación SD-Profundidad ClaCHRIS

y = 0,4136x

R2 = 0,6514 y = 0,177Ln(x) + 0,3384

R2 = 0,7363

y = 0,5565x - 0,0469

R2 = 0,7005

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

SD(m)

Pro

f. C

La

CH

RIS

(m)

Profundidad(m) Lineal (Profundidad(m))Logarítmica (Profundidad(m)) Lineal (Profundidad(m))

Figura 37.- Relación entre la transparencia del disco de secchi y la profundidad de la columna de agua de Cla

obtenida por CHRIS

Según aproximaciones teóricas (Gordon y McCluney, 1975), el 90% de la radiación captada

por un sensor remoto procede del denominado primer espesor óptico.

La base de datos utilizada para la creación de la cartografía temática indica que la

profundidad del primer espesor óptico es 0,6SD24. En este caso la profundidad del sensor

es de 0.41SD. Al realizar una relación entre ambas profundidades quedaría que la

profundidad vista por el sensor se encuentra a 0.67Ze (siendo Ze la profundidad del primer

espesor óptico).

Relación SD-Prof. ClaMERIS

y = 1,4196x - 0,4133

R2 = 0,4749

y = 0,537Ln(x) + 0,647

R2 = 0,4705

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

SD(m)

Pro

f. C

la M

ER

IS (

m)

Profundidad(m) Lineal (Profundidad(m)) Logarítmica (Profundidad(m))

Figura 38.- Relación entre el disco de Secchi y la profundidad de la columna de agua de Cla obtenida por

MERIS

24 Disco de Secchi


- 73 -

La profundidad de la columna de agua que se observa con el sensor SPOT en relación con

el disco de secchi es mayor. Esto es debido, como se ha explicado anteriormente que, al

utilizar la banda del verde (500-600 nm) para el cálculo de la concentración de clorofila a, la

luz penetra a una profundidad mayor en el agua (figura 39).

Relación SD(m)-Prof. Cla SPOT (m)

y = 4,9592x - 1,2585

R2 = 0,5215

y = 1,9079Ln(x) + 2,4874

R2 = 0,5542

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

SD(m)

Pro

f. C

la S

PO

T (

m)


Figura 39.- Relación disco de secchi y la profundidad Cla obtenida por SPOT

Para los datos de ficocianina existe una gran correlación lineal y logarítmica en relación con

la transparencia vista por el ojo humano para ambos sensores (figura 40 y 41). Aunque hay

que tener en cuenta que los datos son demasiado pocos para conocer con exactitud la

tendencia que siguen los datos para ambos casos.

Relación SD(m)- Prof. FC CHRIS(m)

y = 0,7445x - 0,1234

R2 = 0,8607

y = 0,203Ln(x) + 0,3453

R2 = 0,8719

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

SD(m)

Pro

f. F

C C

HR

IS (

m)


Figura 40.- Relación disco de secchi y profundidad de ficocianina obtenida por CHRIS


- 74 -

Relación SD(m)-Prof. FC MERIS (m)

y = 1,8608x - 0,575

R2 = 0,8876

y = 0,6618Ln(x) + 0,7746

R2 = 0,8755

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7SD(m)

Pro

f. F

C M

ER

IS (

m)

profundidad(m) Lineal (profundidad(m)) Logarítmica (profundidad(m))

Figura 41.- Relación disco de secchi y profundidad ficocianina obtenida por MERIS

Hay que tener claro que las concentraciones de clorofila a y ficocianina varían

temporalmente y espacialmente (figura 42). Para corroborar esto se han cogido cinco puntos

del lago de la Albufera para conocer la variación de las concentraciones de los pigmentos.

Figura 42.- Puntos seleccionados para conocer la variación espacial y temporal de las concentraciones de los

pigmentos fotosintéticos.


- 75 -

En la figura 43 se observan las variaciones de concentraciones de clorofila a para distintas

fechas y sensores. Como se ha explicado anteriormente, las imágenes SPOT nos ofrecen

unos valores muy elevados debido a la banda utilizada en el algoritmo. Es un valor

cualitativo y no está bien validada. De todas formas, se observa un aumento mayor de los

valores de los pigmentos en el momento de máxima inundación (5 de enero del 2007).

