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ETSI CAMINOS, CANALES Y PUERTOS UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID TRABAJO FIN DE GRADO/MÁSTER Fotogrametría submarina para la caracterización de ecosistemas. Aplicación al fondo marino de Punta de Antequera (Tenerife). Autor: Javier Carrillo Cuesta Tutor: Rafael Molina Sánchez Curso Académico 2021/2022 MÁSTER EN INGENIERÍA DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS ÁREA TEMÁTICA: COOPERACIÓN AL DESARROLLO ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 2 Índice 1 Resumen 5 2 Introducción 6 2.1 Marco lógico 6 2.2 Innoceana y su propósito como ONG 6 2.3 Papel ecológico y social del sebadal 7 2.4 Necesidad de la monitorización de ecosistemas acuáticos 9 2.5 Dimensiones de monitorización 9 2.5.1 Monitorización satelital 9 2.5.2 RPAs 10 2.5.3 Fotogrametría subacuática 11 2.6 Objetivos de Desarrollo Sostenible 12 3 Objetivos del proyecto 14 3.1 Objetivo general 14 3.2 Objetivos específicos 14 3.3 Resultados esperables 14 4 Estado del arte 16 4.1 Información básica 16 4.1.1 Área e intervalo temporal de estudio 16 4.1.2 Hidrología 17 4.1.3 Clima 17 4.1.4 Geología marina 18 4.2 El sebadal: el hábitat y la evaluación de su estado ecológico 19 4.2.1 El sebadal 19 4.2.2 El hábitat del sebadal 23 4.2.3 Estado ecológico del sebadal 24 4.3 Monitorización de ecosistemas bentónicos en profundidades reducidas 26 4.4 Monitorización de sebadales 27 4.5 Técnicas de monitorización fotogramétrica subacuática. 29 4.6 Utilización de técnicas fotogramétricas para la monitorización de ecosistemas marinos sumergidos. 34 4.7 Principios teóricos de Structure from motion (SfM) 36 5 Materiales y técnicas 40 5.1 Materiales vinculados con la actividad subacuática 40 5.2 Sistemas de captura de imagen 40 ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 3 5.2.1 Sistemas ópticos de mano 40 5.2.2 Sistemas ópticos embarcados en ROV 41 5.3 Software de procesamiento fotogramétrico: Metashape 41 6 Metodología 43 6.1 Adquisición, consolidación y tratamiento de las fuentes de información 43 6.2 Evaluación del estado ecosistémico de los sebadales mediante el uso de técnicas fotogramétricas. 44 7 Resultados 48 7.1 Resultados obtenidos de los datos tomados el día 4 de agosto de 2021 48 7.2 Resultados obtenidos de los datos tomados el día 12 de agosto de 2021 65 7.3 Mapeo de los modelos tridimensionales 79 7.4 Estrategia global de estudio multiescala. 82 8 Discusión de los resultados 83 9 Impacto socioeconómico de los sebadales en el entorno 90 10 Conclusiones 93 11 Bibliografía 95 12 Anejo 1: Construcción de una referencia subacuática 99 12.1 Razón de ser 99 12.2 Diseño 99 12.3 Construcción 100 12.4 Presupuesto 103 12.5 Implementación al trabajo de campo. Condicionantes. 103 12.6 Ejemplos 104 13 Anejo 2: Dron submarino 105 13.1 Razón de ser 105 13.2 Dispositivos 105 13.3 Especificaciones 107 13.3.1 OpenROV Trident 107 13.3.2 Cables 108 13.3.3 Tablet Android JXD S192 108 13.4 Puesta en marcha 108 13.5 Preparación previa a la salida a campo 109 13.6 Trabajo de campo 110 13.7 Preparación tras la salida a campo 112 13.8 Presupuesto 112 13.9 Posibles aplicaciones al proyecto 113 ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 4 13.10 Prueba en “El Balito”, Tenerife 114 14 Anejo 3: Manual de Agisoft PhotoScan Professional 115 14.1 Introducción 115 14.2 Configuración de programa 115 14.3 Insertar fotos 116 14.4 Calibración de la cámara 117 14.5 Orientación de las fotografías 118 14.6 Creación de puntos densa 120 14.7 Creación de malla 121 14.8 Creación de textura 122 14.9 Colocación de puntos de Control 123 15 Anejo 4: Material de submarinismo 127 15.1 Razón de ser 127 15.2 Material de submarinismo 127 15.3 Presupuesto 132 16 Anejo 5: Material de snorkel 133 16.1 Razón de ser 133 16.2 Material de snorkel 133 16.3 Presupuesto 134 17 Anejo 6: Cámaras fotográficas 135 17.1 Razón de ser 135 17.2 Dispositivos 135 17.2.1 OLYMPUS TG-6 rojo 135 17.2.2 GoPro Hero 8 Black 144 17.2.3 Canon PowerShot G7 X 150 18 Anejo 7: Reality Capture 152 18.1 Modelos 3D, mapas y mediciones realizados con fotogrametría 152 18.2 Aplicaciones 154 18.3 Requisitos y compatibilidad de Hardware 155 ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 5 1 Resumen El proyecto desarrollado en el presente documento trata sobre la caracterización de ecosistemas marinos cercanos a la línea de costa. Para ello, se utilizan técnicas fotogramétricas que se apoyan sobre la toma de datos subacuáticos, tanto fotografías como parámetros físicos y biológicos que afectan al postproceso de dicha información. El programa con el que se ha trabajado es Reality Capture, un software muy potente y preciso. El trabajo de campo se realiza en Tenerife, en las Islas Canarias y tiene como objetivo el diseño y la adquisición de datos para la posterior creación de ortomosaicos de diferentes comunidades, tanto monovarietales como multivarietales. Cabe destacar que en el proceso de creación de modelos 3D será necesario el uso y la aplicación de técnicas de imagen. Por último, se analizarán los resultados tratando de aportar una serie de conclusiones que afiancen la base de estudio para futuros proyectos, tanto a nivel nacional como internacional. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 6 2 Introducción 2.1 Marco lógico El presente documento se enmarca dentro del actual Plan Director de la Cooperación Española. Dicho plan tiene como objetivo la transferencia de conocimiento para el desarrollo de países con una renta baja y media, especialmente en África y América Latina. No obstante, con la llegada de la enfermedad Covid-19, la Universidad Politécnica de Madrid optó por ofertar una serie de proyectos de cooperación a nivel nacional, facilitando los desplazamientos y apoyando a entidades de ámbito local. De esta manera, la UPM apuesta por continuar impulsando la investigación y la innovación para el desarrollo sostenible a través de la estrategia de cooperación universitaria al desarrollo. Los proyectos de cooperación al desarrollo se realizan mediante la colaboración de una serie de entidades junto con la universidad de destino. En el caso particular de este proyecto, la Universidad Politécnica de Madrid colabora con la ONG Innoceana. 2.2 Innoceana y su propósito como ONG Innoceana es una asociación sin ánimo de lucro que se encuentra presenta en España, Costa Rica y California. Su objetivo fundamental es la creación de una red global de centros de conservación y educación marina, de manera que se proteja el mar para futura generaciones. El equipo que forma esta organización está compuesto por jóvenes de diferentes partes del mundo, entre los que se encuentran ingenieros, biólogos y otras especialidades que aportan a la ONG una visión global de los problemas a los que se enfrentan a diario. El principal punto de unión de Innoceana con la Escuela de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos es su fundador y actual CEO, Carlos Mallo, ya que es un antiguo alumno de esta Escuela. Ilustración 1: Logo de Innoceana. Fuente: Innoceana. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 7 2.3 Papel ecológico y social del sebadal El término sebadal no se encuentra recogido dentro del diccionario de la Real Academia de la Lengua Española, ya que se trata de un canarismo, es decir, una palabra que es utilizada de manera coloquial dentro de las Islas Canarias, pero que no se ha extrapolado al resto del territorio como un término habitual. El significado de sebadal es el siguiente:1. Fondo marino cubierto de sebas, algas marinas. 2. Formación vegetal de plantas marinas de aspecto filamentoso, enraizada en el fondo marino entre los diez y los treinta metros de profundidad aproximadamente, en zonas de aguas tranquilas.1 Cabe destacar que, dentro de las islas, normalmente por parte de la comunidad pesquera, los parches de sebadal son también llamados “manchones”, ya que crecen en fondos arenosos poco profundos del litoral, donde las hojas alargadas de estas plantas marinas se mueven según el ritmo de las olas.2 En cuanto a la parte biológica, los parches de sebadal están formados por comunidades de Cymodocea Nodosa, una planta submarina con una gran importancia medio ambiental y que se encuentra amenazada por el desarrollo urbanístico descontrolado y la contaminación de las aguas marinas en las zonas próximas a la costa. Respecto a la Cymodocea, se trata de una planta herbácea formada por tallo, raíces, hojas y flores. El tallo es tipo rizoma y se encuentra enterrado en los sedimentos, del que surgen rizomas verticales de longitud reducida. Las hojas están agrupadas en haces que parten del rizoma en sentido vertical, son acintadas, de ápice redondeado y de hasta 60 cm de longitud y 0,4 cm de anchura, en cuyo ápice presenta pequeños dientes más o menos 1 «¿Qué significa la palabra “sebadal”? El "Diccionario de la... | Academia Canaria de la Lengua». 2 Biodiversidad, «Sebadales, las praderas marinas de las islas Canarias». Ilustración 2: Parche de sebadal en la costa de Abades. Fuente: Elaboración propia. