Monitorización, predicción y mejora de la suciedad en las playas
La problemática de las basuras marinas y la formación de las natas en las playas de la Ciudad de Málaga
Proyecto que busca la preservación de la biodiversidad y la gestión sostenible del ecosistema terrestre, marino y de transición en la ciudad de Málaga
La problemática de las basuras marinas y la formación de las natas en las playas de la Ciudad de Málaga
La calidad del entorno litoral de la Ciudad de Málaga es una cuestión de extrema importancia. Son dos factores los que influyen decisivamente en la calidad de nuestras playas, al menos en la calidad que es percibida por el usuario de playas. Uno de ellos es la calidad de los sedimentos que forman parte de los arenales, y otro de ellos, más importante aún, es la calidad sanitaria de las aguas de baño. La calidad de estos dos factores se ve notablemente afectada por la presencia de materiales, generalmente de origen antrópico, denominadas basuras marinas y algunos fenómenos de origen natural, como la aparición de las natas, cuya aparición se ve notablemente afectada por la regeneración periódica de las playas que se han perdido a causa de los temporales.
Aunque en las basuras marinas podemos encontrar abundantes componentes naturales como residuos de cañas o plumas, generalmente de gaviotas, también están presentes aquellos que tienen una naturaleza plástica. Estos residuos son resistentes a los U.V. del Sol y a los procesos de oxidación y/o disolución que puede provocar el agua de mar por lo que no son biodegradables por lo que su adición es acumulativa. Aunque actualmente existe una concienciación creciente en la Sociedad, gracias a la difusión del conocimiento científico, los residuos que arrojamos actualmente al mar se acumulan junto a residuos previos que se vertieron en el pasado.
En esta investigación se ha realizado una caracterización de las basuras marinas encontradas en las playas de la Ciudad de Málaga, y se han analizado desde un punto de vista multidisciplinar, las natas que han aparecido en los veranos de los años 2022 y 2023. Asimismo, la creación de una red de vigilancia permitió la elaboración de una robusta base de datos de aparición de natas que ha permitido la elaboración de algoritmos que predicen en qué playa de la Ciudad de Málaga van a aparecer natas. Esto permite una gestión responsable de la limpieza del medio litoral que logra disminuir eficientemente la huella de carbono.
En el proyecto de investigación estamos midiendo el nivel de calidad de los ecosistemas litorales de las playas de Málaga en función de las características de las basuras marinas que podemos encontrar en los arenales de las playas cuando los temporales de Levante nos devuelven a la orilla los materiales de origen antrópico acumulados en los fondos marinos; y en función de la naturaleza de las espumas flotantes (natas) que aparecen en las playas y la frecuencia con la que aparecen.
Resulta de gran importancia poder caracterizar las basuras marinas y las espumas flotantes (natas) porque conociendo su naturaleza podemos detectar su origen. Una vez detectado el origen, se pueden resolver las causas que generan los problemas de forma eficiente. Por ejemplo, en el presente proyecto de investigación, hemos encontrado que las espumas flotantes están compuestas mayoritariamente por partículas minerales de grano muy fino que se encuentran en los sedimentos que su usan para regenerar las playas. Una mejor selección del sedimento permitiría disminuir en gran medida la frecuencia con la que aparecen espumas flotantes en las playas.
Uno de los objetivos principales del presente proyecto fue la elaboración de algoritmos basados en Inteligencia Artificial que permitieran la predicción de la aparición de espumas flotantes en las playas de la Ciudad de Málaga. Para conseguir este objetivo se tuvo que obtener diferentes tipos de datos:
1 Datos relativos a las características mineralógicas y granulométricas de los sedimentos de los arenales de las playas de Málaga obtenidos mediante análisis de laboratorio de los sedimentos mediante técnicas termogravimétricas, difractométricas, microscópicas y técnicas de dispersión LASER. Además, se estudió la microbiología de las espumas flotantes mediante los análisis de calidad microbiológica o bioindicadores de calidad y también mediante técnicas de secuenciación de nueva generación.
2 Datos de observaciones de aparición de espumas flotantes (natas) con la ayuda de la red de vigilancia durante los veranos de los años 2022 y 2023. En esta red de vigilancia participó todo el personal del Servicio de Socorrismo del Ayuntamiento de Málaga.
3 Datos meteorológicos relativos a los velocidad y dirección de los vientos, dirección, altura, periodo de oleaje que se obtienen a partir de daros directos mediante boyas marinas y datos obtenidos mediante satélite.
La obtención de estos conjuntos de datos de naturaleza complementaria, durante los años 2022 y 2023, condujo a la elaboración de una robusta base de datos que permite el funcionamiento de un modelo de Inteligencia Artificial que tiene como objetivo mostrar la probabilidad de que aparezcan espumas flotantes en cada una de las playas de Málaga con 5 días de anticipación. Con esto se permite que se dirijan los barcos de limpieza a las playas que serán más afectadas por la formación de espumas flotantes teniendo una incidencia directa en la eficiencia de los procesos de limpieza y en una disminución notable de la huella de carbono que genera la gestión responsable de las playas.
Los análisis termogravimétricos permitieron conocer con exactitud los porcentajes de materia orgánica vs materia mineral. Estos análisis mostraron que las natas más frecuentes tienen un contenido en materia mineral superior al 80%.
Los análisis mediante difracción de rayos X permitieron conocer qué tipo de minerales formaban la materia particulada. Entre ellos se encontraban filosilicatos como las micas, cloritas y caolinita; cuarzo y carbonatos como la calcita y la dolomita. Junto a estos minerales aparecían en menores cantidades minerales evaporíticos que cristalizan cuando el agua del mar se evapora: halita, yeso y anhidrita. Se pudo comprobar que la mayor parte de las natas estaba formada por minerales que forman parte de las rocas propias de la geología de la Provincia de Málaga.
Los resultados obtenidos en el presente proyecto muestran que la formación de espumas flotantes (natas) tiene un origen natural que está afectado por la regeneración de las playas con sedimentos que presentan una mayor proporción de minerales de tamaño muy fino (limos y arcillas). Estas espumas, inicialmente de origen mineral, una vez que están flotando sobre la superficie marina adsorben la microbiología marina y son un sustrato adecuado sobre el que crecen microalgas. Con el tiempo, las espumas son agregados flotantes de minerales, microalgas y una microbiología natural de origen marino.
Estos resultados muestran que si se quiere disminuir la frecuencia con la que aparecen natas en las playas de Málaga se debe disminuir la fracción fina de granos minerales presentes en los arenales, o bien, seleccionar adecuadamente los sedimentos que se van a utilizar para regenerar las playas.
La robusta base de datos que alimenta los sistemas de Inteligencia artificial muestran que es posible predecir la probabilidad con la que aparecen las natas en las playas conociendo la información meteorológica de los próximos 5 días. Se puede acceder a la información que generan los algoritmos para cada playa de la Ciudad de Málaga desde el siguiente enlace:
La Línea MONITORIZACIÓN, PREDICCIÓN Y MEJORA DE LA SUCIEDAD EN LAS PLAYAS fue realizada por profesores de las diferentes áreas de la Cátedra de Ciencias del Litoral Costa del Sol de la Universidad de Málaga .