Figura 43.- Concentración de la clorofila en diferentes fechas y en diferentes puntos del lago de la Albufera

No solo temporalmente se observan cambios sino también espacialmente. Diversos

estudios aclaran que la intensidad de la contaminación en cada orilla será diferente


- 76 -

dependiendo de la localización de las industrias así como del uso de un tratamiento intenso

con pesticidas y fertilizantes. El área Oeste es la que aporta una mayor contaminación

industrial mientras que en la orilla Sur se lleva a cabo un intenso tratamiento con

insecticidas y herbicidas perjudicando a las aguas. Además el abonado durante los meses de

marzo, abril y junio pueden alterar la concentración de nutrientes en el lago y

consecuentemente la concentración del fitoplancton.

En la figura 43 se observa como en los 5 puntos cogidos, la concentración de clorofila

sigue la misma tendencia observando tres picos diferenciables y que corresponde a las

imágenes de SPOT. Los valores más bajos se localizan en el punto 1 (zona noreste) si se

observan las gráficas las diferencias entre los cinco puntos son mínimas.

Las concentraciones de ficocianina, al igual que las de clorofila, siguen la misma tendencia

entre las diferentes fechas observando un aumento mayor de los valores el día 26 de

septiembre. Los valores son mayores en la zona sur y en el centro de la Albufera debido a

la mayor concentración de vegetación.

6.2. DISCUSIÓN

Como se ha visto, la radiación solar tiene una importancia capital para toda la dinámica de

los ecosistemas de agua dulce. La cantidad de energía solar que penetra en un lago depende

de una serie de parámetros como son la materia particulada en suspensión, la concentración

de clorofila y ficocianina etc.

Los pigmentos fotosintéticos existentes en las algas absorben entre 400 y 700 nm. A partir

de los 700 nm, no existe actividad fotosintética oxigénica y toda respuesta se debe a la

presencia de sólidos en suspensión. En todas las aguas es común la existencia de una

absorción muy alta en las longitudes de onda del infrarrojo y rojo.

En el caso del lago de la Albufera, nos encontramos con un lago eutrófico donde las

concentraciones de materia en suspensión, y pigmentos es elevada por tanto provocando

un aumento en la turbidez.

El modelo está diseñado para masas de agua que no se ve el fondo como ocurre con las

aguas del lago de la Albufera. En las aguas marinas se ve el fondo y su reflectancia es igual a

la del agua más el fondo. Al ser la reflectancia del agua muy baja, la mayor parte de la

reflectancia total es igual a la del fondo. Al realizar los mapas de clorofila aparecen

concentraciones muy altas por este aspecto. Por ello son modelos que no se pueden aplicar

universalmente.


- 77 -

Hay que tener en cuenta que los valores obtenidos son muy pocos para conocer

verdaderamente la tendencia, ya sea lineal o logarítmica, que sigue la profundidad de la

columna de agua vista por los sensores en relación con el disco de Secchi. Se propone

continuar con el trabajo para conocer si es cierta la tendencia que existe entre la

transparencia y la profundidad de la columna de agua vista por el sensor, obteniendo datos

de campo y cartografía temática para las siguientes fechas posteriores.

Los valores que se obtienen para las concentraciones de clorofila y ficocianina son

sumamente elevados. Las concentraciones de clorofila alcanzan valores de 150 mg/m3

mientras que para la ficocianina valores mayores de 400 mg/m3. Estos valores indican el

grado de eutrofización de las aguas del lago de la Albufera ya que lo normal sería una

concentración de pigmentos de 30 mg/m3. Como se ha comentado anteriormente, la

agricultura es uno de las principales actividades que afecta y ha afectado de manera directa a

las aguas del la Albufera. Además, deben tenerse en cuenta también los vertidos de aguas

residuales urbanas e industriales procedentes de los núcleos urbanos y de los polígonos

industriales próximos al parque.

Esto provoca un exceso de nutrientes en el lago de la Albufera que, junto a las

características que presenta (aguas poco profundas, no estratificadas) se produce un

desarrollo desmedido del fitoplancton convirtiéndose en un sistema hipertrófico extremo.

Además, es conveniente la comparación de perfiles de campo en el momento del nivel

máximo de agua en el lago de la Albufera (noviembre-diciembre) con momentos de

desecación para conocer si existe algún cambio en las concentraciones de los parámetros

objeto de estudio.

