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UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS CARRERA DE INGENIERIA AMBIENTAL
“EVALUACIÓN DE IMÁGENES LANDSAT 8 OLI PARA EL ANÁLISIS DE LA DINÁMICA DE SEDIMENTOS EN EL
CANAL DEL MORRO” Explicativa
Trabajo de titulación presentado como requisito para la obtención del título de
INGENIERA AMBIENTAL
AUTOR
CRUZ SALAS DANIELA DAYANNA
TUTOR
CORONEL QUEVEDO JORGE ALBERTO
GUAYAQUIL-ECUADOR
2020
2
UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
CARRERA DE INGENIERIA AMBIENTAL
APROBACIÓN DEL TUTOR
Yo, CORONEL QUEVEDO JORGE ALBERTO docente de la Universidad Agraria
del Ecuador, en mi calidad de Tutor, certifico que el presente trabajo de titulación:,
“EVALUACIÓN DE IMÁGENES LANDSAT 8 OLI PARA EL ANÁLISIS DE LA
DINÁMICA DE SEDIMENTOS EN EL CANAL DEL MORRO” realizado por la
estudiante CRUZ SALAS DANIELA DAYANNA; con cedula de identidad N°
0950132456 de la carrera INGENIERÍA AMBIENTAL, Unidad Académica de
Guayaquil, ha sido orientado y revisado durante su ejecución; y cumple con los
requisitos técnicos exigidos por la Universidad Agraria del Ecuador; por lo tanto se
aprueba la presentación del mismo.
Atentamente,
_________________________________
Ing. Jorge Coronel Quevedo
Guayaquil, 4 de noviembre de 2020
3
UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL
APROBACIÓN DEL TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN
Los abajo firmantes, docentes designados por el H. Consejo Directivo como
miembros del Tribunal de Sustentación, aprobamos la defensa del trabajo de
titulación: “EVALUACIÓN DE IMÁGENES LANDSAT 8 OLI PARA EL
ANÁLISIS DE LA DINÁMICA DE SEDIMENTOS EN EL CANAL DEL MORRO”,
realizado por la estudiante; CRUZ SALAS DANIELA DAYANNA, el mismo que
cumple con los requisito exigidos por la Universidad Agraria del Ecuador.
Atentamente,
_________________________ Ing. Diego Muñoz Naranjo
PRESIDENTE
__________________________ ________________________ Ing. Karla Crespo León Ing. Jorge Coronel Quevedo EXAMINADOR PRINCIPAL EXAMINADOR PRINCIPAL
Guayaquil, 14 de octubre de 2020
4
Dedicatoria
A Dios Padre, Hijo y Espíritu Santo, por la vida, la
entereza, la inteligencia y la luz, a mis padres Nino y
Arelly, por el amor infinito, por permitirme soñar en
grande y alentarme a no detenerme jamás, lo
logramos juntos no podría ser más afortunada de
tenerlos, a mi esposo Carlos por ser mi firme apoyo
día a día, por amarme ante toda adversidad y por
regalarme la vida tan bonita que tenemos hoy, a mi
hijo Leonardo, por llenarme de alegría, espero
cuando puedas leer esto estés tan orgullo de mi
como lo estoy yo de ti, a mi hermana Ariana por la
complicidad y risas infinitas, y finalmente agradezco
a mi amiga Juliana, por ser guía desde el primer día
y a mi mejor amiga Melina por su ánimo incansable,
por siempre creer en mí.
5
Agradecimiento
Especial agradecimiento al Ingeniero Jorge Coronel
Quevedo por ser mi guía en este proyecto de
titulación, por su paciencia, calidad de profesional y
de ser humano. A Inocar y sus técnicos.
A la Universidad Agraria del Ecuador, por permitirme
estudiar en sus aulas y prepararme para el futuro.
6
Autorización de autoría intelectual
Yo DANIELA DAYANNA CRUZ SALAS con Cl. 095013245-6 en calidad de
autora del proyecto “EVALUACIÓN DE IMÁGENES LANDSAT 8 OLI PARA EL
ANÁLISIS DE LA DINÁMICA DE SEDIMENTOS EN EL CANAL DEL MORRO”,
realizado, para optar el título de INGENIERA AMBIENTAL, por la presente
autorizo a la UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR, hacer uso de todos los
contenidos que me pertenecen o parte de los que contienen esta obra, con fines
estrictamente académicos o de investigación.
Los derechos que como autora me correspondan, con excepción de la presente
autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en
los artículos 5, 6, 8; 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y
su Reglamento.
Guayaquil, 4 de noviembre de 2020
_______________________________________
CRUZ SALAS DANIELA DAYANNA C.I. 095013245-6
7
Índice general
APROBACIÓN DEL TUTOR .......................................................................... 2
APROBACIÓN DEL TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN ................................. 3
Dedicatoria ................................................................................................. 4
Agradecimiento .......................................................................................... 5
Autorización de autoría intelectual .......................................................... 6
Índice general ............................................................................................... 7
Resumen ...................................................................................................... 13
Abstract ....................................................................................................... 14
1. Introducción .................................................................................... 15
1.1 Antecedentes del problema ....................................................... 17
1.2 Planteamiento y formulación del problema .............................. 20
1.3 Planteamiento del problema ....................................................... 20
1.4 Formulación del problema .......................................................... 21
1.5 Justificación de la investigación ............................................... 21
1.6 Delimitación de la investigación. ............................................... 22
1.7 Objetivo general .......................................................................... 23
1.8 Objetivos específicos.................................................................. 23
1.9 Hipótesis ...................................................................................... 23
2. Marco teórico .................................................................................. 24
2.1 Estado del arte ............................................................................. 24
2.2 Bases teóricas ............................................................................. 26
8
2.2.1 Sedimentos ................................................................................... 26
2.2.2 Tipos de cargas fluviales ............................................................. 27
2.2.3 Transporte de sedimentos .......................................................... 27
2.2.4 Sedimentos del Golfo de Guayaquil ........................................... 28
2.2.5 Turbidez ........................................................................................ 29
2.2.6 La teledetección y el estudio de sedimentos en suspensión .. 29
2.2.7 Imágenes satelitales .................................................................... 30
2.2.8 Resolución de un sistema sensor .............................................. 31
2.2.9 Landsat 8 ...................................................................................... 32
2.2.10 Composición de bandas de Landsat 8 ....................................... 33
2.2.11 Tratamiento digital de imágenes ................................................. 34
2.2.12 Clasificación digital ...................................................................... 35
2.2.13 Aplicaciones del tratamiento digital ........................................... 36
2.2.14 Acolite 2019 .................................................................................. 36
2.3 Marco legal ................................................................................... 38
2.3.1 Constitución de la República del Ecuador 2008 ....................... 38
2.3.2 Código Orgánico del Ambiente ................................................... 38
2.3.3 Ley de régimen administrativo portuario nacional. .................. 39
2.3.4 Ley general de puertos. ............................................................... 39
3. Metodología .................................................................................... 40
3.1 Enfoque de la investigación ....................................................... 40
3.1.1 Tipo de investigación ................................................................... 40
9
3.1.2 Diseño de la investigación .......................................................... 40
3.2 Metodología ................................................................................. 41
3.2.1 Variables ....................................................................................... 41
3.2.2 Fase 1: Recolección de datos ..................................................... 41
3.2.3 Recursos ....................................................................................... 42
3.2.4 Equipos y software tecnológicos ............................................... 42
3.2.5 Fase 2: Procesamiento de imágenes .......................................... 42
3.2.6 Fase 3: Evaluación de datos resultantes. .................................. 44
3.2.7 Flujo de trabajo............................................................................. 44
3.2.8 Análisis estadístico ...................................................................... 45
4. Resultados ...................................................................................... 46
4.1 Respuesta espectral de sedimentos en zonas someras
mediante análisis del sensor OLI del satélite Landsat 8 en el Canal del
Morro del Golfo de Guayaquil. .................................................................... 46
4.2 Cartografía temática de turbidez por medio de ACOLITE. ....... 51
4.3 Zonas de potencial acumulación y tendencia a formación de
islotes.…………………………………………………………………………… 60
5. Discusión ........................................................................................ 65
6. Conclusiones .................................................................................. 69
7. Recomendaciones .......................................................................... 71
8. Bibliografía ...................................................................................... 73
9. Anexos ............................................................................................. 77
10
Índice de tablas
Tabla 1. Características generales de Landsat 8 ......................................... 32
Tabla 2. Algoritmos destacados de la herramienta ACOLITE .................... 37
Tabla 3. Bandas operacionales del satélite Landsat 8 ................................ 81
Tabla 4. Identificación de imágenes usadas en el estudio ......................... 83
Tabla 5. Estadística descriptiva para el objetivo específico 3 ................... 84
11
Índice de Figuras
Figura 1. Perfil espectral escena 1 .................................................................. 47
Figura 2 Perfil espectral escena 2 ................................................................... 47
Figura 3 Perfil espectral escena 3 ................................................................... 48
Figura 4 Perfil espectral escena 4 ................................................................... 48
Figura 5 Perfil espectral escena 5 ................................................................... 49
Figura 6 Perfil espectral escena 6 ................................................................... 49
Figura 7 Perfil espectral escena 7 ................................................................... 50
Figura 8. Cartografía de turbidez para la escena 1 (07/02/2014) .................... 52
Figura 9. Cartografía de turbidez para la escena 2 (02/08/2014) .................... 53
Figura 10. Cartografía de turbidez para la escena 3(10/02/2015) ................... 54
Figura 11. Cartografía de turbidez para la escena 4(03/05/2016) ................... 55
Figura 12. Cartografía de turbidez para la escena 5 (19/05/2015) .................. 56
Figura 13. Cartografía de turbidez para la escena 6 (04/04/2017) .................. 57
Figura 14. Cartografía de turbidez para la escena 7 (05/02/2019) .................. 58
Figura 15. Valores máximo, mínimo y promedio de la cartografía de turbidez
medida en FNU. ................................................................................................... 59
Figura 16. Perfil mareal bajamar (3 Escenas) ................................................. 61
Figura 17. Perfil mareal pleamar (4 Escenas) ................................................. 62
Figura 18. Promedio de turbidez presente en perfil mareal bajamar y pleamar (7
escenas) ............................................................................................................... 63
Figura 19. Recorte de prensa........................................................................... 77
Figura 20: Carta IOA 10701-Canal del Morro.................................................. 78
Figura 21. Ubicación de la zona de estudio ..................................................... 78
Figura 22: Ruta del canal de acceso al puerto de Guayaquil. ......................... 79
12
Figura 23. Pantalla principal de ACOLITE ...................................................... 79
Figura 24. Parámetro seleccionado para L2W en ACOLITE. .......................... 80
Figura 25. Flujo de trabajo .............................................................................. 80
13
Resumen
El presente proyecto de investigación tuvo como objetivo determinar la
aplicabilidad de la herramienta ACOLITE como generador de cartografía temática
para la determinación de sólidos en suspensión en el Canal del Morro-Golfo de
Guayaquil. Las imágenes a procesar se adquirieron en el portal web de la USGS
(Servicio Geológico de los Estados Unidos) seleccionando, a su vez, al más
reciente proyecto de “Landsat Data Continuity Mission” (LDCM) el satélite Landsat
8, con un nuevo sensor a bordo (OLI) y nueve bandas espectrales que aportan
una resolución espacial de 30 metros, este se coloca entre los mejores satélites
para la toma de imágenes en aguas costera. La evaluación de escenas se
determinó en base a varias metodologías ajustadas para este estudio, en el cual,
se detalla la concentración, transporte y tendencia de asentamientos
sedimentarios en 7 escenas escogida entre 2014 a 2019. Destacando el uso del
algoritmo T NECHAD desarrollado y calibrado por Nechad, Ruddick y Park en
2010, el cual sirve para el mapeo de materia suspendida en aguas turbias. Se
obtuvieron resultados de entre 70-150 FNU (Unidades Nefelométricas de
Formacina) determinando así la fuerte incidencia de materia en suspensión en la
zona del Canal del Morro. Usando como criterio adicional de evaluación la
incidencia de las mareas en la dinámica sedimentaria, los resultados obtenidos
reflejaron marcadas diferencias en la turbidez visible entre la época seca
(invierno) y época húmeda (verano) en Ecuador.
