Monitor ambiental | Monitoreo regional de lagos en Maine: investigación y protección financiadas por la comunidad

La limnóloga del personal de LEA, Maggie Welch, a bordo de un bote boya mientras se acerca al sitio de despliegue de Long Lake (Bridgton/Harrison, ME) (Crédito: Ben Peierls / LEA)

Los lagos de todo el mundo están amenazados por el cambio climático, la proliferación de algas nocivas, las especies invasoras y otras tensiones ambientales. Agencias locales, regionales y federales han dado un paso al frente para defender el medio ambiente y los recursos hídricos. La Lakes Environmental Association (LEA) en Maine es un ejemplo de una organización dedicada a proteger los recursos locales de agua dulce.

El Dr. Ben Peierls, director de investigación de LEA, explica la historia de la organización sin fines de lucro: “Durante más de 50 años, [LEA] ha estado trabajando a nivel local, estatal y regional, ayudando o interactuando con personas en la calidad del agua del lago, protección de cuencas, conservación, educación, especies invasoras y otros temas».

La posición de Peierls se creó cuando la LEA comenzó a mejorar y ampliar sus esfuerzos científicos, basándose esencialmente en la investigación que ya se estaba realizando en los lagos. Después de trabajar en investigaciones limnológicas en Nueva Inglaterra inmediatamente después de graduarse, Peierls se sintió atraído por la misión y el enfoque de LEA.

Esfuerzos de monitoreo de lagos en los lagos de Maine

Con sede en Bridgton, Maine, LEA actualmente monitorea 41 lagos en la región circundante. Las seis ciudades del área y algunas asociaciones de lagos locales ayudan a apoyar los esfuerzos de monitoreo de la LEA.

Algunos de los lagos se monitorean con sistemas en tiempo real, aunque la mayoría de ellos se monitorean mediante esfuerzos de muestreo discretos. En ocasiones, los voluntarios locales ayudan en la realización de muestreos de campo. Aproximadamente la mitad de los lagos se monitorean durante la temporada de verano (mayo a septiembre) y el resto se muestrea una vez por temporada. El personal de LEA recopila datos para utilizarlos en análisis de tendencias y otras preguntas de investigación.

El director de investigación de LEA, Ben Peierls, mide las condiciones del agua superficial en Moose Pond (Dinamarca, ME) utilizando una sonda YSI EXO2 y una celda de flujo. (Crédito: Ben Peierls/LEA)

Peierls amplía: «Lo que hacemos es monitorear las condiciones actuales y los cambios a largo plazo de los lagos en términos de indicadores básicos, pero importantes, que se utilizan a nivel estatal y nacional para evaluar el estado trófico de los lagos».

Los indicadores implican tres medidas principales: claridad del agua, fósforo total y clorofila. Además de estos parámetros fundamentales, LEA también realiza recopilación de datos de alta frecuencia utilizando conjuntos de registradores de temperatura que se implementan en más de una docena de lagos durante la temporada de aguas abiertas y, en algunos casos, durante el invierno. Los datos de los registradores se recopilan al final de la temporada cuando se recuperan los sensores para descargarlos.

LEA también implementa dos boyas automatizadas NexSens CB-450 equipadas con registradores de datos X2-CB, una en Highland Lake y la otra en Long Lake. Los sistemas recopilan datos cada 15 minutos e informan sobre las condiciones del lago en tiempo real. Los datos recopilados por los sensores In-Situ RDO Blue adjuntos, el fluorómetro de clorofila Turner Designs Cyclops-7 y los sensores PAR submarinos LI-COR LI-190 y LI-192 se envían a la nube y se almacenan en el centro de datos WQData LIVE.

Un sistema meteorológico cercano y ubicado en el centro recopila datos meteorológicos relacionados con ambos lagos y permite a LEA analizar la influencia del clima en las condiciones de calidad del agua. Las boyas de datos proporcionan una imagen mucho más detallada de las condiciones del lago en comparación con el programa de muestreo discreto, que recopila mediciones y muestras cada dos semanas.

La limnóloga del personal de LEA, Maggie Welch, inicia un perfil utilizando una sonda YSI EXO2 en Long Lake, Harrison, ME. (Crédito: Ben Peierls/LEA)

Además de monitorear los parámetros primarios de calidad del agua, el equipo de LEA está trabajando para estudiar otras cuestiones limnológicas y preocupaciones emergentes, como la dinámica de la comunidad de fitoplancton, la proliferación de algas tóxicas, el seguimiento de fuentes de suciedad, microplásticos y PFAS.

Peierls explica: “Tenemos parte de la instrumentación y la capacidad para hacer esto, y esta información es realmente crítica. Brindamos información a las ciudades locales, a los propietarios de tierras y al público en general”.

El personal del Centro de Ciencias LEA realiza análisis de fósforo y clorofila en muestras recolectadas, comunica y educa al público sobre las condiciones del lago y gestiona el mantenimiento y la implementación de equipos de monitoreo. Los datos recopilados de boyas e iniciativas de muestreo de campo respaldan el análisis de tendencias y una recopilación de datos más amplia.

