Predicción en tiempo real de la contaminación de playas

Ing. Mg. Gabriela Camps (IMM)

RESUMEN

Se propone un modelo de predicción en tiempo real de la calidad bacteriológica de un recurso hídrico 
afectado por la descarga del saneamiento de una ciudad a través de un emisario subacuático. 
El modelo se autocalibra, aprendiendo de eventos pasados y para cada predicción brinda información 
del intervalo de confianza correspondiente.

Se concibe la simulación del modelo  como un seguimiento de las descargas de pulsos cuyo centro se 
persigue a lo largo del tiempo desde la zona de difusores hasta que su ubicación sale de la zona de interés, 
estimando para cada intervalo de tiempo la posición, velocidad de traslado, concentración de colifecales 
e intervalos de confianza correspondientes. 

Se asume que la velocidad de la corriente es una combinación lineal del viento y la corriente debida 
exclusivamente por marea astronómica, mas un residuo que totaliza efectos no considerados específicamente 
ya sea por factores que pueden ser conocidos como la descarga fluvial o desconocidos como por ejemplo los 
efectos de una marea meteorológica regional, cambios de salinidad o simplemente ruidos de características 
randómicas. La componente astronómica de la corriente que difiere temporal y espacialmente, pero perfectamente 
predecible en función de los ciclos de marea, se extrae de un modelo hidrodinámico previamente calibrado para 
la zona de estudio. Los coeficientes de la combinación lineal se obtienen de un período previo de calibración 
y el residuo se obtiene en tiempo real a partir de medidas de corrientes en un punto fijo, suponiendo que las 
condiciones macro que lo generan son las mismas en toda la zona de interés.

Sobre la predicción de la posición de los pulsos, se estima la concentración de colifecales en el centro 
de cada pulso considerando los efectos de dispersión (aplicando Brooks) y de decaimiento bacteriano. 
La tasa de decaimiento se estima a partir de mediciones de salinidad, temperatura y disco Secchi. 
Los coeficientes de relación se calibran permanentemente a partir de mediciones de colimetrías disponibles 
al inicio y fin de la trayectoria de pulsos, descontando los efectos de dispersión. La estimación de los  
valores de colimetría se ajusta con el método de "Filtro de Kalman" que constituye un método interactivo 
entre predicción y medición. Por tanto el modelo propuesto constituye un modelo Lagrangeano, que predice 
la calidad bacteriológica del cuerpo receptor y se autocalibra en tiempo real.

Palabras Clave: Emisario subacuático, Modelo de calidad bacteriológica, Filtro de Kalman, saneamiento, autocalibración.