Palabras claves: Canal del Morro, Landsat 8, sedimentos, teledetección,
turbidez.
14
Abstract
The objective of this research project was to determine the applicability of the
ACOLITE tool as a generator of thematic cartography for the determination of
suspended solids in the Canal Del Morro-Golfo de Guayaquil. The images to be
processed were acquired on the web portal of the USGS (United States
Geological Survey) selecting, in turn, for the most recent “Landsat Data Continuity
Mission” (LDCM) project, the Landsat 8 satellite, with a new sensor on board (OLI)
and nine spectral bands that provide a spatial resolution of 30 meters, this is
among the best satellites for taking images in coastal waters. The scene
evaluation was determined based on several methodologies adjusted for this
study, in which the concentration, transport and trend of sedimentary settlements
in 7 scenes chosen between 2014 at 2019 are detailed. Highlighting the use of the
T NECHAD algorithm developed and calibrated by Nechad, Ruddick and Park in
2010, which is used for the mapping of suspended matter in murky waters. Results
of between 70-150 FNU (Formacin Nephelometric Units) were obtained, thus
determining the strong incidence of suspended matter in the Canal del Morro area.
Using the incidence of tides on sedimentary dynamics as an additional evaluation
criterion, the results obtained reflected marked differences in visible turbidity
between the dry season (winter) and the wet season (summer) in Ecuador.
Keywords: Canal Del Morro, Landsat 8, sediments, remote sensing, turbidity.
15
1. Introducción
La disponibilidad de sólidos en suspensión en cuerpos de aguas es del todo un
hecho evidenciado en Ecuador y el mundo. La erosión, como causante de esta
problemática, se puede definir como el resultado del desprendimiento de
pequeñas partículas de suelo desde su lugar de origen por acción de diversos
agentes y condiciones ambientales locales (Maza & García, 1998).
Las partículas de suelo separadas luego se trasladan hacia zonas de
amortiguamiento en donde, por acción de la gravedad se depositan formando
grandes colmataciones y obstrucciones (Maza & García, 1998).
El aporte de sedimentos representa un nexo crítico entre los patrones de uso
de la tierra y el clima ya que la precipitación constante en los suelos expuestos
causa erosión, transporte terrestre-marino y deposición de sedimentos (Skagen,
2013).
Estudios a nivel mundial apuntan a implantar soluciones transitorias para esta
problemática; prediciendo, diseñando y/o erradicando a corto plazo estos
asentamientos de material particulado.
En Ecuador, son constantes los intentos por monitorear las causas de este
fenómeno. Los estudios realizados en el país apuntan a eliminar las ya
identificadas masas de sólidos en suspensión de los cuerpos de agua, mediantes
técnicas costosas e ineficientes.
Para este proyecto de titulación se seleccionó a la zona del Canal del Morro
ubicado entre la Isla Puná y Punta del Morro, por comprender principal vía
marítima de entrada y salida de buques de tráfico marítimo internacional; tiene un
ancho de 1,5 millas y es suficientemente profundo, aunque no se pueda
establecer una medida exacta debido a sus constantes variaciones; sin embargo,
16
se puede decir que desde la boya 17 a la 13 se registra una mayor profundidad de
hasta 50 m (Autoridad Portuaria de Guayaquil, 2015).
Por lo antes mencionado, se palpa la necesidad de entender los patrones de
sedimentación y procesos para desarrollar diversas prácticas encaminadas al uso
de suelo como factor dominante de esta problemática en la zona de estudio en
particular.
Un poco antes de 1972, la exploración de la tierra mediante datos de satélites
y cartografía digital era una idea muy lejana. Este hecho, da origen al Programa
Landsat, el cual empieza a formar parte de una serie de misiones cuyo objetivo
principal es “gestionar” el planeta tierra bajo la observancia constante de satélites
en órbita, en conjunto con la Aeronáutica Nacional y Administración Espacial
(NASA) y el Servicio Geológico de Estados Unidos (UCGS); este programa ha
innovado las conocidas posibilidades de estudio y apreciación del planeta (Ariza,
2013).
Para inicios de 2013, el programa pone a disposición del público la octava
versión de su proyecto, denominada “Landsat Data Continuity Mission” (LDCM).
Este es el octavo satélite de observación en la línea de Landsat, el cual
continuará con el legado ya establecido de anteriores productos. Este innovador
satélite amplía, mejora y avanza en el registro de imágenes multiespectrales,
manteniendo así la misma calidad de visualización de sus siete predecesores
(Ariza, 2013).
Landsat 8, posee particularidades las cuales permiten que sea la idónea
herramienta para un sinfín de actividades. Este incorpora dos instrumentos de
barrido: Operational Land Imager (OLI), y un sensor térmico infrarrojo llamado
17
Thermal Infrared Sensor (TIRS) (USGS, Programa Nacional de Imágenes
Terrestres, 2013).
Por otro lado, ACOLITE es un procesador desarrollado por RBINS (Royal
Belgian Institute of Natural Sciences) entre 2014 y 2017 especializado en evaluar
imágenes Landsat (5/7/8) y Sentinel-2. Permite un procesamiento eficaz y sencillo
para estudios correspondientes a aguas costeras y continentales. Las
características de ACOLITE incluyen: corrección atmosférica por defecto,
extracción de regiones rectangulares de interés (definidas por coordenadas
limitantes), el cálculo de varios parámetros derivados de la reflectancia y la
generación de imágenes RGB antes y durante la corrección atmosférica (Real
Instituto Belga de Ciencias Naturales, 2014).
El presente estudio aplicará la metodología establecida por el modelo
ACOLITE para la estimación de distribución de sedimentos en función del
catálogo de imágenes LANDSAT 8/OLI disponible ,como complemento a la toma
de datos in-situ, para el Canal del Morro, con la finalidad de detallar la cartografía
sedimentaria del área.
Antecedentes del problema
En Ecuador se han realizado varios estudios que nos permiten visualizar la
problemática existente en cuanto a los sólidos en suspensión en la cuenca del Río
Guayas, citando a la CEDEGE (Comisión de Estudios para el Desarrollo de la
Cuenca del Río Guayas) (Hinojosa & Tapia, 2014).
En la Cuenca del río Guayas se registra una tasa promedio anual de erosión
laminar de 0.5 mm, equivalente aproximadamente a 15 millones de metros
cúbicos de sedimentos. Este proceso de erosión se atribuye principalmente a la
https://www.naturalsciences.be/en/science/do/98https://www.naturalsciences.be/en/science/do/98
18
tala de los bosques, a los cambios del uso del suelo, derrumbes y otras
actividades que se producen en toda la cuenca (p, 55).
En 2015, se hablaba ya de la sedimentación el Río Guayas como un
“problema”, Diario El comercio, entre sus páginas citaba lo siguiente: “A inicios de
diciembre, un informe preliminar reveló el aumento considerable de la
sedimentación del río Guayas. Esto representa un riesgo de inundaciones en
Guayaquil y zonas bajas de la provincia, por el desbordamiento del afluente. Por
ello se considera urgente el trabajo de dragado (Mestanza, 2015).