LEA también proporciona datos a los esfuerzos de investigación nacionales, ya que la organización tiene años de datos en los que confiar. Si bien la calidad de los lagos locales es generalmente buena, el cambio climático y otras tensiones ambientales son amenazas constantes a los recursos de Maine. El monitoreo a largo plazo puede ayudar a monitorear y documentar estos cambios.

Boya LEA amarrada en el sitio en Highland Lake, Bridgton, ME. (Crédito: Ben Peierls/LEA)

Desafíos para los Grupos Locales del Lago

Si bien la región de Bridgton tiene la suerte de tener lagos relativamente prístinos, las heladas y deshielos estacionales pueden dificultar el seguimiento. Durante el invierno se pueden dejar en el lago equipos como los registradores de temperatura. Sin embargo, las boyas de datos y otros equipos de superficie pueden dañarse si se congelan en el hielo del lago, lo que limita la disponibilidad de datos en invierno. Para ayudar a llenar ese vacío, el personal de LEA ha estado visitando lagos locales en el invierno durante los últimos años para recolectar muestras y perfiles de la columna de agua utilizando una sonda YSI EXO2.

Peierls también debe considerar qué datos se necesitan sobre la dinámica del lago al diseñar sistemas e iniciativas de monitoreo. Si bien Maine ciertamente no es conocido por estar lleno de floraciones de algas, los lagos en otras partes del estado han comenzado a experimentarlas de manera más regular.

Solo unos pocos lagos en la red LEA han experimentado condiciones de floración en el pasado, por lo que los esfuerzos de monitoreo se centran en las condiciones que pueden conducir a la proliferación de algas y en el seguimiento de la posible formación de floraciones. El monitoreo de clorofila y PAR se incluye en los sensores conectados a las boyas de monitoreo, los cuales se utilizan para brindar alerta temprana sobre cambios en las algas y la claridad del agua.

Sonda EXO2 en modo de flujo continuo utilizando la celda de flujo (cubierta con una toalla) mientras recopila datos de calidad del agua superficial. (Crédito: Ben Peierls)

Si bien los sensores de la boya proporcionan una buena imagen de los datos, solo pueden monitorear la columna de agua en un lugar del lago. El uso de vehículos de superficie autónomos (ASV) y otros equipos de monitoreo de superficies móviles puede proporcionar más información sobre las condiciones de la superficie alrededor del lago.

Peierls desarrolló un sistema que recopila datos de un barco en movimiento utilizando una sonda YSI EXO2 en una configuración de flujo continuo. Sin embargo, al igual que el ASV, este dispositivo solo proporciona mediciones de la superficie, sin tener en cuenta los cambios que ocurren a mayor profundidad en la columna de agua.

Si bien el monitoreo vertical, horizontal, espacial y temporal se puede realizar por separado con varios equipos innovadores, Peierls debe considerar el costo de dichos instrumentos. La compra inicial y el mantenimiento continuo son consideraciones importantes al desarrollar una iniciativa de monitoreo: detalles que dan forma al sistema y la disponibilidad de datos.

Las boyas proporcionan datos continuos y el mantenimiento es relativamente sencillo: se retiran cada invierno y se vuelven a colocar en la primavera. Las interrupciones en el flujo de datos y las alarmas facilitan la identificación cuando el sensor ha fallado, y Peierls puede ir al campo para evaluar el equipo.

Maggie Welch se prepara para partir para desplegar la boya. (Crédito: Ben Peierls/LEA)

Conclusión

Peierls y el equipo de LEA pasan la temporada de monitoreo visitando sitios, realizando muestreos de campo, analizando muestras, revisando datos y preparando informes resumidos de las condiciones y tendencias actuales de la calidad del agua. Trabajar en equipo permite a la LEA supervisar los 41 lagos de su región y trabajar de manera eficaz con el público, agencias estatales, universidades y otras organizaciones sin fines de lucro.

Con experiencia en el mundo académico, Peierls encontró refrescante el cambio a trabajar en una organización sin fines de lucro. Explica: “Los miembros de LEA brindan un apoyo increíble desde el punto de vista financiero y de otras formas, como el voluntariado. Vivimos y trabajamos alrededor de estos hermosos sistemas naturales, y es muy alentador recibir comentarios de miembros que están tan emocionados de que estemos trabajando para proteger y comprender estos lagos”.

Y continúa: “Fue simplemente increíble. A mi edad, no estoy al final de mi carrera, pero ya sabes, veo el final de mi carrera, fue realmente energizante hacer eso. Veo cuántas personas son tan generosas y siempre me dicen: ‘Sigue así, realmente amamos lo que haces’. Y eso realmente se aplica a toda la organización”.

El éxito de los esfuerzos de monitoreo y protección del lago depende de todos los miembros de LEA que han trabajado en el área durante más de 50 años. El trabajo en equipo y un grupo de personal dedicado son las claves para cubrir los distintos lagos, cuencas y sistemas de agua dulce de Maine.

Peierls concluye: «Tenemos muchas tareas diferentes y cosas que hacer para responder a los problemas de lagos, cuencas y calidad del agua; todos los proyectos y soluciones están impulsados ​​por la gente de… es sorprendente que trabajen aquí».

Ben Peierls y Maggie Welch se preparan para soltar la boya en Highland Lake. (Crédito: Rachel Harper/LEA)