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Esa diferencia de naturaleza es la que hay que tener clara antes de comparar presupuestos, porque de ella salen todas las demás.
El muestreo da valores medidos de muchos parámetros en un punto y una fecha. El satélite da valores estimados de tres o cuatro parámetros ópticos, sobre toda la superficie y con serie desde hace años. No compiten: el laboratorio responde «cuánto hay exactamente aquí» y la imagen responde «dónde, cuándo y hacia dónde va».
Este artículo es para quien diseña o revisa un programa de monitoreo y tiene que decidir cómo repartir el presupuesto entre campañas y análisis de imagen.
| Muestreo y laboratorio | Monitoreo satelital | |
|---|---|---|
| Parámetros | Prácticamente todos | Clorofila, turbidez, transparencia, temperatura |
| Naturaleza del dato | Medido | Estimado con modelo |
| Cobertura | Un punto y una profundidad | Toda la superficie visible |
| Frecuencia | La de la campaña | Cada pasada útil |
| Histórico previo | Solo lo ya muestreado | Desde el inicio del archivo |
| Validez legal | Alta, con cadena de custodia | De apoyo |
| Coste por punto extra | Alto | Prácticamente nulo |
La tabla resume el reparto, pero hay matices que conviene leer con cuidado, porque son los que deciden el diseño de un programa.
Conviene detenerse en la segunda fila, que es la que genera más malentendidos. Una analítica de clorofila es una medida: se filtra, se extrae el pigmento y se cuantifica. Una estimación satelital es el resultado de aplicar un modelo a una reflectancia corregida. Ambas dan un número en µg/L, pero no son lo mismo, y presentarlas juntas sin explicar la diferencia es el origen de casi todas las discusiones posteriores.
Las dos últimas filas explican por qué la respuesta nunca es «uno u otro». La analítica es la referencia cuando hay que defender un valor; la imagen es lo único que puede cubrir todo el vaso y mirar hacia atrás [1].
Poner lado a lado una analítica y una estimación del mismo día y del mismo punto, y concluir que el satélite «falla» porque no coincide, es un error frecuente.
Hay tres razones por las que no tienen por qué coincidir aunque ambas sean correctas. La muestra es puntual y el píxel promedia decenas de metros. La muestra puede ser integrada en profundidad y el satélite ve la superficie. Y la hora de toma casi nunca coincide con la del paso del satélite, en un medio que cambia en horas.
La comparación útil es estadística: muchas parejas, buscando sesgo y dispersión, no una coincidencia puntual.
Medir lo que no tiene color. Nutrientes, metales, oxígeno disuelto, pH, bacterias. Nada de eso se observa desde órbita.
Dar un valor con trazabilidad. Con método normalizado y cadena de custodia, que es lo que exige un expediente.
Muestrear en profundidad. El satélite ve la capa superficial; si el máximo de biomasa está a varios metros, no lo ve.
Identificar especies y toxinas. La imagen detecta biomasa, no qué organismo la produce ni si es peligrosa.
Hay un punto a favor de la imagen que rara vez se plantea: cuán representativo es un punto de muestreo.
Un embalse no es homogéneo. La zona de presa, los brazos y la cola tienen comportamientos distintos, y la diferencia entre ellos puede superar con mucho la incertidumbre del método satelital. Un programa con dos puntos fijos describe bien esos dos puntos, y poco más.
La imagen permite comprobar esa representatividad: viendo el patrón espacial se sabe si el punto histórico está en una zona típica o en una anómala. Es una comprobación barata que puede cambiar el diseño de un programa entero.
Cubrir toda la superficie. Un muestreo describe puntos; un mapa describe el cuerpo de agua entero, incluidos los brazos donde nadie va.
Mirar hacia atrás. Ningún laboratorio puede analizar una muestra que no se tomó. El archivo satelital permite reconstruir series de más de una década [2].
Repetir sin coste marginal. Cada pasada añade una fecha; no hay desplazamiento ni personal por cada nueva observación.
Ver el episodio completo. Una floración o una pluma se desarrollan en días; el muestreo suele llegar tarde o pillarlas a medias.
La combinación eficiente tiene tres piezas.
La imagen como red de cribado. Cubre todo el cuerpo de agua con frecuencia alta y señala dónde y cuándo pasa algo.
El muestreo como medida de referencia. Pocos puntos, bien elegidos, con analítica completa. Sirven además para calibrar los modelos ópticos y mejorar las cifras absolutas.
La serie histórica como contexto. Permite saber si el valor de hoy es anómalo para ese cuerpo de agua o está dentro de lo habitual.
Con ese reparto, el presupuesto de campaña deja de gastarse en repetir los mismos puntos por inercia y pasa a concentrarse donde aporta: episodios, zonas problemáticas y calibración.
Además de dónde, importa cada cuánto.