La Teledetección es una buena herramienta para el seguimiento y control del estado de las

aguas epicontinentales tal como requiere la Directiva Marco del Agua25. Mediante la

teledetección es posible conocer el seguimiento del volumen y el estado ecológico de las

aguas.

La Directiva Marco del Agua obliga a los Estados miembros a recuperar el buen estado

ecológico de las aguas. Esto es así para todas las masas de agua que integran el Parque

Natural de la Albufera pero, especialmente, para el gran lago central, su espacio más

emblemático.

El escenario sostenible de la Albufera debería contemplar diversos aspectos como una agua

clara y sedimento superficial oxigenado, recuperación de las poblaciones de diversos

invertebrados como ‘les gambetes’, o mejorar los recursos pesqueros.

25 Artículo 8 de la Directiva


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La Confederación Hidrográfica del Júcar, con la financiación del Ministerio de Medio

Ambiente, dirigió el desarrollo del ‘Estudio para el desarrollo sostenible de la Albufera de

Valencia’, a fin de diagnosticar, estudiar y proponer las acciones a acometer, desde el punto

de vista hídrico, para tratar de alcanzar estos objetivos.

Enunciado el problema y descrito cualitativamente el escenario objetivo, el siguiente paso

consistió en caracterizar de forma precisa mediante una serie de indicadores cuantificables

que permitan explicar los procesos y cambios esenciales del sistema.

De forma simplificada se ha asumido como objetivo clave la reversión del estado actual de

dominancia de fitoplacton a un estado con dominancia de la vegetación sumergida en el

lago central, estableciéndose así como subindicador de referencia la concentración media

de clorofila en el lago. Éste se puede conocer a través de la teledetección tal como ha

quedado reflejado en el estudio.


- 79 -

7. CONCLUSIONES

• Se ha demostrado la idoneidad de la técnica de la Teledetección para el estudio del

seguimiento temporal y de la calidad de las aguas del lago de Albufera de Valencia

Es una técnica que disminuye la dificultad para el cálculo de los resultados objeto

de estudio una vez que la metodología es optimizada. Puede servir como una

herramienta para el seguimiento y vigilancia del Parque Natural de la Albufera.

• Por tanto y tal como dice la Directiva Marco del Agua, es una herramienta que sirve

para el seguimiento y control de las masas de agua. Por ello, y basándose en esta

Directiva, la Confederación Hidrográfica del Júcar realizó un estudio para el

desarrollo sostenible de la Albufera utilizando como subindicador la concentración

de la Clorofila, pigmento que puede ser calculado sin problema a través de Mapas

temáticos tal como se ha realizado en el presente estudio.

• Hay que destacar que el seguimiento temporal ha sido posible porque se han

combinado todas las imágenes de los sensores utilizados. Aunque el sensor MERIS

no pudo utilizarse debido a su baja resolución espacial el cual es idóneo para áreas

de mayor envergadura. Para este estudio es necesario imágenes de alta resolución

espacial tales como CHRIS y SPOT

• Una de las ventajas que ofrece la teledetección es, que a partir de esta técnica es

posible la realización de modelizaciones, cartografía temática para el control y

seguimiento de la inundación de la Perellonada así como del estado ecológico de las

aguas del lago respectivamente.

• Una de las limitaciones es la necesidad de datos de campo para el conocimiento de

la profundidad de la columna de agua que ve cada sensor específicamente. Los

datos obtenidos para conocer la relación existente entre la transparencia del disco

de Secchi es insuficiente por lo que se propone continuar con el estudio obteniendo

perfiles de campo para las siguientes fechas.

• Debido a la agricultura así como el elevado incremento industrial y turístico, el

aporte de nutrientes originado por las aguas residuales urbanas e industriales

vertidas al lago de la Albufera ocasiona que las aguas se encuentren en un estado

eutrófico sobrepasando la concentración media que debería existir en un lago

(30mg/m3) con diferencias espaciales y temporales ya que no afectan de igual forma

a todas las áreas de la Albufera observando un valor mayor en el momento de

máxima inundación.


- 80 -

8. BIBLIOGRAFÍA

8.1. BIBLIOGRAFÍA

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• http://earth.esa.int/workshops/chris_proba_05/papers/08_guanter.pdf

ANEXO:

Cartografía Temática

seguimiento de la evoluciÓn temporal de la perellonada y ...1].pdf · micro-ondas), y, además,...

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