Varios diarios locales hacen eco de las decisiones tomadas por las autoridades
pertinentes, Diario El Comercio en su artículo del 12 de junio del 2011 titulado
“Dragado a Guayaquil, impostergable” aborda un tema trascendente sobre la
necesidad apremiante de dragar todo el canal de acceso al Puerto de Guayaquil.
La publicación recoge los criterios de distinguidos profesionales expertos en las
diversas áreas del comercio exterior ecuatoriano (Mendoza, 2011).
Asimismo, la envergadura de la obra de dragar el canal de acceso al puerto de
Guayaquil, hasta 11 metros, determina la necesidad de ejecutar estudios que
determinen de manera científica, seria y definitiva el comportamiento del estuario
del río Guayas en toda su extensión y consecuentemente, las causas de todos los
fenómenos que se están produciendo como la disminución de la profundidad del
canal y la conformación de islas en lugares inapropiados (Padilla, 2011).
Haciendo un breve recuento del más grave problema estratégico que deben
enfrentar todos los puertos a nivel mundial, y no solo enfrentar; resolver, de
manera permanente, se recuerda como las autoridades de cada lugar en cuestión
deben implementar arduas estrategias y recursos al dragado de sus canales de
19
acceso para que de esta manera sus actividades comerciales no se vean
limitadas (Padilla, 2011).
Como seguimiento de esa actividad, para junio de 2018 el dragado del “Los
Goles” constituía un hecho. Diario El Comercio publicó: “Los Goles son una
plataforma rocosa con extensión de 10 kilómetros y profundidad de tres metros,
ubicados frente a la punta del Morro. Esta formación natural es conocida así por
estar entre la boya 8 y 12. Los buques pasan por el medio y por eso es como un
“gol”, contó Milton Lalama, vicealmirante y director ejecutivo de la CAMAE
(Cámara Marítima del Ecuador) (Yánez, 2019).
El Canal de los Goles (Guayaquil), el cual es una barrera rocosa formado por
las acumulaciones milenarias de sedimentos en las profundidades del mar que se
levanta frente a Data de Posorja en Guayaquil (área de influencia de zona de
estudio); es el principal foco de investigaciones actuales, las acumulaciones de
sedimentos en esta zona es el preocupante impedimento para el ingreso de
buques al puerto Libertador Simón Bolívar y a las 13 terminales adyacentes
privadas de carga, afectando directamente a las relaciones comerciales que se
desarrollan en este lugar (Kumar & Vino, 2016).
Soluciones puntuales dadas por las autoridades sectoriales, para el
mejoramiento del tránsito de buques de esta zona se reducen al dragado de la
zona, con plazos de hasta 5 años para su total ejecucion (Suárez, 2014).
Para la ejecución de proyectos macro como el dragado del Canal de Los Goles,
se deben ponderar cifras enormes de profesionales en acción y más aún
cantidades monetarias exorbitantes para la realización del mismo, sin escatimar
esfuerzos en la creación de planos, mapeo y estudios in-situ que arrojen los
20
resultados esperados para llegar a fines óptimos en el término del proyecto
(López, 2019).
Entre 2010 y 2019, la problemática de sólidos en suspensión en el Golfo de
Guayaquil, fijó la atención completa de la prensa escrita, la cual arrojo estudios,
cifras significativas de beneficios del desarrollo de esta actividad e incluso costos
y estadísticas oficiales del proyecto y por último la culminación de las labores de
dragado del canal de los Goles a las que el ex Alcalde de la ciudad de Guayaquil
,Jaime Nebot, llamó como :“refundación del sistema portuario del país” la tarde del
sábado 23 de marzo (Mantilla, 2019).
Bajo la evidencia encontrada, se consideró la búsqueda de herramientas de
ayuda al monitoreo de cuerpos de agua con incidencia de mediana y alta
exposición a contaminación por actividades antropogénicas. El Canal del Morro
representa una zona activa de transporte marítimo, la cual, alimenta la economía
del puerto, por ello la importancia del empleo de la teledetección ambiental para
evitar problemas de sedimentación que impidan el curso de las actividades
comerciales y turísticas de la zona
Planteamiento y formulación del problema
Planteamiento del problema
El problema basado en concentración de sedimentos en cuerpos de agua en el
país no es reciente; bajo varias investigaciones, las autoridades competentes
intentan erradicar parte del problema, siendo necesarias varias herramientas y
profesionales capacitados para esta clase de estudios.
Es necesaria la evaluación mediante métodos innovadores y poco tradicionales
para poseer una perspectiva nueva de este problema en cuestión. El presente
proyecto de titulación plantea el uso de técnicas de teledetección y sistemas de
21
información geográfica (GIS), para la evaluación de la dinámica de sedimentos
presente en la zona de estudio seleccionada, mediante el análisis de imágenes
satelitales en un período de tiempo comprendido entre 2014 a 2019, por medio
del modelo T NECHAD de B.Nechad, Ruddick y Park (2010) de la aplicación
ACOLITE realizando de esta manera una comparación objetiva de la problemática
a través del tiempo estimado para el desarrollo de este trabajo de titulación.
Formulación del problema
Para la presente investigación se formula la siguiente pregunta:
¿Cómo se puede determinar la incidencia de material sedimentario en el Canal
del Morro mediante la herramienta ACOLITE y el algoritmo T NECHAD?
Justificación de la investigación
Reportes de prensa nos muestran cómo la problemática de los sedimentos en
suspensión en el Golfo de Guayaquil se torna persistente; descartando todas
aquellas soluciones puestas a prueba.
Teniendo en cuenta la situación, esta causaría inconvenientes en el comercio
exterior ecuatoriano y a la navegación en el canal debido a la creación de islotes
de lodos. Es importante mencionar que el Canal de El Morro es el ingreso tanto al
Puerto de Guayaquil como a terminales privados; asimismo el recientemente
creado Puerto de Aguas Profundas, frente a Posorja podía verse afectado por el
incremento de la sedimentación en el canal de acceso.
Siendo un tema de actualidad y de interés se debe considerar como necesario
determinar la incidencia de material en suspensión en canales principales y
secundarios de la Cuenca del Rio Guayas e implantar técnicas de teledetección
para emitir criterios técnicos y buscar tentativas y reales soluciones a esta
problemática.
22
El interés de este trabajo de titulación se centró en comprender la dinámica de
sedimentos en la zona de estudio, ya que se pretende demostrar que se puede
proveer de información necesaria de los sedimentos presentes en aguas someras
sin la implementación de técnicas in-situ las cuales pueden resultar costosas e
incluso equivocas si no se posee conocimiento adecuado y experiencia en el
manejo de equipos especializados para la toma de nuestras y análisis de
laboratorio.
Este estudio buscó despejar interrogantes como: ¿Cuál es la efectividad de la
herramienta ACOLITE para generación de cartografía de dinámica de sedimentos
en el Canal de El Morro?
Esta investigación pretenderá resolver las interrogantes plasmadas
anteriormente y además demostrar la importancia del uso de sensores remotos
para realizar estudios con total efectividad, usando de esta manera recursos
tecnológicos de punta; que, en mucho de los casos, están disponible de manera
gratuita en internet.
Delimitación de la investigación.
Espacio: Canal del Morro (coordenadas: 2°43'45.4"S; 80°13'37.8"W)
Provincia del Guayas-Ecuador (figura 21).
Tiempo: El presente estudio representó una investigación de ocho meses
desde la selección del tema, su posterior desarrollo, hasta la presentación del
trabajo culminado, en el cual se recopilaron imágenes para su procesamiento en
un período comprendido entre 2014 y 2019.
23
Objetivo general
Evaluar la efectividad del procesamiento de imágenes multiespectrales
mediante el modelo ACOLITE para la estimación de la dinámica de los
sedimentos en suspensión en el Canal del Morro del Golfo de Guayaquil.
Objetivos específicos
Analizar la respuesta espectral de sedimentos en zonas someras mediante
análisis del sensor OLI del satélite Landsat 8 en el Canal del Morro del Golfo de
Guayaquil.
Caracterizar cartografía temática de turbidez por medio de la herramienta
ACOLITE y el algoritmo T NECHAD.
Determinar zonas de potencial acumulación y tendencia a formación de
islotes mediante un ejercicio de promedio de valores (calculadora raster) en
ArcMap.
Hipótesis
Los sólidos en suspensión de la zona del Morro se encuentran incrementando
de manera gradual año a año.
24
2. Marco teórico
Estado del arte
En torno a la problemática sedimentaria, China, tan solo un año después, del
lanzamiento oficial de Landsat 8 con su sensor OLI, evidencio un primer estudio,
en el cual, se utilizó con éxito, el mapeo de turbidez en aguas superficiales. Este
documento evalúa el potencial de Landsat y sus imágenes multiespectrales
probando la precisión y robustez del modelo en la cuenca del río Yangtze y en la
cuenca del río Huaihe con resultados de hasta el 95% de precisión versus datos
de turbidez tomados in-situ (Zhiqiang, y otros, 2014).
A finales de 2016 en el río Po, el más grande de Italia, con una longitud de 673
km. y cuenca de 71,000 km2., fueron usadas imágenes Landsat 8 (L8) de, al
menos, treinta metros de resolución para evidenciar variaciones espaciales y
temporales de materia suspendida y su distribución en el área de estudio, en el
período de abril de 2013 a octubre de 2015, el objetivo central de la investigación
fue determinar cómo una serie de eventos hidrológicos y meteorológicos modulan
la distribución de la turbidez dentro y fuera de la costa. Peculiares patrones y
estructuras, múltiples plumas y barreras de arena, fueron identificados gracias a
los antecedentes de la resolución radiométrica y espacial que proporciona el
sensor Landsat 8. En conjunto con una anterior toma de datos in-situ (Braga, y
otros, 2016).