Una campaña trimestral da cuatro fotos al año de cada punto. Los episodios —floraciones, plumas tras una avenida, vertidos— duran días, y la probabilidad de que una campaña coincida con uno es baja.
La imagen aporta una fecha por cada pasada útil, condicionada por nubes: en zonas despejadas pueden ser decenas de fechas al año, y en zonas con temporada húmeda cerrada bastantes menos [4]. Lo que casi siempre resulta es una densidad temporal muy superior a la de cualquier campaña razonable.
Ese es el argumento más fuerte a favor de combinar: sin imagen, un programa de muestreo puede estar sistemáticamente ciego a los episodios que más importan.
Aquí conviene ser claro, porque es donde más expectativas se rompen.
Un valor con efectos legales —un incumplimiento, una sanción, un parámetro de potabilidad— se sostiene sobre analítica con método normalizado. Una estimación satelital no sustituye eso.
Lo que sí aporta la imagen en un expediente es contexto y patrón: la extensión de una pluma, la fecha en que apareció, la zona afectada y la comparación con el comportamiento histórico del cuerpo de agua. Eso, que no es un valor legal, suele ser decisivo para entender qué pasó.
Los índices de estado trófico, por ejemplo, se construyen sobre parámetros medidos y tienen una tradición y unos umbrales bien establecidos [3]; una serie satelital puede replicar su lógica, pero debe declarar que sus entradas son estimaciones.
El muestreo tiene coste fijo por campaña —desplazamiento, embarcación, personal— y coste variable por punto y por parámetro analizado. Añadir puntos encarece de forma proporcional.
El trabajo satelital tiene coste de procesado e interpretación, y casi no crece con el número de puntos o con la superficie. Su límite no es el presupuesto, es la física: solo mide lo que tiene señal óptica.
En un embalse mediano, un programa razonable combina una o dos campañas al año con seguimiento continuo por imagen. Para parámetros como los sólidos en suspensión existen además algoritmos de aplicación amplia que reducen la necesidad de calibración local [5]. Los detalles de qué parámetros y con qué incertidumbre están en qué puede medirse de calidad de agua por satélite.
Cuatro preguntas ordenan la decisión, y conviene contestarlas antes de dimensionar nada.
¿Qué parámetros exige la decisión? Si incluyen química o microbiología, el muestreo es obligatorio y la imagen es complemento.
¿Qué extensión hay que cubrir? Cuanto mayor es el cuerpo de agua, más desproporcionado resulta describirlo con puntos.
¿Qué frecuencia necesita el fenómeno? Un proceso estacional se sigue con campañas; un episodio de días, no.
¿Hace falta el pasado? Si la pregunta incluye «desde cuándo», solo el archivo satelital puede contestarla.
Con esas cuatro respuestas, el reparto casi se escribe solo, y el resultado suele ser un programa más barato y más informativo que el que había antes. Cómo se validan las cifras de cada parámetro está en los artículos específicos de turbidez y clorofila.
No conviene. Sin ninguna muestra, las cifras absolutas quedan sin anclar y varios parámetros quedan fuera de alcance.
Con ocho a diez bien repartidas por el vaso y tomadas el mismo día que pasa el satélite se ajusta un modelo local razonable.
No. Los parámetros de potabilidad son químicos y microbiológicos, y no tienen firma óptica que el sensor pueda registrar desde órbita.
Sí, y es de sus mejores usos: detecta el episodio, su extensión y su evolución, como explicamos en clorofila-a por satélite.
Solo si se conocen su fecha y su hora y hay escena cercana en el tiempo. Un dato de hace años sirve de contexto, no de calibración.
Se siguen bien desde imagen, con la banda adecuada según el rango, como detallamos en turbidez con Sentinel-2.
La pregunta útil no es cuál de los dos métodos es mejor, sino qué parte del programa puede resolver cada uno. El satélite amplía la cobertura y recupera el pasado; el laboratorio ancla las cifras y cubre lo que no tiene color. Qué reparto tiene sentido en su caso se define antes de cotizar, en el servicio de calidad de agua.
Fuentes
Imagen de portada: Donald Emmerich, laboratorio flotante para análisis de agua (dominio público), recortada y tratada.
Autor
M.Sc. Héctor A. Fdez Hdez
Ingeniero geofísico. Maestro en Ciencias del Mar y Limnología por la UNAM.
Publicado el
Agua
Cómo se estima la clorofila-a desde satélite, qué modelos existen, cómo se eligen sin muestras locales y qué se puede afirmar sobre el estado trófico de un embalse.
Agua
Qué parámetros de calidad del agua se pueden estimar desde satélite, con qué incertidumbre, cada cuánto y en qué se diferencian de un análisis de laboratorio.
Agua
Cómo se estima la turbidez y los sólidos en suspensión con Sentinel-2, qué bandas se usan según el rango, qué error esperar y cómo se valida con muestras.
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