El Instituto de Investigación de Electrónica y Telecomunicaciones (ETRI, por su sigla en inglés) ha desarrollado una tecnología para analizar la calidad del agua con drones y utilizar inteligencia artificial (IA) para predecir el nivel de floraciones de algas nocivas (FANs, también conocidas como blooms). Se espera que la tecnología reduzca la ansiedad pública sobre las FANs que se repiten cada verano y ayude a gestionar la seguridad del agua potable.

ETRI informó que midió y predijo con éxito las floraciones de algas nocivas en un lago con una cámara hiperespectral incorporada en un dron. La investigación fue publicada en la revista Remote Sensing of Environment.

“Se han observado blooms en muchos ríos y aguas costeras donde el flujo de agua es lento o estancado. Las grandes floraciones de algas pueden ser tóxicas para el medio ambiente y las personas. Si el crecimiento de la floración de algas alcanza un cierto punto, se expande exponencialmente, lo que dificulta su manejo. Por lo tanto, es crítico monitorear y predecir con precisión la actividad de las algas”, argumenta el instituto de origen coreano.

En el pasado, añade la entidad, tomaba un par de días recolectar muestras y analizar la calidad del agua. Además, el proceso fue engorroso ya que requirió visitas físicas al sitio, lo que dificultaba responder rápidamente antes de que se extendiera la floración de algas.

La tecnología desarrollada por ETRI utiliza drones para examinar de forma remota los cuerpos de agua, lo que facilita el estudio del estado de las algas, incluida la migración, propagación y distribución en ríos o arroyos. En comparación con los satélites o aviones, los drones pueden monitorear el agua más fácilmente a bajo costo y alta resolución. Los datos obtenidos se analizan rápidamente con IA, lo que ayuda a predecir dónde florecerán las algas.

Ríos y arroyos explorados con una cámara hiperespectral

Un sensor hiperespectral es fundamental para el éxito del sistema. Mientras que las imágenes convencionales dividen la luz en tres colores primarios (RGB), la tecnología hiperespectral puede dividir las regiones visibles e infrarrojas cercanas en 200 o más colores. Por lo tanto, la tecnología puede clasificar los componentes de un objeto con más detalle y puede aplicarse ampliamente en el ámbito militar, medioambiental, médico, sanitario y otras áreas.

La cámara hiperespectral en un dron puede indicar fácilmente si el nivel de algas está en “Atención”, “Advertencia” o “Brote”. Utiliza el espectro de luz de las algas para verificar digitalmente el estado actual.

“Tenemos el objetivo de lograr el mejor nivel de precisión del mundo en la predicción de algas. Planeamos hacer posible rastrear su crecimiento y facilitar una respuesta temprana para evitar una mayor propagación”, comentó el Dr. Yong-Hwan Kwon, gerente de proyectos en ETRI, que ha utilizado el dron con cámara hiperespectral para examinar la calidad del agua del embalse Daechung en Corea del Sur.

Luego, el equipo de investigación planea construir un mapa de monitoreo en tiempo real de las floraciones de algas en el embalse. El objetivo incluye un estudio sobre la automatización del proceso de exploración, recopilación de datos, entrada y análisis después de establecer la ruta de movimiento óptima del dron.

El equipo de investigación, a su vez, tiene el objetivo de aumentar la precisión de la predicción de algas al 90% o más mediante la mejora del rendimiento del análisis. También planean reducir el peso y el tamaño del sensor hiperespectral para 2022.