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 8 espinosos. Los haces de hojas presentan un número variable de las mismas según la época del año, siendo de hasta 7 en primavera y verano, mientras que en otoño e invierno es de 2. Nos encontramos ante una especie perenne que presenta un marcado ciclo de crecimiento. Durante la primavera y verano, la planta entra en su época más activa, presentando su mayor tasa de crecimiento, con un desarrollo de raíces, y un crecimiento de más número de hojas (haces formados por 4-7 hojas), alcanzando éstas sus mayores dimensiones en longitud y anchura. Durante los meses de octubre a marzo, la planta entra en un período de crecimiento lento, en el que los rizomas crecen poco y sólo en horizontal, los entrenudos son cortos, no se producen raíces y las hojas crecen poco y son menos numerosas, estando los haces formados por 2-3 hojas. La floración sucede entre finales de primavera y principio de verano, produciéndose los frutos, que permanecen unidos a la planta hasta el otoño.3 Por ello, el estudio se realizó en los meses de verano, desde mediados de julio hasta mediados de agosto, coincidiendo con la finalización del curso académico universitario y previo al comienzo del siguiente año escolar. Además, esta época es especialmente interesante para la toma de datos fotogramétricos por el mayor número de horas de luz durante el día y el clima de la zona, ya que los días son muy soleados y permiten la entrada de luz a los fondos marinos poco profundos. 3 «Cymodocea (Cymodocea nodosa). Senda Litoral». Ilustración 3: Cymodocea Nodosa, Islas Canarias. Fuente: El Diario. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 9 2.4 Necesidad de la monitorización de ecosistemas acuáticos Las praderas de Cymodocea Nodosa tiene un gran interés ecológico tanto por el incremento de diversidad animal que conlleva su presencia, como porque se instalan sobre fondos blandos, estabilizándolos y posiblemente sirviendo de precursoras a la instalación de otra fanerógama como Posidonia oceánica, que sí forma densas praderas a modo de verdaderos bosques submarinos. Esta especie puede considerarse una especie indicadora de buena calidad ambiental, ya que es sensible a la contaminación orgánica o industrial. No obstante, se encuentra en la categoría de Vulnerable según el Catálogo Español de Especies Amenazadas, indicando el deterioro de las costas españolas por la contaminación y el deterioro de ecosistemas producido durante las últimas décadas.4 Por tanto, debido a la importancia medioambiental de estas comunidades, se realiza el proyecto fotogramétrico de búsqueda, caracterización y monitorización de parches de sebadal en la Isla de Tenerife. Además, gracias a este tipo de iniciativas se da un primer paso hacia la creación de una biblioteca digital con modelados y ortofotos de los parches que nos permitan observar la evolución de estos a lo largo de los años y dejar patente el lastre de la contaminación y la mala praxis en los fondos marinos próximos a la costa. 2.5 Dimensiones de monitorización La obtención de datos de rastreo de diferentes zonas de la Tierra se puede clasificar según las dimensiones en las que se trabaja, encontrando tres principales: 2.5.1 Monitorización satelital También conocido como Teledetección, es la ciencia y arte de adquirir y procesar información a distancia sobre la Tierra y otros cuerpos planetarios sin entrar en contacto directo con el objeto medido.5 Las imágenes se obtienen mediante espectrómetros que registran luz del sol reflejada en las longitudes de onda específicas. La detección es limitada por la resolución espacial del instrumento (el objeto distinguible más pequeño) y su resolución espectral (cuántas bandas espectrales y en qué longitudes de onda). 5 4 «Cymodocea (Cymodocea nodosa). Senda Litoral». 5 Rejas Ayuga, «Teledetección. Técnicas Geomáticas en Ingeniería Civil». ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 10 Después, los ingenieros e investigadores combinan distintas ciencias de la Tierra, las matemáticas, y procesan los distintos datos/capas para interpretar y analizar las imágenes. 2.5.2 RPAs Los drones o RPAs, de las siglas en inglés “Remotely Piloted Aircrfat System”, son vehículos aéreos no tripulados, controlados a distancia por un operador cualificado y con una serie de especificaciones que los hace idóneos para tareas muy diversas, como, por ejemplo, fumigación de campos agrícolas, extinción de incendios o incluso la entrega de paquetes a domicilio. Ilustración 4: Representación de la toma de datos mediante Teledetección. Fuente: Ingeoexpert. Ilustración 5: Fotografía tomada con dron de la costa de Abades, Tenerife. Fuente: Elaboración propia. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 11 Con respecto a la fotogrametría, es decir, la técnica que tiene por objetivo estudiar y definir de manera precisa, las dimensiones, formas y posición de un objeto en el espacio, el uso de drones ha supuesto un gran avance. El RPA toma fotografías de la zona a estudiar y, más tarde, se crea una nube de puntos georreferenciada que, tras ser procesada, puede exportarse a modelos digitales del terreno (MDT) o a modelos digitales de superficie (MDS) para el procesamiento de datos. De esta forma, el uso de drones permite llevar a cabo trabajos de topografía, arquitectura, arqueología, paleontología, cartografía y ordenación del territorio, entre otros. Cabe destacar, que la tecnología asociada a los RPAs se encuentra en pleno desarrollo. Esto quiere decir que en un intervalo muy corto de tiempo la mejora en la calidad de imagen, duración de batería, reducción de peso, actualización de aplicaciones de uso y control de estos, etc. puede ser determinante. 2.5.3 Fotogrametría subacuática El estudio de los fondos marinos mediante fotogrametría es la base sobre la que se fundamenta el presente proyecto. Dicha técnica consiste en la toma de imágenes bajo el agua mediante dispositivos sumergibles. Tras la toma de imágenes, se realiza un postproceso en el que se genera un modelo tridimensional de la zona submarina en la que se han tomado los datos. Lasaplicaciones que tiene la fotogrametría submarina son principalmente biológicas, con el muestreo de diferentes especies de fauna y flora marina para su seguimiento y conservación. También es utilizada en arqueología submarina y en la investigación de accidentes y naufragios. Ilustración 6: Un metro cuadrado de sebadal. Fuente: Innoceana. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 12 2.6 Objetivos de Desarrollo Sostenible En 2015, la ONU aprobó la Agenda 2030 sobre el Desarrollo Sostenible, una oportunidad para que los países y sus sociedades emprendan un nuevo camino con el que mejorar la vida de todos, sin dejar a nadie atrás. La Agenda cuenta con 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible, que incluyen desde la eliminación de la pobreza hasta el combate al cambio climático, la educación, la igualdad de la mujer, la defensa del medio ambiente o el diseño de nuestras ciudades.6 El proyecto desarrollado en el presente documento puede relacionarse con una serie de Objetivos de Desarrollo Sostenible, acordes a la Agenda 2030, que son los siguientes: Objetivo 13: Acción por el clima. El cambio climático está afectando a todos los países de todos los continentes. Está alterando las economías nacionales y afectando a distintas vidas. Los sistemas meteorológicos están cambiando, los niveles del mar están subiendo y los fenómenos meteorológicos son cada vez más extremos. Por ello, este proyecto trata de poner de manifiesto el impacto del deterioro que está causando el cambio climático en el ecosistema marino de la Isla de Tenerife. Además, la ONG con la que colaboramos vuelca grandes esfuerzos en concienciar a las personas que viven y visitan la isla sobre el cuidado del medio ambiente, especialmente en la costa y en el mar. 6 «Objetivos y metas de desarrollo sostenible - Desarrollo Sostenible». Ilustración 7: Objetivos de Desarrollo Sostenible. Fuente: Naciones Unidas. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 13 Objetivo 14: Vida submarina. El océano impulsa los sistemas mundiales que hacen de la Tierra un lugar habitable para el ser humano. Nuestra lluvia, el agua potable, el tiempo, el clima, los litorales, gran parte de nuestra comida e incluso el oxígeno del aire que respiramos los proporciona y regula el mar. Una gestión cuidadosa de este recurso mundial esencial es una característica clave de un futuro sostenible. No obstante, en la actualidad, existe un deterioro continuo de las aguas costeras debido a la contaminación y a la acidificación de los océanos que está teniendo un efecto adverso sobre el funcionamiento de los ecosistemas y la biodiversidad. Asimismo, también está teniendo un impacto perjudicial sobre las pesquerías de pequeña escala. Proteger nuestros océanos debe seguir siendo una prioridad. La biodiversidad marina es vital para la salud de las personas y de nuestro planeta. Las áreas marinas protegidas se deben gestionar de manera efectiva, al igual que sus recursos, y se deben poner en marcha reglamentos que reduzcan la sobrepesca, la contaminación marina y la acidificación de los océanos. Este proyecto está directamente relacionado con la conservación marina y el cuidado de los océanos. Objetivo 17: Alianzas para lograr los objetivos Los ODS solo se pueden conseguir con asociaciones mundiales sólidas y cooperación. Para que un programa de desarrollo se cumpla satisfactoriamente, es necesario establecer asociaciones inclusivas (a nivel mundial, regional, nacional y local) sobre principios y valores, así como sobre una visión y unos objetivos compartidos que se centren primero en las personas y el planeta. El desarrollo de diferentes proyectos de cooperación como el presentado en este documento, entre diferentes entidades, tanto no gubernamentales como religiosas, dedicadas al cuidado del planeta y de las personas que lo componemos, se realiza gracias al esfuerzo de Universidad Politécnica de Madrid por apoyar este tipo de propuestas. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 14 3 Objetivos del proyecto 3.1 Objetivo general El objetivo principal del proyecto es el desarrollo de una metodología estandarizada de elaboración de modelos 3D para el estudio y conservación de los fondos marinos. Las técnicas fotogramétricas utilizadas en el estudio de elementos dinámicos, en este caso, la planta conocida como sebadal, y de elementos estáticos, como rocas marinas, se unificarán con el estudio realizado con drones. De esta manera, se podrá monitorizar la pérdida de densidad de los parches de sebadal producidos por el deterioro medioambiental de la zona de estudio. 3.2 Objetivos específicos El primer objetivo específico es la redacción de un plan de trabajo de campo que pueda ser utilizado para futuros proyectos de investigación, tanto por parte de ONGs como por el Ministerio pertinente o empresas colaboradoras. El segundo propósito es aportar un análisis de las técnicas utilizadas en el estudio llevado a cabo en Tenerife, junto con los materiales y el equipo necesario para la toma de datos en campo. El tercer fin es realizar un estudio del problema propuesto y las posibles soluciones que se desarrollar mediante proyectos colaborativos, junto con un análisis socioeconómico de las mismas. Por último, el cuarto objetivo es la presentación de una serie de resultados obtenidos a partir de los datos de campo junto con una discusión y valoración personal de los mismos. 3.3 Resultados esperables Los resultados que se pueden esperar de este proyecto constituyen la base para el desarrollo de nuevas propuestas que mejoren lo expuesto en el presente documento. Además, pretende servir de motivación para futuros estudiantes que deseen participar en un proyecto de cooperación al desarrollo. Respecto al apartado técnico, se espera la presentación de una serie de modelados en tres dimensiones, tanto de elementos dinámicos como de elementos estáticos, junto con un análisis de los mismos. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 15 Además, se espera satisfacer los objetivos presentados con anterioridad, exponiendo los mismos siguiendo el método científico y referenciando cada uno de los desarrollos teóricos y prácticos del proyecto. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 16 4 Estado del arte 4.1 Información básica 4.1.1 Área e intervalo temporal de estudio El espacio de estudio en el que se va a realizar el análisis fotogramétrico submarino es una zona de la costa sureste de Tenerife en la que se sitúa la población de Abades o Los Abriguitos que pertenece a la localidad de Porís de Abona (Arico) en la provincia de Santa Cruz de Tenerife. En cuanto a la extensión de la zona de trabajo, el análisis se realiza en la playa de Los Abrigos, correspondiente al océano Atlántico, comenzando las inmersiones desde la misma y extendiéndolos a un radio aproximado de 800 metros, medidos desde la zona accesible para el equipo de estudio. Ilustración 9: Zona de estudio: Tenerife, Islas Canarias, España. Fuente: Wikipedia. Ilustración 8: Zona de estudio: Abades, Tenerife. Fuente: Elaboración propia (Google Earth). ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 17 Las coordenadas concretas del emplazamiento, referentes al mapa anterior, quedan recogidas en la siguiente tabla: Punto Longitud Latitud Esquina izquierda superior 28º 08' 33" 16º 26' 33" Esquina derecha superior 28º 08' 10" 16º 26' 33" Esquina izquierda inferior 28º 08' 12" 16º 26' 05" Esquina derecha inferior 28º 08' 37" 16º 26' 07" Tabla 1: Coordenadas de la zona de estudio. Fuente: Elaboración propia. El intervalo de tiempo de estudio lopodemos dividir como sigue: • Trabajos de campo: desde el 21 de julio de 2021 hasta el 17 de agosto de 2021. • Organización, logística, documentación, postproceso y presentación: Desde el 18 de abril de 2021 hasta el 10 de junio de 2022. 4.1.2 Hidrología Tenerife se caracteriza, como la mayoría de las islas del Archipiélago Canario de una escasez de recursos hídricos. En la isla los recursos hídricos que fluyen superficialmente o manan al exterior de forma natural a lo largo de un año medio son aproximadamente 16 hm3, entre la escorrentía superficial y los manantiales.7 4.1.3 Clima A pesar de que a Canarias le corresponde por la latitud en la que se encuentra un clima seco y cálido, la presencia de los vientos alisios, otorga a las vertientes septentrionales de las islas de más altura, como es el caso de Tenerife, un clima húmedo y templado. La precipitación media que se da al año es de 419 mm. El balance hídrico es el siguiente: 7 Somoano Martín de Saavedra, «Técnicas de caracterización de hábitats bentónicos poco profundos en Tenerife, aplicación a las praderas marinas (Cymodocea nodosa), empleando imagen satelital». ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 18 4.1.4 Geología marina La zona de estudio comprende dos zonas bastante diferenciadas, una corresponde a la playa de El Porís y el otro es un tramo que va desde Callao del Cuervo hasta la punta de Los Jurales.La primera zona es una costa baja y rocosa, en la que se aprecia una lengua de colada volcánica que llega al mar y se conoce como Porís de Abona. En cuanto al fondo marino de Playa del Porís, la cota -40 m se alcanza a unos 800 m de la costa.La litología de esta parte mezcla los afloramientos rocosos con sedimentos cuaternarios no consolidados, que son en su mayoría arenas finas, arenas gruesas y gravas. El espesor de los sedimentos es pequeño en aguas someras (menos de 20 m).La segunda zona corresponde a una costa irregular con grandes ensenadas.Las ensenadas se corresponden con costa baja y el resto son acantilados con islotes cercanos.En este caso las pendientes en los fondos tienen rangos amplios. En las zonas que están situadas frente a las ensenadas, la cota -40 m se encuentra entre 500 y 1000 m. En el resto de las áreas está entre 100 y 200 m. Los fondos próximos a las ensenadas están compuestos en su mayoría por roca y hacia aguas más profundas las rocas presentan depresiones donde se han ido acumulando sedimentos no consolidados recientes. Estos sedimentos son básicamente arenas finas, aunque también se pueden encontrar arenas medias. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 19 4.2 El sebadal: el hábitat y la evaluación de su estado ecológico 4.2.1 El sebadal La Cymodocea nodosa es una planta herbácea perenne. Su tallo es de tipo rastrero, llamado rizoma, que, a intervalos regulares, de entre 1 y 6 cm, presenta nudos. Entre dichos nudos encontramos unos espacios que se denominan entrenudos, de los cuales parten hacia abajo las raíces, de color blanquecino, y hacia arriba pequeños tallos, de donde surgen hacia arriba los haces de hojas y las flores.8 El rizoma tiene sección cilíndrica, con un diámetro de 2 a 4 milímetros y presenta un color rosado a rojizo. Antiguamente, en algunas localidades del archipiélago, estos tallos se utilizaban para mascar debido a su sabor dulce y se denominaban “reveriñas” en Fuerteventura y “chufas” en Gran Canaria. La planta tiene dos tipos de rizomas: los rizomas plagiotrópicos (crecimiento horizontal) y los rizomas ortotrópicos (crecimiento vertical); los primeros son, en general, más largos que los segundos y favorecen la extensión de las praderas. Las hojas aparecen agrupadas en haces, que se sitúan en los extremos de los rizomas. Cada haz está formado por un número variable de hojas, dependiendo de la época del año, casi siempre de 2 a 4, pero en ocasiones puede llegar hasta 10. Las hojas son acintadas, alargadas y estrechas. Su longitud en Canarias puede variar desde los 10 cm hasta más de 70 cm, mientras que la anchura ronda los 4 mm. Las hojas son dísticas y en su zona basal están rodeadas por una vaina que mide entre 2,5 y 7 cm de longitud. Presentan un color verde claro y tienen de 7 a 9 nervios longitudinales. El ápice muestra una forma 8 Espino et al., «Los sebadales de Canarias. Oasis de vida en los fondos arenosos». Ilustración 10: Esquema de la anatomía de Cymodocea Nodosa. Fuente: Los sebadales de Canarias. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 20 redondeada con el margen ligeramente dentado. Al morir las hojas, éstas se desprenden, dejando una marca en el rizoma llamada cicatriz foliar, que da lugar a un nudo. El número de estas cicatrices foliares puede ser utilizado para datar la edad de la planta, sabiendo que ésta produce una media de 13 hojas nuevas por haz al año.9 Las raíces se insertan tanto en los rizomas horizontales como en los verticales a nivel de los nudos. Se ramifican progresivamente a medida que penetran en el sedimento, a veces hasta más de 35 cm de profundidad. En poblaciones del Mediterráneo, la longitud total de una raíz, teniendo en cuenta sus ramificaciones, puede alcanzar los 97 cm y en un metro cuadrado de pradera hay un promedio aproximado de 600 m de raíces.10 Al igual que las algas, las fanerógamas marinas realizan la fotosíntesis; utilizan la luz solar y algunas moléculas sencillas, como el dióxido de carbono y el agua, para fabricar su propia materia orgánica. Esta reacción permite a estas plantas crecer y desarrollar todas sus funciones biológicas, generando al mismo tiempo oxígeno y biomasa vegetal nueva. Los órganos donde se realiza la fotosíntesis son las hojas, por eso crecen verticalmente en busca de la luz. 9 Reyes Hernández, «Estudio de las praderas marinas de cymodocea nodosa (cymodoceaeceae, magnoliophyta) y su comunidad de epifitos en el medano (tenerife, islas canarias)». 