Publicado en 2019, el proyecto “Evaluación de algoritmos de corrección
atmosférica sobre aguas interiores españolas”, el cual inició en diciembre de
2016, llevado a cabo en la región de Valencia, contó con el monitoreo de ocho
embalses y una laguna costera: Benagéber, Bellús, Beniarrés, Contreras,
Ma.Cristina, Regajo, Sitjar, Tous y la Laguna de la Albufera de Valencia.
25
Destacando el análisis de reflectancia obtenido por seis procesadores de
corrección atmosférica, entre ellos destacando ACOLITE, el análisis que se llevó
a cabo permitió distinguir posibles fortalezas y debilidades de estos procesadores
en lo visibles y cercano del espectro infrarrojo y demostrando como el sólido
algoritmo de detección de turbidez de ACOLITE, es altamente recomendable en
aguas costeras (Sandoval, y otros, 2019).
Por su parte, al hablar de turbidez, se destaca un estudio en el cual se
caracterizan cinco sitios diferentes, el sur del Mar del Norte (SNS) y la costa de
Guyana Francesa (FG) aguas, y los estuarios Scheldt (SC), Gironde (GIR) y Río
de la Plata (RdP) en Argentina. El objetivo principal de esta investigación es
determinar si es posible el uso de un algoritmo único (T NECHAD) para mapear
la turbidez y las partículas en suspensión de aguas costeras y estuarinas
independientemente de la región geográfica, tipo de partículas, tamaño,
composición, concentración, etc. el cual lleva por nombre “algoritmo de
recuperación de turbidez de banda”. El estudio demuestra como al usarlo en
cinco zonas costeras diferentes, obtuvieron favorables resultados, la turbidez
estimada estuvo dentro del 12% y 22%, con respecto a los valores obtenidos en el
estudio in-situ. Notaron, de la misma manera, un error relativo medio del 13,7%,
destacando un algoritmo “fuerte” para todas las regiones, a pesar de las
diferencias notables en las características de los sedimentos y los resultados en
las simulaciones del mapeo de turbidez hasta 1000 Unidades nefelométrica de
formacina (FNU) (Nechad, Ruddick, & Park, 2010).
Estudios realizados en Colombia, demuestran la medición de concentración de
sedimentos en suspensión mediante dispositivos ópticos y acústicos en sistemas
tropicales Restrepo (2012), empieza a tomar en cuenta la importancia de la
26
utilización de sistemas de información geográficos para así emitir juicios críticos y
técnicos acerca de esta problemática.
La Universidad Central de Venezuela, a mediados del año 2016, desarrolló un
artículo científico, en el cual, se destacó el uso del satélite Landsat 8 para
monitorear el transporte de sedimentos del Río Orinoco, considerado el tercer río
más caudaloso del mundo, confiando en el análisis remoto, y tomando una única
imagen Landsat, determinaron como los valores de reflectancia del agua se ven
claramente alterados en presencia de materia en suspensión (Artigas & López,
2016).
En la actualidad pocos son los estudios que se han llevado a cabo en la
plataforma continental ecuatoriana acerca de distribución de sedimento sobre
todo en la zona de Estero Salado y el Morro. La mayoría de estos se centran en la
toma de muestras y análisis de laboratorio de la calidad de sedimentos y
características químicas de los mismos, entre estos trabajos tenemos: Estudio de
las Características sedimentologías del área comprendida entre Ancón y el Canal
del Morro (Soledispa, 1987). Además de, algunas características químicas de los
sedimentos del Golfo de Guayaquil (Touriz, 1980).
En ninguno de los casos mencionados se han utilizado técnicas de
teledetección como métodos directos, esto se debe a los constantes avances
tecnológicos de plataformas adquiridos con la evolución de la teledetección
ambiental en años más recientes.
Bases teóricas
2.2.1 Sedimentos
Se da el nombre genérico de sedimentos a las partículas procedentes de las
rocas o suelos y que son arrastradas por las aguas que escurren. Todos estos
27
materiales, después de cierto acarreo posteriormente son depositados a lo largo
de los propios cauces, en lagos, en presas de almacenamiento, en la planicie y
hasta el mar (Maza & García, 1998).
Según su comportamiento, al ser transportado por el flujo, el sedimento se
puede diferenciar en dos grandes grupos: el del fondo y el de lavado.
2.2.2 Tipos de cargas fluviales
Al estudiar un determinado tramo de río, en primer lugar encontraremos el
material que forma el fondo o álveo del cauce y el segundo el que no se
encuentra dentro de ese material. Este último está formado por partículas muy
finas como limos y arcillas que el agua transporta en suspensión (Universidad
Nacional Autónoma de Mexico (UNAM), 1996).
La diferencia en el comportamiento del material, dependerá, de las
características hidráulicas de la corriente y de las características físicas del
material. Existen principalmente cuatro diferentes formas de transportar partículas
en el agua: en solución, en suspensión, en saltación y tracción.
2.2.3 Transporte de sedimentos
La naturaleza del problema de arrastre de sedimentos tiene tres fases: erosión,
transporte y depósito.
Cuando los cuerpos de agua efectúan sus descargas, introducen gran cantidad
de nutrientes, sedimentos y contaminantes. El agua descargada interactúa entre
si y se generan altos gradientes de densidad, aparecen entonces diferentes
masas de agua que se mezclan y originan un patrón de circulación particular
(Correa & Vernette, 2004).
Estas masas de agua se mantienen cerca de la superficie por acción de las
fuerzas de flotación y, aunque se encuentran cargadas con una gran cantidad de
28
sedimentos disueltos, en la mayoría de los estuarios, éstas no alcanzan a generar
cambios en la densidad suficientes para hacerlas más densas que el agua del
mar y fluyen entonces en las capas superficiales, quedando sometidas a la acción
del viento (Álvarez & Bernal, 2007).
2.2.4 Sedimentos del Golfo de Guayaquil
Los sedimentos del Golfo de Guayaquil se originan mayoritariamente por efecto
de los aportes del Río Guayas, y en menor grado, por el acarreo de las descargas
de los pequeños ríos de las pequeñas cuencas que drenan hacia el estero en la
época húmeda (Sotomayor, 2015).
Informes abalados por INOCAR (2016) indican que “La mayor parte del
sedimento del fondo es limo-arcilloso, el cual es transportado en suspensión e
ingresa al Estero Salado a través del Canal de Cascajal, Estero Grande, y en
pequeña proporción, a través de otros ramales estrechos que lo comunican con el
Rio Guayas” (INOCAR, 2016).
De manera muy localizada también se producen aportes de sedimentos del río
hacia el estero, a través del Estero Cobina, cuando se efectúa la apertura de las
esclusas ubicadas al sur de la ciudad de Guayaquil (Autoridad Portuaria de
Guayaquil, 2015).
La erosión de las orillas debido al oleaje que generan las embarcaciones que
circulan por el Estero Salado, especialmente de los buques de gran calado, es
otra fuente de sedimentos En términos generales, por tratarse de un ambiente
estuarino, la tendencia natural del Estero Salado, es la sedimentación de la
cuenca (ESPOL, 2009).
29
2.2.5 Turbidez
Siguiendo el enfoque de ISO (1999) “turbidez se define como una expresión de
las propiedades ópticas de un líquido que hace que los rayos de luz se dispersen
y sean absorbidos en lugar de ser transmitidos en línea recta a través de una
muestra”
La turbidez se mide en Unidades Nefelométricas de turbidez, o Nephelometric
Turbidity Unit (NTU). El instrumento usado para su medida es el nefelómetro o
turbidímetro que mide la intensidad de la luz dispersada a 90 grados cuando un
rayo de luz pasa a través de una muestra de agua (Técnicas del futuro S.A.,
2016). Los límites de turbidez establecidos según la OMS (Organización Mundial
para la Salud), para consumo humano no deben superar en ningún caso las 5
NTU, y estará idealmente por debajo de 1 NTU. La turbidez, leída en FTU (Unidad
de Turbidez de la Formacina) está directamente relacionada con la presencia de
materia en suspensión en el agua (Asociación Española de Normalización y
Certificación, 2016).
La unidad de medida adoptada por la Estándar ISO es la FNU (Unidad
Nefelométrica de Formalina), mientras que la adoptada por la Estándar EPA es la
NTU (Unidad Nefelométrica de Turbidez) (ISO, 1999).
2.2.6 La teledetección y el estudio de sedimentos en suspensión
La Teledetección ha proporcionado evidentes ventajas en el conocimiento,
comprensión y conservación de los recursos naturales, al permitir observar y
medir las propiedades de un ámbito difícilmente abarcable por otros medios.
Así, el estudio de las diferentes respuestas de la superficie marina en el
espectro electromagnético ha sido, sin duda alguna, un gran avance para conocer
este medio, que se ha visto aumentado considerablemente al hacer uso de
30
amplias escalas espacio-temporales de observación (Bartolomé & Calvento,
2003).
Dadas sus características naturales, el agua presenta una mayor reflectividad
en las bandas cortas (visibles), y menor en las largas (infrarrojos), por lo que el
uso de las primeras es básico cuando se pretende abordar el estudio de
elementos en suspensión (Chuvieco, 2002).
Los sedimentos presentan diferentes reflectividades, conforme al diámetro de
las partículas, la profundidad y la rugosidad de la superficie.
En esta línea, el uso de sensores remotos ha permitido estimar con precisión
diversos parámetros relacionados con las aguas, principalmente en amplias
regiones oceánicas, siendo la temperatura y la clorofila a los elementos en los que
más esfuerzos han concentrado los científicos (Bartolomé & Calvento, 2003).
