Universidad
Politécnica de Madrid

04.07.22

En el otoño de 2019 y el verano de 2021 todos fuimos testigos, a través de los medios de comunicación, de la aparición de toneladas de peces muertos en las orillas el Mar Menor por falta de oxígeno en el agua. Si queremos prevenir hechos como este resulta de vital importancia controlar la calidad del agua vertida a la laguna, que se puede realizar midiendo indicadores de la calidad del agua, como el oxígeno disuelto. Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han creado un modelo de red neuronal artificial para predecir el oxígeno disuelto en el agua vertida al Mar Menor a través de la desembocadura de la rambla del Albujón. La herramienta desarrollada, que ha mostrado muy buenos resultados, permite realizar predicciones a través de un proceso de entrenamiento y aprendizaje que imita el comportamiento de las neuronas.

La eutrofización es un conjunto de síntomas adversos generados por el incremento de los aportes de nutrientes al agua, que da lugar a la proliferación descontrolada de plantas y algas. Esta sobreproducción provoca una pérdida de diversidad, la destrucción del hábitat y la mortalidad de diversas especies por falta de oxígeno. Un caso relevante de eutrofización es el que se viene observando en el Mar Menor, una laguna costera de agua salada de gran relevancia natural.

Situación de la zona de estudio (Google Earth. https://www.google.com/intl/es/earth. Consultado el 2 de marzo de 2022)

Las zonas circundantes del Mar Menor son especialmente ricas en diferentes hábitats y paisajes, que aportan interés a esta área tan peculiar. En sus alrededores confluyen hasta diez figuras de protección ambiental, de interés geológico y ecosistémico. Por ejemplo, el espacio está integrado dentro de la Red Natura 2000. Cuenta con una Zona de Especial Interés para las Aves (ZEPA) (dentro de la cual se incluye el Paisaje Protegido denominado “Espacios Abiertos e Islas del Mar Menor”) y, también, es Humedal de Importancia Internacional (HII). Es por tanto una zona de vital trascendencia desde el punto de vista ecológico, por lo que resulta imprescindible proteger los ecosistemas que la componen.

Además de esta importancia natural, la zona destaca por su intensa actividad económica, con sectores como la minería (en gran declive en la actualidad, aunque su origen se remonta a la época de la dominación romana); la actividad pesquera; la extracción de sal, y el turismo. Además, gracias al trasvase Tajo-Segura, se ha desarrollado una agricultura intensiva muy potente en la zona vecina conocida como Campo de Cartagena. Esta intensa actividad agrícola empeora la calidad de las aguas vertidas a la laguna costera del Mar Menor a través de la rambla del Albujón, ya que el elevado aporte de nutrientes provoca episodios de eutrofización, con la consiguiente disminución del oxígeno disuelto. Este parámetro se ha empleado con frecuencia para evaluar la calidad de las aguas superficiales y por tanto la salud de los ecosistemas acuaticos .

Un equipo de investigadores del Grupo Tecnología de Materiales y Medio Ambiente (TEMATMA) de la UPM ha llevado a cabo un estudio para predecir el oxígeno disuelto en el agua vertida al Mar Menor a través de la rambla del Albujón. Para el estudio han contado con los datos de parámetros físico-químicos (temperatura, pH, nitratos, cloruros, sulfatos, conductividad eléctrica y oxígeno disuelto) del agua de la rambla del Albujón en el periodo 2014-2021, proporcionados por la Consejería de Agua, Agricultura, Ganadería, Pesca y Medio Ambiente de la Región de Murcia y la Confederación Hidrográfica del río Segura.

Arquitectura de la red neuronal propuesta para la predicción de oxígeno disuelto.

Tras seleccionar estadísticamente los parámetros más influyentes  sobre la concentración de oxígeno disuelto del agua (pH, nitratos y temperatura), el equipo de investigación ha desarrollado una herramienta −un modelo de red neuronal del tipo retropropagación (RPROP)− que permite predecir el oxígeno disuelto en el agua vertida al Mar Menor a través de la rambla del Albujón.

Como señala Eva María García del Toro, investigadora que ha formado parte del equipo de trabajo “el modelo que hemos desarrollado ha mostrado muy buenos resultados en las predicciones, por lo que puede resultar una herramienta económica y eficaz para gestionar la calidad de las aguas vertidas en zonas de especial sensibilidad como la laguna costera del Mar Menor en Murcia”.

García del Toro, Eva M.; Mateo, Luis Francisco; García-Salgado, Sara; Más-López, M Isabel; Quijano, Maria Ángeles. Use of Artificial Neural Networks as a Predictive Tool of Dissolved Oxygen Present in Surface Water Discharged in the Coastal Lagoon of the Mar Menor (Murcia, Spain). International Journal Of Environmental Research And Public Health. 19 (8): 4531-(DOI: 10.3390/ijerph19084531) https://www.mdpi.com/1660-4601/19/8/4531