10 Terrados y Marbá, «Praderas y Bosques Marinos de andalucía». Ilustración 11: Esquema de un “ramet” o unidad de crecimiento clónico de una fanerógama marina. Fuente: Los sebadales de Canarias. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 21 El principal mecanismo de expansión de la Cymodocea nodosa es el crecimiento clónico, a través del cual las “sebas” van ocupando el substrato arenoso. El crecimiento clónico está basado en unas reglas, que contemplan la tasa de elongación del rizoma horizontal y vertical, la tasa de ramificación horizontal y vertical, el ángulo de ramificación, etc. El crecimiento por elongación del rizoma permite a la planta ocupar nuevos espacios y extender las praderas. La tasa de elongación del rizoma varía de unas especies a otras; desde pocos centímetros por año en las especies más lentas hasta más de 5 metros por año en las más rápidas.11 Las especies de fanerógamas marinas con crecimiento más rápido se corresponden con aquellas de menor tamaño, mientras que las de crecimiento más lento con las mayores. La formación de las praderas varía según estas tasas de crecimiento. Las especies más rápidas, como la Cymodocea nodosa, pueden formar una pradera en un año, aproximadamente, mientras que las especies de crecimiento lento, como la Posidonia oceánica, pueden tardar del orden de cientos de años. La Cymodocea nodosa está considerada como una especie de crecimiento rápido, cuya tasa de elongación media del rizoma en Canarias es de 2,2 m/m2 ·año.12 11 «Search - The Encyclopedia of Earth». 12 Reyes, Sansón, y Alfonso-Carrillo, «Leaf phenology, growth and production of the seagrass Cymodocea nodosa at El Médano (south of Tenerife, Canary Islands)». Ilustración 12: Cymodocea nodosa. Fuente: CARM.ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 22 El rizoma puede crecer de manera paralela o perpendicular al substrato. El primer tipo de crecimiento, el rizoma plagiotrópico, es utilizado para extenderse, cubriendo grandes superficies, mientras que el crecimiento vertical u ortótropo es usado para corregir las variaciones en la altura del sedimento. Tras un temporal, grandes cantidades de sedimento pueden llegar a cubrir una pradera. A través de la elongación del rizoma mediante el crecimiento ortótropo, las plantas son capaces de mantener sus haces de hojas por encima del substrato. Tanto uno como otro tipo de crecimiento son reversibles, es decir, un rizoma plagiotrópico puede transformarse en ortotrópico si las condiciones ambientales lo requieren, y viceversa. La Cymodocea nodosa es una planta con mucha plasticidad para adaptarse a las variaciones de los parámetros ambientales. Tanto es así que en el Mediterráneo está considerada como una especie colonizadora o pionera, que coloniza los substratos móviles en primera instancia, para luego ser sustituida por Posidonea oceánica, que es la especie climácica. Sin embargo, la Cymodocea nodosa en Canarias es tanto una especie pionera como climácica. En referencia a la longevidad de las praderas, se estima que los clones de Cymodocea nodosa pueden vivir más de 10 años, mientras que la vida media de los “ramets” o unidades de crecimiento clónico que los forman no supera el año.13 13 Templado y Calvo, «Flora y fauna de la Reserva Marina de las islas Columbretes». Ilustración 13. Posidonea oceánica. Fuente: Greenpeace. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 23 4.2.2 El hábitat del sebadal Las praderas de hierbas marinas formadas por Cymodocea nodosa son conocidas en Canarias con el nombre de sebadales14 o “manchones” 15, formando el ecosistema marino más importante en los fondos arenosos de las islas. Las poblaciones de las otras fanerógamas marinas existentes en Canarias, como son H. decipiens y Z. noltii, pasan más desapercibidas debido a su menor porte y menor entidad de sus poblaciones.16 Las praderas de Cymodocea nodosa se localizan, principalmente, en las bahías protegidas de la zona este, sureste, sur y suroeste de casi todas las islas. Sin embargo, estos céspedes marinos son más abundantes en las islas orientales y centrales, al ser éstas las más antiguas y erosionadas, con una plataforma insular sumergida de mayores dimensiones y mayor cantidad de sedimentos. Estas características geográficas hacen de las islas de La Graciosa, Lanzarote, Fuerteventura, Gran Canaria y Tenerife, un emplazamiento más favorable para el asentamiento y desarrollo de estas praderas. En las islas occidentales, los fondos son más rocosos y abruptos, con menor plataforma insular y menor cantidad de sedimentos. Por esta razón, el número y extensión de praderas disminuye en la isla de La Gomera, siendo su presencia puntual en la de El Hierro y está por confirmar la persistencia de praderas en La Palma.17 Aunque existen varios trabajos cartográficos sobre la distribución de los sebadales en Canarias, todavía no hay datos precisos de la superficie de este ecosistema en el archipiélago canario. 14 Espino, «Una Metodología para el estudio de las fanerógamas marinas en Canarias». 15 Pizarro, «Peces de Fuerteventura». 16 Pavón-Salas, Garrido, y Haroun, «Distribution and Structure of Seagrass Meadows in Las Canteras Beach, Las Palmas, Canary Islands (Spain)». 17 Wildpret, Gil-Rodríguez, y Alfonso-Carrillo, «Cartografía de los campos de algas y praderas de fanerógamas marinas del piso infralitoral del Archipiélago Canario». Ilustración 14: Distribución de praderas de Cymodocea nodosa en las Islas Canarias. Fuente: Los sebadales de Canarias. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 24 4.2.3 Estado ecológico del sebadal Como sucede con otros ecosistemas litorales, las praderas marinas están experimentando una regresión a escala global por las presiones e impactos generados por el hombre, estimándose la tasa de pérdida anual entre un 2 y un 5%, unos valores incluso superiores que los registrados para los arrecifes de coral. En Europa, todas las especies de fanerógamas marinas han sufrido marcados declives en sus poblaciones.18 Las fanerógamas marinas necesitan para su desarrollo determinados requerimientos ambientales. Además, cuando éstos cambian y alcanzan valores que exceden su rango de tolerancia, las plantas sufren estrés ambiental y, si los cambios persisten o se intensifican, pueden deteriorarse e incluso morir, lo que provoca la desaparición de las praderas. Al desaparecer éstas, también lo hacen los servicios que proveen, perdiéndose entre otros, la productividad, la biodiversidad y la protección del borde costero. La respuesta de las diferentes especies de fanerógamas marinas frente a los cambios ambientales es distinta. Las especies de crecimiento rápido son más resistentes a estas alteraciones, ya que son especies con mayor plasticidad, mientras que las especies de 18 Aguilar, Pastor, y de Pablo, «Hábitats en peligro. Propuesta de protección de Oceana.» Ilustración 15: Distintas actividades realizadas en la costa que inciden sobre los sebadales. Fuente: Los sebadales de Canarias. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 25 crecimiento lento son más sensibles y su recuperación más lenta. En el mar Mediterráneo, la Cymodocea nodosa se considera una especie con amplia tolerancia ambiental, en parte, debido a que se compara con la Posidonea oceánica, especie más sensible a los impactos. La Cymodocea nodosa en Canarias, a pesar de su capacidad colonizadora, su rápido crecimiento y su rango de tolerancia, no ha colonizado todos los substratos blandos disponibles y en algunas zonas ha desaparecido como consecuencia de impactos ambientales. Como todas las fanerógamas marinas es sensible a la contaminación tanto de origen orgánico como industrial, al enterramiento y a diversas perturbaciones mecánicas.19 19 Sánchez, «Impactos sobre Cymodocea nodosa.» Ilustración 17: Vertido de aguas residuales urbanas a través de un emisario submarino. Fuente: Los sebadales de Canarias. Ilustración 16: Granja marina en Canarias. Fuente: El Diario. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 26 4.3 Monitorización de ecosistemas bentónicos en profundidades reducidas El medio ambiente marino está sometido a presiones cada vez mayores por las actividades humanas. La pesca, la minería, la contaminación y otras actividades humanas causan graves daños a los ecosistemas de los fondos marinos y reducen la biodiversidad bentónica. Sin una acción inmediata para mitigar estos impactos, antes del final del siglo XXI las poblaciones de peces y mariscos comerciales colapsarán de forma irreversible. Además, las recientes investigaciones nos llevan a asegurar que ninguna zona de los océanos a escala mundial está exenta de la influencia humana, y que una gran parte, el 41%, se ve fuertemente afectada por múltiples impactos antropogénicos. Nuestro conocimiento de la extensión, rango geográfico y funcionamiento ecológico del hábitat bentónico sigue siendo extremadamente pobre debido a las limitaciones que plantean los métodos convencionales de estudio de los fondos marinos, por lo que solo una pequeña parte del fondo marino está cartografiado con una resolución de estudios similares en tierra. En consecuencia, es difícil administrar los recursos de manera efectiva, proteger áreas ecológicamente importantes y establecer leyes para salvaguardar los océanos. Para abordar este requisito de gestión, existe una necesidad urgente de desarrollar métodos sólidos para mapear los ecosistemasmarinos para establecer su ubicación geográfica, extensión y condición.20 Las técnicas utilizadas en la caracterización de entornos bentónicos son las siguientes: • Técnicas acústicas • Técnicas satelitales • Técnicas de video imagen • Técnicas multiespectrales • Barrido lateral 20 Brown et al., «Benthic Habitat Mapping». ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 27 4.4 Monitorización de sebadales El conocimiento de la distribución de los sebadales es básico para su conservación. El seguimiento periódico, llamado monitoreo de poblaciones, abarca tanto el conocimiento de su distribución, como el estado de conservación de los mismos. Los métodos para la elaboración de la cartografía son variados y la elección de un método u otro depende del tamaño del área, de la profundidad y de la claridad del agua. En general, pueden clasificarse en: 1) Métodos in situ: videobarridos, grabaciones, observaciones directas por buceadores, etc. 2) Métodos basados en la teledetección: fotografía aérea e imágenes de satélite. Con frecuencia se utiliza una combinación de ambas clases de métodos.21 La cartografía debe poner énfasis en los límites de las poblaciones. Sin embargo, debido a la variabilidad espacial de la Cymodocea nodosa, en la que las praderas pueden variar su distribución entre años consecutivos, también es necesario delimitar cual es el hábitat potencial de la especie, analizando los datos históricos disponibles. No hay que olvidar que una cartografía realizada en un determinado momento es una foto fija de la distribución de los sebadales que por sí sola no detecta las variaciones temporales. Una vez realizada la cartografía, se debe evaluar el estado de “salud” de las poblaciones; los indicadores más utilizados son la densidad de haces, la altura de las hojas, la cobertura y la biomasa, entre otros. Además, existen otros indicadores del estado de conservación de las praderas: la tasa de crecimiento, tasas de reclutamiento y mortalidad, composición química e isotópica y la diversidad genética. Estos indicadores proporcionan información muy útil sobre la salud de las plantas, pero requieren de un mayor esfuerzo para su determinación, debiendo emplearse técnicas avanzadas y equipos caros. 21 Strenzel y Marcelo, Caracterización del paisaje sumergido costero para la gestión de áreas marinas protegidas. Ilustración 18: Técnicas de muestreo en los sebadales de Canarias. Fuente: Los sebadales de Canarias. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 28 Al igual que sucede con la cartografía, la selección de indicadores y el método de medida dependerá de la amplitud del área a estudiar, del objetivo del estudio y de los recursos disponibles. También pueden estudiarse los parámetros más característicos del hábitat, por ejemplo, los relativos a la columna de agua (salinidad, temperatura, oxígeno, turbidez, nivel de irradiación, nutrientes, materia orgánica disuelta y particulada, etc.) y los relativos al sedimento (granulometría, nutrientes, materia orgánica, etc.). El monitoreo de estos parámetros permitirá controlar los posibles cambios que puedan afectar a las poblaciones. Existen numerosos programas de seguimiento de praderas marinas, tanto a escala local y regional como nacional e internacional. Actualmente, más de 40 países desarrollan programas de seguimiento de fanerógamas marinas en más de 2000 praderas de todo el mundo. En España, existen algunas redes de vigilancia de praderas marinas, como las de Cataluña, Comunidad Valenciana y en la Región de Murcia. Cabe destacar los programas de voluntariado para el seguimiento de las poblaciones de fanerógamas marinas, como es el caso de este proyecto. Estos programas tienen distintas ventajas, como la implicación de voluntarios en la problemática de conservación de praderas y en la solución de la misma. Así, se contribuye a su educación y sensibilización ambiental, constituyendo un potencial importante para el desarrollo de trabajos de monitoreo mediante el adecuado entrenamiento, además de permitir que los mismos se apliquen a escalas espaciales grandes. 22 22 Borum et al., «European Seagrasses». Ilustración 19: Técnicas de muestreo en los sebadales de Canarias. Fuente: Los sebadales de Canarias. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 29 4.5 Técnicas de monitorización fotogramétrica subacuática. Los estudios realizados con técnicas fotogramétricas bajo el agua han tenido gran relevancia en la caracterización de elementos arqueológicos, como vasijas o barcos hundidos con siglos de antigüedad. Estos estudios, por tanto, se enfocan en elementos estáticos. No obstante, son capaces de enmarcar nuestro rango de estudio en el presente proyecto. El desarrollo de la fotogrametría subacuática supuso un gran avance gracias a la aplicación de un método rápido y confiable para la documentación de entornos acuáticos. La relevancia de este hecho radica en la dificultad de trabajar en un entorno hiperbárico, hándicap que no contemplamos en el trabajo de campo en tierra. El arqueólogo subacuático se ve supeditado a las condiciones ambientales del medio en el que trabaja y, en muchas ocasiones, el tiempo de inmersión se ve limitado según la profundidad a la que se descienda, y de igual modo dependemos de factores como la visibilidad o las corrientes subacuáticas.23 El acceso a la fotogrametría en el plano arqueológico se ha visto influido por el avance de diversas disciplinas, como, por ejemplo, el desarrollo de cámaras digitales con posibilidad de convertirlas en estancas. No obstante, el elemento más importante fueron los numerosos avances en el área de la exploración submarina y los equipos empleados. El principal invento que significó toda una revolución surgió en los años cuarenta y se trata del regulador de Cousteau‐Gagnan, el cual posibilitó el desarrollo de la arqueología subacuática y las primeras técnicas de excavación submarina. Este invento mejoró de forma notable la movilidad de los buzos, permitiendo trabajar de forma más precisa sobre el terreno arqueológico.24 23 Bass, The Development of Maritime Archaeology. 24 Silva, Special Applications of Photogrammetry. Ilustración 20: Jacques-Yves Cousteau, inventor del regulador de buceo. Fuente: Mardays Resort. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 30 En 1950 se llevaron a cabo en el Mediterráneo los primeros intentos de excavar diversos pecios romanos, llevados a cabo por Grand Congloué, Cape Dramont, y Île du Levant en Francia, Mahdia en Túnez, y Albenga en Italia. Estas investigaciones pioneras probaron diferentes métodos, e involucraron el uso de cámaras de 35 mm, selladas con una carcasa estanca. Las cámaras eran colocadas en barras metálicas que conformaban todas juntas una cuadricula. Este invento, desarrollado por Giani Rogh, permitía crear un método de mapeo que consistía en tomar fotografías superpuestas, es decir, utilizando la técnica denominada estereofotogrametría. Aun así, en estas excavaciones los arqueólogos no ejercieron como buzos, si no que contrataron buzos profesionales los cuales les entregaban los artefactos hallados, con lo que no fue una excavación al uso realmente.25.26 Estos primeros intentos en el campo de la fotogrametría subacuática significaron un punto de inflexión, ya que en las décadas posteriores la técnica creció de forma cada vez más notoria, teniendo como ejemplo los trabajos de Bass, Ciani, Hoehley y Rosencrantz, en las décadas de 1960 y 1970. No obstante, en estas primeras décadas, la fotogrametría era aún un campo muy especializado y de difícil acceso. Esto era debido a que los equipos no contaban con suficiente potencia y las cámaras no habían alcanzadoaún la era digital, ya que eran aparatos caros. De igual modo, para poder llevar a cabo estudios fotogramétricos, era necesario tener a especialistas trabajando junto con arqueólogos, ya que en ese momento era una técnica especializada y no existían los softwares automatizados. 27 25 Roghi, «Note tecniche sul rilevamento e lo scavo della nave romana di Spargi». 26 Roghi, «La segunda campana de Scavi sotto marina sulla nave romana di Spargi (Sardegna).» 27 Van Damme, «COMPUTER VISION PHOTOGRAMMETRY FOR UNDERWATER ARCHAEOLOGICAL SITE RECORDING IN A LOW-VISIBILITY ENVIRONMENT». Ilustración 21: Buzo tomando imágenes submarinas a mediados del siglo XX. Fuente: Spotmydive. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 31 Las primeras investigaciones subacuáticas más relevantes fueron las llevadas a cabo por el conocido arqueólogo George Bass y su equipo en el Mediterráneo oriental. Estas primeras intervenciones subacuáticas se convertirían en un precedente, ya que durante la realización de las mismas se aplicaron técnicas procedentes de otras disciplinas diferentes a las propias de la excavación subacuática, como son la fotografía, el vídeo, la teledetección y la fotogrametría. Por ello, el valor potencial de este tipo de técnicas en el medio subacuático sería reconocida de forma temprana por la comunidad científica. La aplicación de la fotogrametría, en estos primeros estadios de evolución, minimizó el tiempo de documentación bajo el agua. Sin embargo, requería un tiempo superior al actual en el procesado de imágenes, ya que tras la documentación se necesitaba en ocasiones más de 56 horas de trabajo manual.28 Actualmente este tipo de inconvenientes de post‐documentación ya no son tan acusados, gracias a la aparición de equipos informáticos más potentes que han reducido significativamente el tiempo invertido en el procesado de imágenes. Además, los softwares de automatización fotogramétrica han significado toda una revolución a nivel técnico para la documentación subacuática. Esto ha causado un interés creciente dentro del mundo académico e investigador hacia este tipo de técnicas, que son rápidas y a día de hoy también son más asequibles que hace cuarenta años.29 En las últimas décadas se han llevado a cabo numerosas investigaciones en las que se ha empleado la fotogrametría junto con estudios sobre la misma, aplicada como método de documentación. Algunas de estas investigaciones son las de Zhukovsky et al. (2013), Van Damme (2015), Bandiera et al. (2015), Hulot et al. (2015), Yamafune et al. (2016) y 28 McCarthy, «Multi-Image Photogrammetry as a Practical Tool for Cultural Heritage Survey and Community Engagement». 