En este sentido, las aguas que rodean a las islas resultan un laboratorio de
excelente calidad, cuestión que ha quedado ampliamente expuesta en la
bibliografía científica (Bartolomé & Calvento, 2003).
En los trabajos de Teledetección que pretenden estimar modelos de turbidez
en ámbitos costeros, se ha de considerar la profundidad del agua, dado que ésta
influye en la respuesta espectral, al aumentar la señal que recibe el sensor. Por
ello es necesario realizar algunos análisis específicos, que permiten separar los
elementos que conforman el fondo, de los que se encuentran en suspensión en la
columna de agua (Navas, 2015).
2.2.7 Imágenes satelitales
Una imagen satelital como lo establece Chuvieco (2002) “Es una reproducción
aparente de un objeto, captado por un sensor en un momento determinado,
gracias a la interacción de la radiación electromagnética. Actualmente existen
31
varios sensores remotos que captan amplios rangos del espectro
electromagnético, derivando gran cantidad de información ambiental” (Chuvieco,
2002).
2.2.8 Resolución de un sistema sensor
Los distintos objetos o grupos de objetos, rasgos y características que
conforman y determinan la cobertura y el uso de la tierra se manifiestan en las
imágenes mediante los elementos que son la base y fundamento de la
interpretación. Estos elementos son entre otros el tono, la textura, patrón, forma y
tamaño, sitio y posición geográfica (Aymerich, 2008).
Pero la forma que estos elementos puedan ser indicativos y constituir clave de
identificación de los objetos cuya imagen se estudia, depende del tipo de registro
espectral, escala y fecha de toma de la escena. Todo esto equivale a que el
registro de la escena dependa de la resolución de la imagen y sirva de base para
una buena interpretación (Pérez, 2005).
La resolución, como lo plantean Pérez (2005) y Chuvieco (2005), es la
“Habilidad de un sistema de percepción remota para producir una imagen nítida y
bien definida. Es una medida de la capacidad que tienen los sensores para
distinguir entre dos señales situadas espacialmente cerca y que son
espectralmente similares”.
Un sistema sensor puede tener varios tipos de resolución, como son:
Resolución Espacial. Es la mínima distancia entre dos objetos que puede
registrar en el terreno un sensor y posteriormente ser identificado en la imagen. El
tamaño del área de terreno que se registra en un pixel corresponde al valor de la
resolución espacial de la imagen a la cual pertenece el píxel (Chuvieco,
Teledetección Ambiental: La Observación de la Tierra Desde el Espacio, 2002).
32
Resolución Espectral. Indica el ancho de banda de un sensor o el número de
bandas, expresado en longitud de banda (Chuvieco, 2002).
Resolución Radiométrica. Capacidad de un sensor para medir diferencias en
radiancias (Chuvieco, Teledetección Ambiental: La Observación de la Tierra
Desde el Espacio, 2002).
Resolución Temporal. Es el intervalo de tiempo o lapso (días) que un sensor
(satélite) observa una misma área del terreno en determinado período (Chuvieco,
2002).
2.2.9 Landsat 8
Landsat 8 (acrónimo de 'Land Satellite') es un satélite de observación terrestre
de la serie de satélites Landsat. También llamado LDCM, 'Landsat Data Continuity
Mission' (Misión de Continuidad de Datos de Landsat), es el octavo satélite de su
serie como su nombre indica (Ariza, 2013).
Tabla 1. Características generales de Landsat 8 Característica Descripción
Participantes
NASA
DOI USGS
Bus Espacial: Orbital Science Corp.
Sensor Operational Land Imager (OLI): Ball Aerospace & Technologies Corp.
Sensores Thermal Infrared: Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA
Fecha de lanzamiento
11 de febrero de 2013
Vehículo
Cohete Atlas-V
Lugar
Base de la Fuerza Aérea Vandenberg, California
Nave
Registrador de datos de estado sólido de 3.14 terabit
Energía suministrada por un único panel solar de 9 x 0,4 metros y una batería de 125 Amperios-Hora (AHr) de Níquel-Hidrógeno (NiH2).
Peso: 2,071 kg (4,566 lb) completamente cargado de combustible (sin instrumentos)
Longitud: 3 m (9.8 ft)
Diámetro: 2.4 m (7.9 ft)
Comunicaciones
Conexión Directa con grabadoras de estado sólido (SSR)
Velocidad de transmisión de datos: 384
33
Mbps en la frecuencia de la banda X; 260,92 Mbps en la frecuencia de la banda S
Órbita
Sistema de Referencia Mundial-2 (WRS-2), sistema Path/Row
Órbita sincrónica con el Sol a una altitud de 705 km (438 mi)
Ciclo de 233 órbitas; cubre todo el globo cada 16 días (excepto las latitudes polares más altas)
Inclinación de 98,2° (ligeramente retrógrado)
Realiza un giro completo a la Tierra cada 98.9 minutos
Hora de travesía ecuatorial: 10:00 a.m. +/- 15 minutos
Sensores
OLI
TIRS
Tamaño de la escenografía
170 km x 185 km (106 mi x 115 mi)
Vida útil
Al menos 5 años
Servicio Geológico de los Estados Unidos (U.S. Geological Survey) (2013).
A lo largo de los años, los instrumentos de los satélites Landsat han adquirido
millones de imágenes, estas han sido conservadas en EE. UU., y en estaciones
Landsat repartidas por todo el mundo. Son un recurso único para la investigación
del cambio del mundo además de tener grandes aplicaciones en la agricultura, la
cartografía, la geología, la silvicultura, la ordenación del territorio, la vigilancia y la
educación (Hernández & Gilbes, 2014).
2.2.10 Composición de bandas de Landsat 8
Como hemos comentado anteriormente, Landsat 8 dispone de 11 bandas
multiespectrales. Incluye dos bandas relativamente nuevas, Coastal/Aerosol y
Cirrus, que no estaban incluidas en ninguno de los anteriores Landsat. La banda
térmica ha sido dividida en 2 bandas. Además todas las bandas han visto
reducido su rango comparado con otros productos de la gama de Landsat.
34
La información correspondiente a las bandas de Landsat 8 con sus respectivos
niveles digitales y resolución espacial nos permite entender completamente el
alcance de este instrumento.
2.2.11 Tratamiento digital de imágenes
El tratamiento digital e Imágenes es una parte fundamental de la teledetección,
cuyo desarrollo ha impulsado las aplicaciones de los datos digitales procedentes
de sensores.
La imagen en forma digital (matriz numérica bidimensional) obtenida
directamente (radiómetros) o por transformación de la imagen analógica (cámaras
métricas) en digital mediante escáner, será la fuente indispensable de entrada de
datos en el sistema de tratamiento (Arozarena, 2001).
El tratamiento digital de Imágenes utiliza la información digital (imágenes)
procedentes de sensores para la extracción de información específica a los fines
requeridos, topográficos y temáticos. Una de sus grandes ventajas es la rapidez
de procesamiento de la ingente información digital disponible hoy día para cada
proyecto (Aymerich, 2008).
El propósito del procesamiento digital de imágenes, es el de resaltar elementos
que son difíciles de percibir o no se pueden distinguir directamente en una imagen
(Castaño, Ruíz, & Vela, 2008).
En el procesamiento digital de imágenes, normalmente se utilizan varias
bandas espectrales de un mismo satélite, también se puede trabajar en modo
multi-sensor o multitemporal de modo que el número de bandas puede ser mucho
mayor, es decir se pueden integrar datos obtenidos por varios satélites, de una
misma zona (Bustamante, 2003).
35
Cuando se trabaja en modo multi-banda se pueden perseguir diferentes
objetivos como extraer información que sólo puede verse combinando 2 o más
bandas espectrales, o reducir la cantidad de datos eliminando la información
redundante (Arozarena, 2001).
El procesamiento de imágenes digitales requiere software especializado,
existen abundantes programas comerciales y de software libre, tanto de propósito
general (GIMP, Image) en procesamiento de imágenes como específicos para
imágenes de teledetección (Arozarena, 2001).
2.2.12 Clasificación digital
La clasificación digital comprende el proceso de conversión de una imagen
continua a otra categorizada temáticamente, a partir de agrupación de los niveles
digitales espectralmente similares (Instituto Geográfico Agustín Codazzi, 2012).
Al respecto Chuvieco (2002), por su parte, nos indica que “como fruto de la
clasificación digital, se obtiene una cartografía e inventario de las categorías
objeto de estudio” haciendo énfasis en “"...la imagen multi-banda se convierte en
otra imagen del mismo tamaño y características de las originales, con la
importante diferencia de que el ND que define cada pixel no tiene relación con la
radiancia detectada por el sensor, sino que se trata de una etiqueta que identifica
la categoría asignada a ese pixel" (Chuvieco, 2002).
En este sentido, indica que una imagen digital cuyo ND corresponde a una
categoría o clase determinada, los resultados de este proceso generan una nueva
imagen que presenta una escala cualitativa, diferente de la imagen original en la
cual los ND representan los niveles de radiancia como una única variable.
36
A partir de una imagen como ésta se puede fácilmente generarse cartografía
temática, así como un inventario estadístico del número de pixeles y por tanto de
la superficie asignados a cada categoría (Chuvieco, 2010).
2.2.13 Aplicaciones del tratamiento digital
Los datos satelitales ofrecen considerables ventajas para el conocimiento de la
variación espacial y seguimiento temporal de múltiples fenómenos de interés
agronómico, hidrológico y muchos otros estudios geográficos y ambientales.
(Arozarena, 2001).
