La gestión inteligente de datos conduce a importantes descubrimientos hidrológicos

“Para que nuestros ríos lleguen sanos al mar”

Gobernanza del Agua

La Universidad de Friburgo es una de las mejores universidades de Alemania y ha sido reconocida por su excelencia en investigación y educación durante los últimos 565 años. De hecho, 23 premios Nobel han investigado, enseñado o estudiado en esta universidad. Markus Weiler es Catedrático de Hidrología en la Facultad de Medio Ambiente y Recursos Naturales y explica por qué la facultad tiene tan buena reputación en lo que se refiere a investigación.

"Tenemos la particularidad de contar con un profesor que supervisa un pequeño departamento con entre 5 y 20 estudiantes de doctorado y otros científicos, por lo que tenemos capacidad para llevar a cabo muchos proyectos de investigación diferentes. Alemania también dispone de muy buena financiación externa para la investigación universitaria. El departamento de hidrología cuenta actualmente con cinco cuencas experimentales diferentes, una en la Selva Negra, otra en un entorno rural, también en un entorno urbano, y dos en cuencas agrícolas. En cualquier momento tenemos en marcha entre 10 y 15 proyectos diferentes", explica Weiler.

Estos proyectos de investigación suponen grandes volúmenes de datos que deben ser almacenados y gestionados por varias personas durante largos periodos de tiempo. Tener estos datos accesibles en un lugar centralizado es importante para que los investigadores puedan organizarlos y analizarlos". En 2003, Weiler trabajaba en la Universidad de Columbia Británica, en la costa oeste de Canadá, donde se familiarizó por primera vez con Aquarius, una herramienta informática de gestión de datos desarrollada por Aquatic Informatics.

En 2012, la Cátedra de Hidrología obtuvo una importante subvención de la fundación alemana de investigación Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) para instalar 10.000 sensores individuales en diferentes cuencas hidrográficas de Luxemburgo con el fin de medir el caudal, la humedad del suelo, las variables meteorológicas, la calidad del agua, las aguas subterráneas y los isótopos. Aquarius se utilizó para gestionar la gran cantidad de datos de esta monitorización continua y requirió algunas modificaciones personalizadas para gestionar el gran alcance del proyecto. "Poder trabajar con el equipo de Aquarius para realizar este tipo de mejoras fue beneficioso para ambos".

Comprender la hidrología para predecir mejor los efectos del cambio climático

En la actualidad, el catedrático de hidrología trabaja en un gran proyecto que relaciona los flujos de carbono y agua en los bosques entre los árboles, el suelo y la atmósfera. Se realizan miles de mediciones en una hectárea de diferentes masas forestales y Weiler utiliza Aquarius para gestionar y analizar gran parte de estos datos.

Otro proyecto de investigación que requiere procesamiento y almacenaje de datos de seguimiento continuo es el estudio de la conectividad hidrológica y sus controles en relación con la generación de caudales en laderas y cuencas. La universidad cuenta con 46 grupos de sensores y más de 20 puntos de medición de caudales. Se mide la humedad y la temperatura del suelo, el nivel y la temperatura del agua subterránea y superficial, el flujo de savia, las precipitaciones, la temperatura del aire, la humedad, la velocidad y dirección del viento y la radiación global. Estas mediciones suman un total de 2.664 series temporales a intervalos de cinco minutos. También hay 60 cámaras de lapso de tiempo y observaciones que pueden anotarse en notas de Aquarius para sitios individuales.

Con Aquarius, los investigadores pueden ordenar y analizar los datos y encontrar relaciones entre elementos como la humedad del suelo y el nivel de las aguas subterráneas, el caudal de los arroyos y los isótopos para comprender mejor cuánta agua almacenan las cuencas, cómo liberan agua las cuencas en el espacio y en el tiempo, y cómo se están relacionadas las funciones hidrológicas de captación, almacenamiento y liberación de agua.

Al profundizar en el conocimiento de la conectividad con una cuenca, los científicos pueden predecir mejor la respuesta de la escorrentía pluvial y cómo afecta a la calidad del agua en los arroyos, así como sus repercusiones en los ecosistemas ribereños. Dado que cada vez son más frecuentes las precipitaciones extremas, esta investigación ayudará a comprender la interacción entre las aguas superficiales y las subterráneas, pero también la conectividad de los contaminantes en el medio ambiente.

Antes de utilizar Aquarius, los datos de investigación residían en lugares dispares y, con el tiempo, los conjuntos de datos perdían a menudo su valor porque la información que definía los datos o las series temporales desaparecía a medida que las personas cambiaban de trabajo. “Preferimos utilizar un programa profesional mantenido por desarrolladores que se centran exclusivamente en agilizar la gestión de datos para mejorar los análisis", afirma Weiler.

En la actualidad, Aquarius es utilizado por agencias de todo el mundo para adquirir, procesar, modelar y publicar datos, y sigue ampliando sus capacidades en función de los valiosos conocimientos y necesidades de clientes como Markus Weiler.

Fuente:

Agosto, 2023