29 Linder, Digital photogrammetry. Ilustración 22: Gerge Bass en una de sus últimas investigaciones. Fuente: National Geographic. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 32 Demesticha et al. (2014). A nivel nacional actualmente también contamos con ciertas investigaciones subacuáticas donde se ha aplicado la fotogrametría como método de documentación, como el caso de los pecios Mazarrón I y II, llevados a cabo por el Museo Nacional de Arqueología Subacuática; el pecio del Bou Ferrer en Villajoyosa, Alicante, llevado a cabo por Mayans (2015) y Moyano (2017) y, por último, los pecios de Cala Cativa I y Deltebre I, ambos excavados por el Centre d’Arqueologia de Catalunya. Si bien es cierto que se han llevado a cabo numerosas reconstrucciones por medio de la fotogrametría, la gran mayoría de estas recreaciones se han empleado para ilustrar artículos de carácter divulgativo o para difusión en los medios. El objetivo principal es producir animaciones, dibujos y proyecciones ortogonales para divulgar y explicar los proyectos en tiempo real a medida que van desarrollándose. Aún existe un gran vacío en publicaciones de carácter investigador focalizadas hacia un ámbito más técnico y analítico a nivel arquitectónico. Algunos ejemplos encarados a difusión arqueológica e histórica, los encontramos en publicaciones de divulgación como en el caso del pecio Bou Ferrer, del cual se publicó una ortofoto realizada por el Taller de Imagen de la Universidad de Alicante (UA), junto al equipo de Patrimonio Virtual de esta universidad. Hallamos otros casos, como el de los modelos fotogramétricos creados a partir de los más de cuarenta barcos naufragados en el mar Negro frente a la costa norte de Turquía. 30 30 «Descubiertos más de 40 naufragios en el mar Negro». Ilustración 23: Trabajos fotgramétricos en Cala Cativa I, España. Fuente: CNPS. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 33 Las ventajas que supone la aplicación de este tipo de recreaciones 3D en arquitectura naval son patentes, tanto a nivel documental, como en el análisis arquitectónico de pecios (análisis de cascos, sus líneas de agua, secciones, tipología, etc.). Pese a esto, nos hallamos ante un evidente escollo a nivel investigador debido a la práctica inexistencia de estudios en esta línea. El investigador George Bass, en la introducción de la obra The Development of Maritime Archaeology (2012), hace notar esta problemática sobre la falta de publicaciones, en general, en el ámbito de la arqueología subacuática. Lo plantea como un verdadero problema debido a que se pierde parte del flujo de información, ya que no se llega a publicar ni un 25% del material y resultados que se obtienen en las excavaciones arqueológicas profesionales. Es posible, que debido a este tipo de tendencia a nivel investigador sea tan complicado poder hallar investigaciones actuales sobre el tema que nos concierne. Es paradójico que tal dinámica tenga lugar en la calificada como ‘Era de la información’. Hoy día contamos con conexión permanente en casi cualquier parte del mundo y disponemos de internet en casi cualquier emplazamiento, ya sea mediante conexión por cable, a través de redes Wifi o transmisión de datos móviles. Con lo cual existe un gran potencial para intercambiar información, debatir temas relevantes, y romper con problemas logísticos propios del pasado. A pesar de ello, aún hoy en día es complicado acceder a cierta información o publicaciones. El objetivo principal de este tipo de publicaciones de carácter académico e investigador es compartir con la comunidad académica la información obtenida mediante el trabajo de campo. Si se produce una ‘evasión’ u olvido de este importante paso en el proceso de investigación nos hallamos ante un importante obstáculo, no sólo para el futuro de la disciplina sino también para el avance y el conocimiento global de ésta.31 31 Mayoral Peñalva, «Comparativa entre el modelo tradicional de documentación arqueológica y la fotogrametría subacuática». ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 34 4.6 Utilización de técnicas fotogramétricas para la monitorización de ecosistemas marinos sumergidos. En el interés creciente por investigar los ecosistemas marinos sumergidos, se llevan a cabo proyectos de fotogrametría subacuática, estructurados en varias fases y con la intención de estudiar, conservar, difundir y concienciar sobre la sensibilización y puesta en valor de los fondos marítimos. El avance reciente en las técnicas de modelado por ordenador ofrece un método alternativo potencial para la medición directa precisa del volumen y el área de una manera no intrusiva. Aunque estas técnicas han estado en desarrollo durante más de una década, recientemente se han vuelto accesibles para usuarios con poca experiencia en este campo. Principalmente se utilizan dos técnicas para crear el modelo 3D de un objeto. El primero se basa en el rango, es decir, utiliza un escáner láser para mapear las distancias desde la fuente de luz hasta el objeto.32Este método puede ser muy preciso, pero requiere un equipo costoso que necesita ser adaptado para funcionar en entornos problemáticos como el submarino y, por lo tanto, es difícil de aplicar in situ. 33 La otra técnica utiliza algoritmos de visión artificial, que requieren fotografiar el objeto desde todos los lados y crear un modelo digital 3D. Este método es de bajo coste en términos de equipo de campo, pero requiere un software costoso y una elevada potencia de computación para procesar los datos. Para crear un modelo, las imágenes se unen identificando la posición de los puntos de referencia en varias imágenes. A continuación, se repite el proceso de identificación de dichos puntos de referencia en varias imágenes hasta que se crea un modelo digital totalmente definido. Para crear un modelo razonablemente preciso, se necesitan entre 300 y 600 puntos de referencia, según la complejidad 3D del objeto y su tamaño.34 En los últimos años, los enfoques de “Structure from Motion” (estructura a partir de movimiento), que orientan y unen un gran número de imágenes sin un conocimiento previo de los parámetros de la cámara, se han popularizado, y los servicios gratuitos basados en operaciones computacionales en la nube de Internet han evolucionado, brindando un procesamiento rápido y automatizado, lo que hace que la necesidad de una poderosa computadora personal quede obsoleta. 32 Sequeira, Gonçalves, y Ribeiro, «3D Environment Modelling Using Laser Range Sensing». 33 Holmes et al., «Using Three-Dimensional Surface Area to Compare the Growth of Two Pocilloporid Coral Species». 34 Courtney et al., «Estimating 3-Dimensional Colony Surface Area of Field Corals». ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 35 Varios estudios previos han aplicado modelos 3D para medir áreas y volumen de corales, como los publicados por Fisher, en 2007, y por Holmes, en 2008. Estos estudios usaron el software disponible comercialmente en aquel momento o freeware para procesar fotografías submarinas de corales, con imágenes adquiridas de fotografías fijas o extraídos de un video submarino. Sin embargo, todos estos estudios han requerido importantes recursos informáticos o de tiempo. Además, se agregaron puntos de referencia de forma automática o manual, y las fotografías se unieron individualmente para crear el modelo 3D. Bythell, Pan & Lee, en 2001, observaron que el procesamiento manual de un modelo de principio a fin (es decir, desde la toma de fotografías hasta la obtención del volumen del modelo en 3D) tomaba de 2,5 a 6,5 h para estructuras simples o complejas, respectivamente, con la mayoría de tiempo que se dedica al modelado.35 Por tanto, a pesar de los avances de la tecnología, los equipos necesarios para el trabajo de campo siguen siendo altamente costosos. Además, los tiempos de procesado de modelos son largos y entorpecen el desarrollo de los resultados finales. Estos condicionantes reducen el número de estudios del fondo marino con técnicas fotogramétricas y ponen en valor los proyectos actuales, como es el presente documento. 35 Lavy et al., «A Quick, Easy and Non-Intrusive Method for Underwater Volume and Surface Area Evaluation of Benthic Organisms by 3D Computer Modelling». Ilustración 24: Ejemplo de modelado 3D de la especie Acropora palmata. Fuente: Science Direct. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 36 4.7 Principios teóricos de Structure from motion (SfM) La técnica Structure from Motion (SfM) es considerada como un método fotogramétrico automatizado de alta resolución y bajo coste, en comparación con las técnicas anteriormente descritas. Este método se basa en los mismos principios que la fotogrametría estereoscópica, es decir, que la estructura en 3D se puede resolver a partir de una superposición de imágenes. Sin embargo, tiene sus orígenes en el campo de la visión artificial y el desarrollo de los algoritmos automáticos de correlación automática de imágenes (CAl) y difiere fundamentalmente de la fotogrametría convencional, en que la geometría de la escena, las posiciones de cámara y la orientación se resuelve automáticamente sin la necesidad de establecer a priori, una red de puntos de control de coordenadas 3D conocidas. En lugar de ello, las ecuaciones de colinearidad son resueltas a partir del elevado número de puntos conjugados (puntos comunes a las imágenes) identificados durante la fase de correlación automática de un conjunto de imágenes superpuestas adquiridas de forma no estructurada.36 Las nubes de puntos 3D obtenidas mediante esta técnica están referidas a un sistema de coordenadas arbitrario y sin escalar. El registro de la nube de puntos en un sistema de coordenadas absoluto debe llevarse a cabo empleando puntos de control que permitan aplicar la correspondiente transformación escalado, rotación y traslación en los tres ejes.37 36 «‘Structure-from-Motion’ Photogrammetry». 37 Fonstad et al., «Topographic Structure from Motion». Ilustración 25: Ilustración de empleo de la técnica Structure from Motion (SfM) para la obtención de una nube de puntos 3D de un talud. Fuente: ResearchGate. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 37 Dichos puntos de control también pueden ser de gran ayuda para determinar los parámetros de calibración de la cámara a través de la resolución de las ecuaciones fotogramétricas por medio del "ajuste por haces" (o bundle adjustement, en inglés). Para la aplicación de esta técnica existen multitud de programas para PC, para smartphone y on-line (e.g. Agisoft PhotoScan, Autodesk 123D Catch y Photosynth) que proporcionan resultados de buena calidad que pueden ser empleados para diversas aplicaciones como la caracterización de macizos rocoso y el control de cambios. Aunque para la aplicación de la técnica pueden emplearse una amplia gama de cámaras, incluso smartphones, para la consecución de unos resultados óptimos es recomendable el empleo de una cámara réflex de único objetivo, denominada SLR, Single Lens Reflex, en inglés. En cuanto a la adquisición de las imágenes, Micheletti en 2015 proporcionan una serie de recomendaciones generales para la aplicación de la técnica SfM. En primer lugar, no es preciso que las fotografías sean tomadas desde la misma distancia ni con la misma escala, sino que incluso es recomendable tomar unas pocas imágenes generales antes de adquirir fotogramas de detalle, especialmente cuando existen zonas ocultas. Además, éstas han de tomarse desde el mayor número posible de direcciones que, sin duda, mejorará la determinación de la posición y orientación de la cámara y por tanto de las coordenadas de los puntos. Por otro lado, James and Robson en 2014 proponen tomar las capturas con dirección perpendicular al afloramiento y con cierta oblicuidad a la superficie, con el fin de reducir el efecto domo. El uso de flash suele generar imágenes con texturas inconsistentes que pueden crear problemas a la hora de aplicar el algoritmo de correlación automática de imágenes. El número de imágenes necesarias depende del elemento a estudiar, siendo función tanto de las zonas de oclusión, de la escala y de la morfología del objeto, variando normalmente entre 10 y 100, mejorando la densidad de la nube de puntos y la exactitud del modelo cuanto mayor sea este. Obviamente, las imágenes a emplear pueden ser obtenidas desde diferentes plataformas como avión, helicóptero, dron, terrestre o, como es el caso de este proyecto, bajo el agua. Incluso, se están llevando a cabo algunas experiencias en las que se ha hecho uso de imágenes aéreas de vuelos históricos para la obtención de nubes de puntos 3D.38 38 Tomás et al., Structure from Motion (SfM). ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS,CANALES Y PUERTOS 38 Con respecto a las ecuaciones constitutivas de la técnica Structure from Motion, a continuación, se explica la visión general de las mismas por medio de un algoritmo, de manera que se produce una reconstrucción métrica a partir de un par de imágenes. Cabe destacar que la discusión general se ha restringido principalmente a puntos, pero las ideas (triangulación, ambigüedad, estratificación) se aplican igualmente a otras características de la imagen, como líneas, cónicas, etc En primer lugar, la reconstrucción métrica requiere identificar dos entidades en el marco proyectivo; estos son el plano en el infinito π∞ (para elementos afines) junto con la cónica absoluta Ω∞ (para métrica). Por el contrario, dado F y un par de cámaras calibradas, entonces π∞ y Ω∞ pueden calcularse explícitamente en 3 espacios. Cada una de estas entidades tiene una contraparte basada en imágenes: la especificación de la homografía infinita, H∞, es equivalente a especificar π∞ en el espacio tridimensional; y especificando la imagen de la cónica absoluta, ω, en cada vista es equivalente a especificar π∞ y Ω∞ en 3 espacios. Las equivalencias se pueden resumir en la siguiente tabla: Información de la imagen proporcionada Relaciones de vista y objetos proyectivos Objetos en 3 espacios Ambigüedad de la reconstrucción Correspondencia de puntos F Descriptivo Correspondencias de puntos, incluidos los puntos de fuga F, H∞ π∞ Afín Correspondencias de puntos y calibración de cámara interna F, H∞ ω, ω’ π∞ Ω∞ Métrico Tabla 2: Las relaciones de dos vistas, entidades de imagen y sus contrapartes de 3 espacios para varias clases de ambigüedad en la reconstrucción. Previamente a exponer el algoritmo, es interesante puntualizar que, si la precisión métrica no es el objetivo, generalmente se obtiene una reconstrucción métrica aceptable directamente de la proyectiva si se deducen los parámetros internos de forma ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 39 aproximada. Tal “reconstrucción cuasi-euclidiana” es a menudo adecuada para propósitos de visualización. El objetivo del algoritmo es el de, dadas dos imágenes sin calibrar, calcular una reconstrucción métrica (PM, PM’, {Xi}) de las cámaras y de la estructura de la escena, es decir, una reconstrucción que simule una transformación con la verdadera estructura de las cámaras y de la escena.39 Por tanto, el algoritmo que refleja lo expuesto anteriormente es el siguiente: 1) Calcular una reconstrucción proyectiva (P, P’, {Xi}): a) Calcule la matriz fundamental a partir de las correspondencias de puntos x i ↔ xi’ entre las imágenes. b) Recuperación de la cámara: calcule las matrices de la cámara P, P’ a partir de la matriz fundamental. c) Triangulación: para cada punto correspondencia xi ↔ xi’, calcular el punto Xi en el espacio que proyecta a estos dos puntos de imagen. 2) Rectificar la reconstrucción proyectiva a métrica mediante uno de los dos métodos: • Método directo: Calcular la homografía H tal que XEi = HXi desde cinco o más puntos de control terrestre XEi con posiciones euclidianas conocidas. Entonces la reconstrucción métrica es: 𝑃𝑀 = 𝑃𝐻−1, 𝑃𝑀 ′ = 𝑃′𝐻 −1 , 𝑋𝑀𝑖 = 𝐻𝑋𝑖 • Método estratificado: a) Reconstrucción afín: calcular el plano en el infinito, π∞, y luego actualizar la reconstrucción proyectiva a una reconstrucción afín con la homografía 𝐻 = [ I |0 π∞ 𝑇 ] b) Reconstrucción métrica: calcular la imagen de la cónica absoluta, ω, y luego actualizar la reconstrucción afín a una reconstrucción métrica con la homografía 𝐻 = [ 𝐴 −1 0 0 1 ] Donde: • A se obtiene mediante la factorización de Cholesky a partir de la ecuación 𝐴𝐴𝑇 = (𝑀𝑇ω𝑀) −1 • M es la primera submatriz de 3x3 de la cámara en la reconstrucción afín para la cual ω es calculada 39 Hartley y Zisserman, Multiple View Geometry in Computer Vision. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 40 5 Materiales y técnicas 5.1 Materiales vinculados con la actividad subacuática Las actividades acuáticas requieren el uso de equipos que permitan la toma de datos de manera segura. Por ello, en el presente apartado se detallan los instrumentos utilizados para llevar a cabo las salidas de campo en la isla de Tenerife. En primer lugar, es necesario el uso de un equipo completo de buceo para la realización de fotografías bajo el agua durante un periodo prolongado de tiempo y a cierta profundidad. El equipo utilizado se detalla en el “Anejo 4: Material de submarinismo”. Como complemento al estudio bajo el agua de la zona, se realizaron salidas de snorkel acompañando a los submarinistas, tomando coordenadas con GPS de la zona estudiada y adjuntando material gráfico de las salidas, con el objetivo de divulgar el trabajo realizado por parte de la ONG. El equipo utilizado para este fin se detalla en el “Anejo 5: Material de snorkel”. Además, se ha utilizado una referencia subacuática para rectificar la verdadera magnitud perdida por efecto de la refracción bajo el agua. Toda la información relativa al funcionamiento y la construcción de dicha referencia se encuentra en el “Anejo 1: Construcción de una referencia subacuática”. 5.2 Sistemas de captura de imagen Las imágenes obtenidas debajo del agua se han tomado mediante dispositivos digitales resistentes al agua o protegidos con carcasas impermeables. Los resultados obtenidos a partir de estas imágenes pueden presentar discontinuidades o distorsiones propias de las condiciones en las que han sido realizadas. De esta manera, en el presente apartados se muestran los dispositivos utilizados en el proyecto, teniéndose en cuenta el factor humano para el posterior análisis de los resultados. 