2.2.14 Acolite 2019
ACOLITE (siglas derivadas de su nombre en inglés ATMOSPHERIC
CORRECTION FOR OLI LITE) es un procesador simple y rápido para
aplicaciones de aguas costeras implementado originalmente en lenguaje de
programación IDL (Interactive Data Language) en 2014 y convertido a un lenguaje
de programación más sencillo y flexible como lo es Python en 2018. ACOLITE se
encarga de agrupar algoritmos de corrección atmosférica y el software de
procesamiento desarrollado en RBINS (Real Instituto Belga de Ciencias
Naturales) para aplicaciones de datos satelitales Landsat (5/7/8) y Sentinel-2 (A /
B) (Real Instituto Belga de Ciencias Naturales, 2019).
Asimismo, la herramienta ACOLITE, realiza la corrección atmosférica y puede
generar varios parámetros derivados de las reflectancia del agua, con
herramientas implementadas en su propio lenguaje de programación. La interfaz
de Acolite ofrece una configuración limitada (archivo entrada / salida,
configuración de ROI, parámetros de salida y carga / guardado de archivos de
configuración) y está dirigido, y de manera gratuita en la web, a todo público (Real
Instituto Belga de Ciencias Naturales, 2019).
37
Algunas de sus características más relevantes incluyen: la extracción de
regiones rectangulares de interés, el cálculo de parámetros derivados de la
reflectancia y la generación de imágenes RGB antes y después de la corrección
atmosférica. Los productos de Acolite se generan como paquetes de datos
geolocalizados en un archivo NetCDF y es posible exportarlos como imágenes
PNG y GeoTiFF (Real Instituto Belga de Ciencias Naturales, 2019).
La tabla 2 muestra de los módulos que ACOLITE procesa, determinando su
uso y el sensor a usar en cada caso.
Tabla 2. Algoritmos destacados de la herramienta ACOLITE Algoritmos Usos Sensores
rhot Determinar la reflectancia a considerar mediante la una determinada longitud de onda
L5 / TM, L7 / ETM, L8 / OLI, S2A / MSI, S2B / MSI
pm_nechad Determina la concentración de materia suspendida en (gm 3) utilizando el algoritmo de Nechad et al. (2010)
L8/OLI, S2A/MSI, S2B/MSI
/t_nechad Determina la concentración de turbidez en aguas someras en FNU (Unidad Nefelométrica de Formacina) utilizando el algoritmo de Nechad et al. (2009)
L5 / TM, L7 / ETM, L8 / OLI, S2A / MSI, S2B / MSI
chl_oc2, chl_oc3 Concentración de clorofila a (g = l) usando el algoritmo de relación azul / verde. No recomendado en aguas costeras o con alta incidencia de sedimentación.
L8/OLI, S2A/MSI, S2B/MSI
38
ndvi, ndvi_rhot Diferencia normalizada al Índice de vegetación. Por defecto, se usa reflectancia (s) de superficie.
L5/TM, L7/ETM, L8/OLI, S2A/MSI, S2B/MSI
bt10,bt11 Exclusivo para uso de Landsat 8. Determina la temperatura de brillo en el sensor térmico (TIRS)
L8/TIRS
Manual de usuario ACOLITE, (2019).
Marco legal
2.3.1 Constitución de la República del Ecuador 2008 Título II Derechos Art. 14.- Se reconoce el derecho de la población a vivir en un ambiente sano y ecológicamente equilibrado, que garantice la sostenibilidad y el buen vivir, sumak kawsay. Art. 15.- El Estado promoverá, en el sector público y privado, el uso de tecnologías ambientalmente limpias y de energías alternativas no contaminantes y de bajo impacto. La soberanía energética no se alcanzará en detrimento de la soberanía alimentaria, ni afectará el derecho al agua. Se prohíbe el desarrollo, producción, tenencia, comercialización, importación, transporte, almacenamiento y uso de armas químicas, biológicas y nucleares, de contaminantes orgánicos persistentes altamente tóxicos, agroquímicos internacionalmente prohibidos, y las tecnologías y agentes biológicos experimentales nocivos y organismos genéticamente modificados perjudiciales para la salud humana o que atenten contra la soberanía alimentaria o los ecosistemas, así como la de residuos nucleares y desechos tóxicos al territorio nacional. Art. 25.- Las personas tienen derecho a gozar de los beneficios y aplicaciones del progreso científico y de los saberes ancestrales.
2.3.2 Código Orgánico del Ambiente Libro quinto de la zona marino costera Título I Disposiciones generales
Art. 262.- De la regulación y responsabilidad del manejo de la zona marino costera.
La Autoridad Ambiental Nacional, en coordinación con los Gobiernos Autónomos Descentralizados en materia de gestión ambiental, regulará las obligaciones especiales aplicables a las actividades públicas o privadas en la zona marino costera, con el fin de lograr la conservación, restauración, protección y aprovechamiento sostenible de los recursos y biodiversidad marina y costera, armonizando las actividades recreativas, comerciales y de producción con los derechos de la naturaleza.
39
Los Gobiernos Autónomos Descentralizados, al elaborar los planes de ordenamiento territorial y los modelos de desarrollo, deberán incorporar en su planificación los lineamientos y criterios ambientales, de conformidad con la planificación nacional del espacio marino costero. La Región Insular o Galápagos se rigen por sus normas especiales. Para la conservación, manejo sostenible y protección de la vida silvestre marina, así como para las áreas protegidas marinas, además de lo dispuesto en el presente libro, se observarán las disposiciones contenidas en el presente Código.
Art. 263.- De las actividades de la zona costera. Las actividades públicas y privadas que por sus efectos ambientales deberán ser reguladas serán:
1. Las actividades recreacionales; 2. El uso turístico en consideración al límite aceptable de carga; 3. La conservación del patrimonio cultural y natural; 4. La conservación de recursos paisajísticos; 5. La investigación respecto a la administración de recursos naturales y
desarrollo sostenible de la zona costera; 6. La protección y conservación de la franja costera; 7. El desarrollo urbano e inmobiliario, incorporando el análisis de riesgos y la
normativa de uso del suelo; 8. Las actividades sociales y económicas, públicas y privadas; y, 9. Otras que se definan para el efecto. La protección de la zona marino
costera implica una interacción material y operativa entre las instituciones sectoriales y las autoridades de los distintos niveles de gobierno con competencias concurrentes, así como con los Gobiernos Autónomos Descentralizados.
2.3.3 Ley de régimen administrativo portuario nacional.
Capítulo I Autoridades portuarias constitución, jurisdicción y objetivos
Art. 1.‐ Los puertos de la República del Ecuador contarán para su administración, operación y mantenimiento como Autoridades Portuarias, organizadas como entidades de derecho público, personería jurídica, patrimonio y fondos propios, y sujetas a las disposiciones de la Ley General de Puertos, de la presente Ley, y a las normas generales o especiales que afecten su vida administrativa.
Art. 2.‐ Las Autoridades Portuarias ejercerán su jurisdicción exclusivamente sobre las zonas portuarias que se hubieren determinado mediante Ley; correspondiendo al Consejo Nacional de la Marina Mercante y Puertos delimitar el área de dicha jurisdicción.
Art. 3.‐ Son fines específicos de las Autoridades Portuarias, dentro de sus respectivas jurisdicciones, planear, construir, mejorar, financiar, administrar y mantener los terminales marítimos y fluviales a su cargo; sujetándose en cada caso, a las limitaciones de la Ley. 2.3.4 Ley general de puertos.
Art. 1.‐ Todas las instalaciones portuarias del Ecuador, marítimas y fluviales, así como las actividades relacionadas con sus operaciones que realicen organismos, entidades y personas naturales o jurídicas se regirán por las disposiciones contenidas en esta Ley.
40
Art. 2.‐ Las funciones de planificación, dirección, coordinación, orientación y control de la política naviera y portuaria nacionales se ejercerán a través de los siguientes Organismos:
a) Consejo Nacional de la Marina Mercante y Puertos. b) Dirección de la Marina Mercante y del Litoral. c) Entidades Portuarias.
3. Metodología
Enfoque de la investigación
3.1.1 Tipo de investigación
El tipo de investigación usado en este proyecto es de tipo explicativa; ya que se
conocen algunas de las probables causas de asentamiento de sedimentos en la
zona de estudio, destacó la distribución espacial y espectral de los mismos,
mediante la teledetección ambiental, a su vez se hizo uso de diversas fuentes
digitales de información tales como: libros, revistas, artículos científicos y recortes
de prensa; todos estos medios ayudaron al desarrollo de los antecedentes, bases
teóricas y sustentación de la problemática a tratar, por lo cual podemos
determinar a este proyecto como una investigación documental.
3.1.2 Diseño de la investigación
3.1.2.1 Investigación no experimental de campo
Esta investigación presenta un diseño no experimental o de campo, debido a
que la recopilación de datos (imágenes de la zona de estudio) y el tratamiento de
los resultados, mediante procesadores digitales de información, no precisa la
toma de información in-situ.
Si bien trabajos consultados incluyen un monitoreo in situ, la presente
investigación no contempla esta componente debido las limitantes de recursos y
tiempo.
41
Metodología
Para el desarrollo de la evaluación de las imágenes Landsat se empleó la
herramienta ACOLITE y el algoritmo T NECHAD como principal medio para
obtener los mapas de turbidez y así, poder determinar una tendencia en la
disposición de sedimentos.
La investigación derivó tres etapas a considerar en su desarrollo: I) recolección
de datos, II) procesamiento de imágenes y elaboración de mapas de turbidez
mediante la herramienta ACOLITE por medio del algoritmo T NECHAD y III)
evaluación cualitativa de los datos obtenidos.
