La UVigo cuantifica con drones la cobertura y el peso de las macroalgas intermareales

El estudio, que implica a biólogos e ingenieros, se desarrolló en la ensenada del monasterio de Oia

El dron, en la zona de estudio de la costa de Oia.

El dron, en la zona de estudio de la costa de Oia. / Cedida

Sandra Penelas

Sandra Penelas

Las comunidades de macroalgas juegan un papel clave en las redes tróficas y actúan como auténticas “ingenieras” de los ecosistemas costeros y marinos,garantizando su estabilidad. Pero además tienen un “rol ecológico relevante” en el actual contexto de cambio climático porque absorben carbono y también son un valioso recurso para la industria alimentaria o la farmacéutica. Así que controlar su distribución y abundancia es vital para lograr una buena gestión y conservación. Los métodos de teledetección constituyen una forma prometedora de hacerlo y la UVigo ha constatado su eficacia a través de un estudio con drones pionero en Galicia y desarrollado en la costa de Oia.

El proyecto, que ha supuesto la colaboración de biólogos e ingenieros, determinó la cobertura de macroalgas en una zona intermareal rocosa –ocupan 5.574 metros cuadrados– y también su peso –28,5 toneladas–.

La idea parte de un proyecto anterior, Alganat 2000, financiado por la Fundación Biodiversidad y centrado en el mapeo de hábitats intermareales. Aquel primer estudio ya implicó en 2019 a los grupos de Ecología Costera (EcoCost) y de Geotecnologías Aplicadas (GeoTech) en busca de nuevos métodos que superasen las limitaciones de los actuales.

El dron sobrevuela las macroalgas de la ensenada de Oia.

El dron sobrevuela las macroalgas de la ensenada de Oia. / Cedida

“Habitualmente, la cuantificación de cualquier recurso del intermareal, algas o cualquier organismo fijo como los mejillones, se hace a partir de estimaciones. Se utilizan unos cuadrados de muestreo de tamaño limitado y luego se extrapolan los resultados. Esto implica limitaciones logísticas, porque tienes que desplazar personal y material y obviamente no puedes cubrir grandes extensiones. Y además es imposible tener una visión general y existe un sesgo grande en los resultados. Pero el uso de drones nos permite superar todas estas limitaciones”, destaca la científica de EcoCost Marta Román, que ya estuvo en el primer proyecto y subraya la “destacada participación” de su responsable, la catedrática Celia Olabarría, en este segundo estudio.

Se trata del trabajo final del máster en Biología Marina de Miguel J. Peidro y los vuelos se realizaron en junio de 2021 en la ensenada del monasterio de Oia, en una zona delimitada de casi 6 hectáreas, con financiación de la Xunta. “Es una metodología bastante extendida en el resto del mundo porque te permite acceder a una gran cantidad de datos sin tener que desplazar a muchas personas y material, pero en Galicia no se había hecho mucho sobre ello. Por eso quisimos publicar los resultados”, añade Román sobre su reciente artículo en la revista Regional Studies in Marine Science.

Muestreos de campo para el proyecto  en la zona de estudio.

Muestreos de campo para el proyecto en la zona de estudio. / Cedida

El dron estaba equipado con sensores multiespectrales que toman imágenes en continuo sobre el terreno en cinco bandas –azul, verde, rojo, borde rojo e infrarrojo–. Estas dos últimas no son visibles para el ojo humano, pero son ”muy interesantes” a la hora de mapear organismos fotosintéticos.

Los investigadores utilizaron las fotografías georreferenciadas tomadas sobre cuadrantes de 50x50 centímetros para entrenar a los algoritmos de aprendizaje automático. “Le proporcionamos imágenes al programa para que sea capaz de identificar, a partir de la reflectancia de los píxeles, si son algas marrones, rojas o verdes, así como rocas o agua. Y esto permite generar un mapa de predicción”.

“De esta forma, pudimos testar la precisión del algoritmo y lo que obtuvimos es que funciona de forma satisfactoria para detectar cuántas algas hay y cuántos grupos funcionales, pardas, rojas o verdes. Pero no tiene una precisión muy alta a la hora de clasificar las especies, por lo que pensamos que con sensores capaces de detectar más bandas podríamos hacerlo de manera más fina. Y otra de las limitaciones es que las coberturas en Galicia son muy heterogéneas y se puede dar la situación de que en un píxel haya varias especies”, detalla.

"Estimar el peso puede ser útil a la hora de gestionar el recurso y estimar el carbono que capturan los hábitats intermareales"

Además de volar el dron, los investigadores también tomaron muestras en los mismos cuadrantes para calcular la biomasa de la cobertura en el laboratorio y añadir este parámetro a la metodología final. “Nos pareció muy interesante obtener un mapa que también estime el peso de las algas. Puede ser útil a la hora de gestionar el recurso, ya que en Galicia hay cofradías que extraen algas. Y, por otra parte, también podría servir para estimar el carbono que están capturando los hábitats intermareales”, destaca.

Los investigadores de la UVigo, que tienen más trabajos en marcha en esta línea, utilizaron el software libre de sistemas de información geográfica QGIS, lo que implica que es gratuito y que además no exige conocimientos profundos de programación. Esto no significa, puntualiza Marta Román, que el método realice predicciones a partir de la simple introducción de las fotos tomadas por el dron. Una de las razones que hacen imprescindible la colaboración entre disciplinas.

Uno de los cuadrantes fotografiado desde el dron.

Uno de los cuadrantes fotografiado desde el dron. / Cedida

“El grupo GeoTech ha hecho un trabajo muy bueno en la topografía y esto nos permite obtener unas clasificaciones de algas muy buenas. A veces este tipo de estudios están liderados solamente por ingenieros o tecnólogos, pero es esencial que también participen biólogos y ecólogos por su conocimiento sobre ciclos vitales o dinámicas poblacionales. Hay que entender primero los procesos biológicos implicados, después las características espectrales de lo que quieres clasificar y finalmente cómo funcionan los algoritmos. Y además utilizar una tecnología remota no significa que no haya que ir al campo, que sigue siendo fundamental”, defiende Román, que también colabora con el grupo multidisciplinar ISOMer de la Universidad de Nantes.

De hecho, el artículo sobre Oia está firmado por dos biólogos, ella misma y Miguel J. Peidro, así como por la física Andrea Martínez, el ingeniero de telecomunicaciones Joaquín Martínez y el ingeniero forestal Juan Luis Rodríguez, los tres de GeoTech.

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