5.2.1 Sistemas ópticos de mano Los sistemas ópticos de mano utilizados son cámaras digitales protegidas por una carcasa estanca que permite tomar fotografías debajo del agua. Los dispositivos fueron utilizados por los miembros de la ONG y los voluntarios que colaboran con la misma. ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 41 Los dispositivos utilizados son las cámaras Olympus TG-6, GoPro Hero 8 y Canon PowerShot G7 X cuyos detalles y especificaciones, así como el presupuesto, se encuentran en el “Anejo 6: Cámaras fotográficas” del presente documento. 5.2.2 Sistemas ópticos embarcados en ROV Los drones submarinos, llamados ROV por sus siglas en inglés “Remotely Operated Vehicle”, es decir, Vehículo Operado de forma Remota, son aquellos capaces de bucear o sumergirse para navegar a diferentes profundidades y con diversos objetivos. En el caso del presente proyecto, el objetivo del ROV es la toma de fotografías del fondo marino, en concreto de parches de sebadales. El dispositivo utilizado es el OpenROV Trident, cuyas características y especificaciones, así como el presupuesto de su utilización, se detallan en el “Anejo 2: Dron submarino” de este documento. 5.3 Software de procesamiento fotogramétrico: Metashape El programa Agisoft PhotoScan es un software que fue lanzado al mercado en 2010 para realizar el procesamiento de imágenes digitales y la generación de datos espaciales en 3D para su uso e implementación en Sistemas de Información Geográfica (SIG) y permitir realizar mediciones indirectas de objetos de diferentes escalas. Este programa permite generar los siguientes resultados de procesamiento:40 • Clasificación de nube de puntos para lograr una reconstrucción geométrica de alta precisión. • Modelos digitales de terreno y modelos digitales de superficie georreferenciados a partir de la información de las imágenes procesadas. • Importación de coordenadas de puntos de control en tierra (GCP) para lograr levantamientos de alta precisión.• Exportación de ortomosaico en formatos compatibles con SIG. • Medición de distancias, áreas y volúmenes gracias a herramientas integradas que permiten realizar análisis métrico de alta precisión y transferir estos datos a varios 40 Acurio, «ANÁLISIS COMPARATIVO ENTRE LOS SOFTWARE DE PRUEBA AGISOFT PHOTOSCAN Y PIX4D PARA EL PROCESAMIENTO DE DATOS OBTENIDOS CON FOTOGRAMETRÍA DE VEHÍCULO AÉREO NO TRIPULADO (UAV) DE BAJO COSTO APLICADO A PROYECTOS DE MEDIO AMBIENTE». ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 42 formatos de exportación compatibles con programas de diseño asistido por computadora. • Procesamiento de imágenes multiespectrales y térmicas para generar índices de vegetación (NDVI). • Generación de modelos 3D de edificaciones, interiores, personas, sitios arqueológicos, etc. Este programa de igual manera cuenta con una licencia permanente de pago cuyo valor a la fecha es de 3.499$ para su versión profesional y de 179$ para su versión estándar. La versión estándar únicamente permite la triangulación fotogramétrica, la creación de nubes de puntos densas y el texturizado del modelo 3D. También cuenta con un periodo de prueba de 30 días para que los usuarios puedas evaluar sus características.41 Para facilitar la familiarización del usuario con el entorno del software de procesamiento, se incluye en el documento una guía práctica del mismo. Dicha guía se encuentra en el “Anejo 3: Manual de Agisoft PhotoScan Professional”. No obstante, debido al conflicto entre Ucrania y Rusia, que comenzó en febrero de 2.021, el software Agisoft sufrió una serie de ataques informáticos, al tratarse de una empresa rusa, que impidió el correcto desarrollo del proyecto con esta plataforma. Por ello, se decidió utilizar un software alternativo llamado Reality Capture, en su versión gratuita, que ofrece la posibilidad de realizar modelados en 3 dimensiones, pero no permite la obtención de informes finales de manera gratuita. Además, se mantiene la información relativa al software Agisoft Metashape, ya que el proyecto en un principio estaba pensado para realizarse con dicha plataforma y puede resultar de gran utilidad en la consecución de futuros trabajos relacionados con este. Las características del programa Reality Capture se muestran con mayor detalle en el “Anejo 7: Reality Capture”. 41 «Agisoft Metashape». ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 43 6 Metodología El proyecto llevado a cabo para conocer y profundizar en el patrimonio medioambiental subacuático en Tenerife. Se organizó en varias fases con la mera intención de estudiar, conservar, difundir e inculcar acciones encaminadas a la conservación de los ebadales y su ecosistema marino. Por otra parte, la puesta en valor de los bienes medioambientales es una asignatura pendiente en algunas comunidades autónomas por lo que nuestro proyecto tuvo como finalidad el conocimiento y la concienciación sobre este patrimonio y su posterior difusión y conservación. 6.1 Adquisición, consolidación y tratamiento de las fuentes de información Con respecto a la adquisición de la información necesaria para la redacción del presente documento se han utilizado una serie de herramientas, entre las que destaca por encima de todas ellas la plataforma Google Scholar. La plataforma Google Scholar proporciona una forma sencilla de buscar ampliamente literatura académica. De este modo, permite buscar en muchas disciplinas y fuentes: artículos, tesis, libros, resúmenes y opiniones judiciales, de editoriales académicas, sociedades profesionales, repositorios en línea, universidades y otros sitios web. Se trata, por tanto, de una herramienta que permite encontrar trabajos relevantes en todo el mundo de la investigación académica. • Las características de la plataforma son las siguientes: • Permite la búsqueda de toda la literatura académica desde un espacio de fácil acceso. • Permite explorar trabajos relacionados, citas, autores y publicaciones • Permite localizar el documento completo a través de la biblioteca personal o en la web • Facilita estar al día con los últimos avances en cualquier área de investigación. • Permite comprobar quién cita las publicaciones personales, creando un perfil de autor público ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 44 Google Scholar tiene como objetivo clasificar los documentos de la misma manera que lo hacen los investigadores, sopesando el texto completo de cada documento, dónde se publicó, quién lo escribió, así como con qué frecuencia y hace cuánto tiempo se ha citado en otra literatura académica.42 Además, se ha obtenido información de diversos buscadores, como el propio Google, y de bibliotecas académicas, como la que se encuentra en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos en la Universidad Politécnica de Madrid. Por último, también se ha obtenido información de documentos aportados por la ONG colaboradora del proyecto, Innoceana. El proceso de consolidación de esta información se ha basado en la lectura de forma detallada de los textos incluidos en la bibliografía que podemos encontrar en la parte final del presente documento. Con respecto al tratamiento de la información, se ha utilizado el software Zotero, para citar los textos utilizados para la redacción del documento. 6.2 Evaluación del estado ecosistémico de los sebadales mediante el uso de técnicas fotogramétricas. La evaluación del estado ecosistémico de los sebadales se realiza mediante la toma de datos en las salidas a campo. El procesamiento de estos datos arroja la información necesaria para el seguimiento del estado de los parches, gracias al uso de técnicas fotogramétricas. La metodología utilizada en las salidas a campo tiene gran importancia, ya que marca los pasos a seguir para que la jornada de trabajo sea fructífera y segura. En primer lugar, debemos preparar los materiales que debemos llevar a la zona de estudio. En el caso de este proyecto, tal y como se ha desarrollado en el punto anterior, los materiales son los siguientes: • GPS • 3 carretes de cuerda • Disco Secchi. Se trata de un aparato simple (disco plano de 20-30 cm de diámetro) pintado en dos cuartos de color negro y dos blancos; y que se utiliza para medir la 42 «Acerca de Google Académico». ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS 45 transparencia del agua. El nombre se debe a su inventor, el monje Pietro Angelo Secchi. Existen otras variantes del disco con mayor tamaño de diámetro, y sin alternar pintura negra y blanca. El disco se sumerge desde una embarcación en la superficie y se calcula la profundidad a la que se deja de ver como medida de transparencia de la columna de agua, y que resultará de la turbidez (partículas y seres vivos del plancton) y de la propia extinción progresiva de la luz solar (específica para la longitud de onda de cada color) que penetra en la superficie de la lámina de agua. Esta medida simple resulta muy útil para calcular la capa fótica. Es decir, la zona en la que penetra la luz y en la que es posible la producción primaria de las microalgas y los vegetales del litoral. Es una de las medidas clave para evaluar el estado ecológico de un lago y monitorizar a largo plazo el ecosistema.43 En nuestro caso, el disco disponía en su extremo un metro, por lo que la medida de la profundidad es directa, tomando el dato en el punto en el que se deja de ver el disco. • 2 boyas marcadoras pequeñas con pesos si aún no están en el lugar de la toma de datos. • Cámaras con filtro rojo. • Brújula. • Todo el equipo de buceo. 43 «Disco de Secchi – AELS Aula de Estudio del Lago de Sanabria». Ilustración 26: Disco
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