3.2.1 Variables
3.2.1.1 Variable dependiente
Turbidez, calculada a partir del algoritmo T NECHAD con imágenes
satelitales, expresadas en FNU (Unidad nefelométrica de formacina).
Distribución espacial del material en suspensión.
3.2.1.2 Variables independientes.
Época de captura de escenas (año y mes del año).
3.2.2 Fase 1: Recolección de datos
Para el análisis del objetivo principal de este proyecto se tomaron
imágenes del repositorio digital de la plataforma On-line de la USGS (Servicio
Geológico de los Estados Unidos) (USGS, 2014).
La imágenes para este proyecto de titulación, necesitaban poseer ciertas
características puntuales las cuales sirvieron de ayuda su posterior
procesamiento; se deberá tomar en cuenta la importancia de capturar imágenes
con la menor cobertura de nubes posibles, de no poseer imágenes “claras” de la
42
zona de estudio el procesamiento podrá resultar mucho más complejo en sus
inicios.
Las fechas de captura de imágenes oscilan entre 2014 y 2019 (6 años), esto se
debió principalmente a que el satélite Landsat 8 posee la peculiaridad que realizar
la toma de datos e imágenes cada 16 días (en la línea ecuatorial) exactamente a
las 10 a.m. (hora local) (USGS, 2013).
3.2.3 Recursos
El presente trabajo de titulación basó la totalidad de sus procesos y resultados
en material digital tales como: páginas web, tesis, revistas, libros, artículos de
prensa, manuales de usuario, portales digitales para descarga de imágenes
satelitales Landsat 8 (USGS), herramientas digitales de procesamiento y
corrección de imágenes satelitales (ACOLITE).
3.2.4 Equipos y software tecnológicos
Laptop
Portal web del Servicio geológicos de los Estados Unidos (USGS)
Software ACOLITE
Pendrive
Cuaderno de notas
3.2.5 Fase 2: Procesamiento de imágenes
3.2.5.1 Elaboración de mapas de turbidez
Esta fase de la investigación explica la elaboración de los mapas de turbidez y
el uso de la herramienta ACOLITE (Real Instituto Belga de Ciencias Naturales,
2019) como componente principal en el procesamiento de las imágenes
provenientes del satélite Landsat 8.
43
En primera instancia, se seleccionaron 10 imágenes del satélite Landsat 8 con
características ópticas ideales para su posterior procesamiento. Dentro de la fase
de elaboración de los mapas de turbidez, la herramienta ACOLITE excluyó 3 de
las imágenes previamente seleccionadas por no cumplir con criterios propios de la
configuración del software.
ACOLITE mostró error en el procesamiento de toda imagen que contenga un
porcentaje de cobertura de nubes superior a 20%. Lo cual nos llevó al
procesamiento final de 7 imágenes cumpliendo todas las especificaciones de la
herramienta.
Contando con la selección ideal de imágenes (7 imágenes) se procedió a
verificar su funcionalidad con la herramienta a usar.
3.2.5.2 Herramienta ACOLITE
ACOLITE siglas para referirse a “corrección atmosférica para OLI”
(Atmospheric correction for Oli “lite”) aplica por defecto el enfoque de adaptación
del espectro oscuro (DSF). El esquema de ACOLITE se basa exclusivamente en
imágenes y no necesita de entradas externas medidas o estimadas.
ACOLITE supone que la atmosfera es homogénea sobre escenas o sub
escenas, esta hipótesis le permite predecir la reflectancia atmosférica de múltiples
objetos oscuros, estos detalles se seleccionan de acuerdo con los valores de
reflectancia en todas las bandas del sensor L8-OLI (Vanhellemont, 2019).
Contando con la característica a mencionar, L8-OLI posee bandas SWIR
(Infrarrojo de onda corta) en los cuales se debe suponer que RHOW (agua) es
insignificante incluso para turbidez extrema, por ello este algoritmo está diseñado
para trabajar sobre aguas turbias, ya que garantizará la discriminación de la
máscara de agua y basará sus resultados en el material en suspensión
44
encontrado en la zona de estudio (Remanan, Doxaran, Keukelaere, & Gossn,
2020).
El presente estudio usó para su desarrollo, la sección L2W en la interfaz de la
herramienta ACOLITE, la cual permite ingresar el parámetro requerido para su
posterior procesamiento (Anexo-Figura 23). De una lista de posibles algoritmos a
seleccionar se eligió T NECHAD para cumplir con el objetivo principal del estudio
y determinar la turbidez de la zona de estudio (Anexo-Figura 24).
3.2.5.3 Algoritmo T NECHAD
Según Nechad, Ruddick & Park (2010) el algoritmo relaciona turbidez (𝑇) a
reflectancia de agua (𝜌𝑤) a través de:
𝑇 =𝐴∗𝜌𝑤
1−𝜌𝑤
𝐶
(FNU)
Donde:
𝜌𝑤 Es la reflectancia de la radiación que emite el agua.
𝐴 Y 𝐶 son dos coeficientes de calibración dependientes de la longitud de onda.
𝑇 Es turbidez medida en FNU (Unidades Nefelométricas de Formacina)
3.2.6 Fase 3: Evaluación de datos resultantes.
Una vez obtenidos los resultados del modelo se comprarán para observar
patrones de acumulación y comportamiento de sedimentos en la zona de estudio.
3.2.7 Flujo de trabajo
En este punto se describieron las actividades y procesos a realizar para lograr
cada uno de los objetivos específicos plasmados en este proyecto y así llegar a
cumplir con el objetivo general.
45
En el flujo de trabajo expuesto a continuación se detallan las actividades
relacionadas con las fases estructurales de la investigación, desarrollo y fin de la
misma (Anexo-Figura 25).
3.2.8 Análisis estadístico
Para el análisis de los datos de este proyecto de investigación se usó la
estadística descriptiva mediante la cual se recopila, organiza, presenta, analiza e
interpreta datos de manera tal que describa fácil y rápidamente las características
esenciales de dichos datos mediante el empleo de métodos gráficos, tabulares o
numéricos (Becerra, 2013).
46
4. Resultados
Respuesta espectral de sedimentos en zonas someras mediante
análisis del sensor OLI del satélite Landsat 8 en el Canal del Morro del
Golfo de Guayaquil.
Se procedió a obtener los gráficos de respuesta espectral de las imágenes
usadas en el estudio. Las gráficas mostró un comparativo de longitud de onda
(nm) versus reflectancia de la superficie, en este caso del agua (𝜌). Se observó
que, para cada imagen, se obtiene una óptima respuesta espectral entre los 550 y
750 nm.
Los perfiles espectrales mostrados a continuación poseen varias características
a destacar, la variable 𝜃𝑠 nos indica el ángulo de incidencia del sol para dicha
imagen, mientras que 𝑡𝑎nos muestra el espesor óptico del aerosol a 550 nm.
Los colores negro, azul y rojo son representativos del espectro otorgado a cada
una de las correcciones de aerosol por las que fueron sometidas todas las
imágenes.
𝜌𝑝𝑎𝑡ℎ Corresponde a la trayectoria atmosférica de las imágenes (espectro
negro)
𝜌𝑑𝑎𝑟𝑘 Corresponde a la corrección atmosférica de espectro oscuro que debe
tener la imagen satelital previo al uso del algoritmo T NECHAD.
𝜌 𝑅𝑎𝑦𝑙𝑒𝑖𝑔ℎCorresponde a la reflectancia corregida Rayleigh en las bandas 4, 3 y
2 (color natural).
Las figuras a continuación nos muestran los resultados del perfil espectral para
cada imagen.
47
Figura 1. Perfil espectral escena 1 Cruz, 2020.
Figura 2 Perfil espectral escena 2 Cruz, 2020.
48
Figura 3 Perfil espectral escena 3 Cruz, 2020.
Figura 4 Perfil espectral escena 4 Cruz, 2020.
49
Figura 5 Perfil espectral escena 5 Cruz, 2020.
Figura 6 Perfil espectral escena 6 Cruz, 2020.
50
Figura 7 Perfil espectral escena 7 Cruz, 2020.
Cartografía temática de turbidez por medio de ACOLITE.
Para cumplir con este objetivo de la investigación y generar la cartografía
requerida se usó la herramienta ACOLITE proveniente del Real Instituto Belga de
Ciencias Naturales (2019).
Cada mapa mostró un resultado basado en el algoritmo elegido para la
evaluación de material particulado en suspensión en aguas turbias o
extremadamente turbias de T NECHAD (Nechad, Ruddick, & Park, 2010)
Se evaluaron 7 imágenes cuyas características se describen en la tabla 5, se
observó una tendencia en la disposición de pixeles en la coloración representativa
para denotar concentración de material sedimentario alta o baja según el
espectro, tomando en cuenta la escala emitida por la herramienta para el cálculo
de turbiedad, en casos de concentración “alta” de sedimentos el modelo emplea
una coloración naranja-rojiza, en aguas con turbiedad “media” encontramos al
color amarillo como dominante y por otro lado, mientras nos alejamos de los
picos de materia en suspensión, la coloración se vuelve azul-celeste para
determinar rangos “bajos” de turbidez.
Este estudio albergó un enfoque de evaluación respecto a: la variabilidad
temporal, espacial y la relación mareal de los resultados.
Las imágenes procesadas por la herramienta ACOLITE son generadas en
formato TIFF y JPG según el uso que necesite darle el usuario.
De forma cualitativa teniendo en cuenta los resultados obtenidos de la
observación de las imágenes se establecieron los siguientes grados de turbidez:
turbidez baja, turbidez media y turbidez alta o extremadamente alta.
Se llamó “escenas” a cada imagen generada en estos resultados.
52
Figura 8. Cartografía de turbidez para la escena 1 (07/02/2014) Cruz, 2020. En la figura 8 (escena 1), cuya fecha de toma es 7/02/2014 presentó en su
composición una coloración generalizada en tonalidades naranja rojizas; las
cuales con respecto a la escala de turbidez se ubican entre los 90-105 FNU para
niveles medio de turbidez y de 120-135 FNU para niveles altos de sedimentación.
Esta escena fue tomada en época húmeda (verano) y por la hora de captura de la
misma estable una condición mareal baja (bajamar).
53
Figura 9. Cartografía de turbidez para la escena 2 (02/08/2014) Cruz, 2020. En la figura 9 (escena 2), con fecha de captura 2/08/2014; por el contrario de la
imagen 1, esta representa la época seca (invierno). Su coloración general alberga
colores naranjas rojizos muy cerca de 75-90 FNU para niveles medios de
sedimentación y de 90-105 FNU para alta turbidez. La escena data de condición
mareal alta (pleamar).
54
Figura 10. Cartografía de turbidez para la escena 3(10/02/2015) Cruz, 2020. La figura 10 (escena 3), con condición mareal pleamar y fecha de captura
10/02/2015, en plena época húmeda, nos representa un escenario un poco
distinto a los anteriores las tonalidades se vuelven más naranjas con leves picos
en rojo de 70 -90 FNU para turbidez baja y 105 como sedimentación alta.
55
Figura 11. Cartografía de turbidez para la escena 4(03/05/2016) Cruz, 2020. En la figura 11 (escena 4), nuevamente se observó la evidente diferencia de la
coloración. Con fecha 03/05/2016, culminando la época húmeda con condiciones
mareales bajas se determinó la concentración de sedimentos baja entres los 50-
70 FNU y en su pico más alto 105 FNU.
56
Figura 12. Cartografía de turbidez para la escena 5 (19/05/2015) Cruz, 2020.
La figura 12 (escena 5), con fecha de captura 19/05/2016 presenta una
distribución de colores en tonalidades naranjas, en su gran mayoría, con rangos
de 75-100 FNU y leves tonalidades rojizas dentro de los 120 FNU como rango
máximo con una condición mareal bajamar la escena guarda una estrecha
relación con la imagen 4. Esta escena fue seleccionada con fines de distinguir
patrones de distribución de sedimentos con tan solo algunos días de diferencia
entre la toma de una imagen y otra.
57
Figura 13. Cartografía de turbidez para la escena 6 (04/04/2017) Cruz, 2020. La figura 13 (escena 6), cuya fecha data de 04/04/2017, época húmeda y
condición mareal pleamar, se observó una gran incidencia de coloración rojiza
con 120-135 FNU para turbidez media y pequeñas secciones con color rojo
intenso cerca de los 150 FNU.
58
Figura 14. Cartografía de turbidez para la escena 7 (05/02/2019) Cruz, 2020. La figura 14 (escena 7), con condición mareal alta, fecha de captura
05/02/2019 en plena época húmeda, presentó en su composición tonos naranja
intensos cerca de los 120 FNU para concentración de material media y áreas con
alta incidencia de turbidez de hasta 150 FNU.
59
Figura 15. Valores máximo, mínimo y promedio de la cartografía de turbidez medida en FNU.
Cruz, 2020.
La figura 15 muestra los valores de FNU máximos y mínimos de cada escena
de la presente investigación, asimismo se incluyó un valor promedio para cada
escenario, con el fin de determinar una tendencia en los niveles de turbidez
presentes en cada imagen.
El gráfico dinámico destaca una tendencia lineal ascendente con referencia a
las fechas de captura de imagen, se pudo observar como en referencia al tiempo
los niveles de FNU son mayores para cada escena, evidenciando la creciente
concentración de material sedimentario en la zona de estudio.
120,0
97,5 97,5
85,0
110,0
142,5135,0
105
90 90
70
100
135
120
135
105 105100
120
150 150
0,0
20,0
40,0
60,0
80,0
100,0
120,0
140,0
160,0
7/2/2014 2/8/2014 10/2/2015 3/5/2016 19/5/2016 4/4/2017 5/2/2019
1 2 3 4 5 6 7
FNU
FECHAS
FNU MIN
FNU MAX
Lineal (FNU PROMEDIO )
60
Zonas de potencial acumulación y tendencia a formación de islotes.
Con los resultados obtenidos por la herramienta ACOLITE y el empleo del
algoritmo T NECHAD, se generaron archivos en formato TIFF para cada una de
las escenas y así efectuar su procesamiento en ArcMap, siendo este un
instrumento de apoyo para la determinación de zonas con potencial acumulación
de sedimentos, cumpliendo así con el último objetivo del proyecto.
Para este punto fue necesaria la aplicación de una calculadora raster, con la
cual, se efectuó un ejercicio de promedio de valores numéricos de cada pixel de
turbidez con los conjuntos de datos presentes en esta investigación.
En este caso se tomaron en cuenta 2 criterios de evaluación para determinar
escenarios sujetos a posterior debate.
El primer criterio de evaluación radicó en agrupar todas las imágenes del
estudio (7) y promediar las zonas con mayor agrupación de pixeles y así obtener
un valor máximo y mínimo de concentración de material sedimentario en
determinadas zonas dentro del rango escogido como área de estudio.
El segundo criterio de evaluación basó sus resultados en una agrupación de
escenas basadas en la incidencia de las mareas en el momento exacto de la
captura de la imagen por el satélite Landsat 8 con el mismo fin del escenario
anterior, observar la tendencia de sedimentos en esas zonas y determinar una
futura formación de islotes.
Se generó un resultado para la agrupación total de imágenes (promedio
general) y cada condición mareal (bajamar y pleamar).
Usando el enfoque de colores representativos de las imágenes generadas con
ACOLITE se procedió a la elaboración de la cartografía.
61
Figura 16. Perfil mareal bajamar (3 Escenas) Cruz, 2020. Como resultado la figura 16, cuya característica destaca la unión de escenas
previamente seleccionadas con perfil mareal bajo (3), entendiendo así que a
menor incidencia mareal mayor opciones de visualización de material particulado
en suspensión y menor dispersión del mismo.
De esa forma esta imagen, concentra su coloración en la El Limbo y
Cauchiche, ambas zonas pobladas de la Isla Puná, con mayor intensidad y zonas
de intensidad media a baja como en El canal del Morro, Estero Sabana Grande y
Puerto Salinas. Para esta escena se determinaron valores de concentración
máximo dentro de los 160,7 FNU y valores mínimos dentro de 3,2 FNU.
62
Figura 17. Perfil mareal pleamar (4 Escenas) Cruz, 2020. La figura 17, al igual que el escenario antes expuesto, concentró escenas con
perfil mareal alto (4), en este caso también es necesario explicar cómo la
incidencia de la marea alta va a determinar una menor visualización de resultados
válidos, ya que estos se encuentran bajo el espectro del agua, la imagen muestra
una visible dispersión en las posibles zonas de acumulación sedimentaria. Sin
embargo áreas como Posorja, El canal del Morro, El Limbo y Cauchiche
concentran mayor coloración rojiza relacionada a un máximo de concentración de
material en relación con zonas con menor concentración de sedimentos como
Estero Sabana Grande y parte de Puerto Salinas. En cuanto a valores
63
estadísticos para esta escena se obtuvo una concentración máxima de material
sedimentario 97,8 FNU y un valor mínimo de 3,3 FNU.
Figura 18. Promedio de turbidez presente en perfil mareal bajamar y pleamar (7 escenas)
Cruz, 2020. Finalmente la figura 18, agrupa todas las escenas de esta investigación (7),
sugiere zonas con mayor influencia de turbidez marcadas en Posorja, El canal
del Morro, y en zonas aledaña al Estero Sábana Grande. La mayor concentración
de coloración rojiza la tenemos en El Limbo y Cauchiche.
Se pudo determinar mediante la estadística arrojada por ArcMap (tabla 6)
valores de concentración máximos de 73,2 FNU y concentración mínima dentro
64
de 3,6 FNU permitiendo así enfocar como posible zona de formación de islotes a
la zona formada por el Canal del Morro, Posorja y Cauchiche como zona de
potencial acumulación de material sedimentario.
65
5. Discusión
Partiendo de los resultados ya planteados, se determinó el cumplimiento de la
hipótesis de esta investigación. ACOLITE sirve como herramienta para determinar
la dinámica de sólidos en suspensión de la zona de estudio.
En el territorio ecuatoriano se encuentra incursionando con fuerza en el
desarrollo de proyecto dirigidos al enfoque de teledetección y análisis de
problemática de carácter ambiental como lo exhibe esta investigación.
Es justo mencionar la cantidad de estudios disponibles en todo el mundo
enfocados en la problemática de sólidos en suspensión. El tema de la
teledetección para estudios ambientales genera curiosidad entre los
investigadores y entidades encargadas del óptimo manejo de los recursos
naturales.
Los resultados de esta investigación se acercan a los planteados Moreira
(2019) en los cuales se destaca el uso de sensores remotos para mediciones de
parámetros físicos como la temperatura superficial del mar, clorofila y turbidez,
resaltando a estos como indicadores de cambio. De carácter multitemporal, el
análisis dado a los resultados de este proyecto llevan a los investigadores a
identificar, mediante imágenes satelitales, fuertes cargas de material en
suspensión a lo largo del cauce del río. Valores entre 25 y 250 NTU (Unidad de
turbidez nefelométrica) son los que ayudan a concluir como, en este caso en
particular, la sedimentación es elevada pero, posee un patrón de autorregularse
