Predicción de la concentración de Escherichia coli en aguas de baño litorales mediante el sistema de modelado MOHID

Experiencia en la playa de Zarautz (País Vasco) Andrea Del Campo Pena1, Pierre-Jean Pouyssegur2, Julien Mader1

– Tecnalia, Unidad de Investigación Marina, Muelle de Herrera s/n, Zona Portuaria. 20110 Pasaia, Gipuzkoa, España 2 Rivages Pro Tech, Lyonnaise des Eaux Lot 4, Rue Théodore Monod, Technopôle Izarbel, 64210 Bidart, Francia

1 AZTI

XI Congreso Español y II Congreso Iberoamericano de Salud Ambiental Bilbao, 26-28 de octubre de 2011

Andrea del Campo Pena ([email protected]) ITSAS IKERKETA SAILA / UNIDAD DE INVESTIGACIÓN MARINA

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¿Porqué predecir E. coli?

Gestión de la calidad de las aguas de baño Directiva 2006/7/CE Real Decreto 1341/2007 Exige elaborar los perfiles de las aguas de baño

Anexo III: Perfil de las aguas de baño a) Descripción de las características físicas, geográficas e hidrológicas de las aguas de baño. b) Determinación y evaluación de las causas de contaminación. c) Evaluación de la propensión a la proliferación de cianobacterias. d) Evaluación de la propensión a la proliferación de medusas, macroalgas o fitoplancton. e) Si hay riesgo de contaminación de corta duración, describir su naturaleza, frecuencia y duración previsibles, medidas de gestión adoptadas. f) Emplazamiento del punto de control. 2

¿Cómo predecir E. coli? Mareas

Oleaje

Viento

Q. Río

Los forzamientos dinámicos

Q. Río

INRA St Pée

3

¿Cómo predecir E. coli?

Tª agua

Salinidad

Radiación

Factores de mortalidad de E. coli

Turbidez

INRA St Pée

4

¿Cómo predecir E. coli?

Lluvia Aguas residuales

Las fuentes de contaminación

INRA St Pée

5

¿Con qué metodología predecir E. coli?

Software MOHID “MOdelo HIDrodinâmico” Desarrollado por MARETEC (un centro de investigación del Departamento de Ingeniería Mecánica del Instituto Superior Tecnico de Lisboa)

-

Web •

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Forum: www.mohid.com/forum

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Wiki: www.mohid.com/wiki

Para descargar el software gratis y tener acceso a la documentación hay que hacerse miembro en la página principal. 6

¿Con qué metodología predecir E. coli? LOREA: Litoral, Océano y Ríos de Euskadi-Aquitania Sistema Integrado de Oceanografía Operacional Litoral Proyecto INTERREG IVa 2009-2011 Sinergia de las competencias transfronterizas Complementariedad del enfoque local con los programas europeos, nacionales y regionales

7

LOREA pretende implementar una serie de modelos de predicción a escala interregional y local ESCALA INTERREGIONAL

DESEMBOCADURA DEL ADOUR

D0

D1

 Vertidos de hidrocarburos  Desechos flotantes

 Calidad de aguas de baño  Dinámica de sedimentos  Seguridad en playas

PLAYAS DE GUÉTARY-BIDART

D2

 Calidad de aguas de baño

TXINGUDI-EXTERIOR

D3

 Dinámica de sedimentos PLAYA DE SATURRARAN

D6

 Calidad de aguas de baño

PASAIA PLAYA DE ZARAUTZ

D5

 Calidad de aguas de baño  Dinámica de sedimentos  Seguridad en playas

D4

 Dinámica de sedimentos  Vertidos de hidrocarburos

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Descripción de una de las zonas piloto de estudio y red de observación Playa de Zarautz Estación meteorológica costera (viento, radiación solar) Pluviómetro Estación de aforo (caudal) Punto de muestreo microbiológico (E.coli, temperatura agua, salinidad, turbidez, SS )

Cuencas Oria: 882 km2 Inurritza: 22,3 km2

Inurritza

Caudales (09/10) Oria: 26,0 m3·s-1 Inurritza: 0,6 m3·s-1

Oria m

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Campañas semanales 2010 Caracterización de la concentración de E. coli Zarautz

2 puntos de muestreo Max = 138.600 (105) Min < 60 (101) Med = 1.209 (103)

Max = 982.500 (105) Min = 634 (102) Med = 19.985 (104)

Valores NMP E. coli/100 ml

• Objetivo: caracterizar el aporte y la contaminación en las aguas de baño de Zarautz • Resultados de órdenes de magnitud de E. coli (Fecha de inicio: 18 de enero 2010; Fecha fin : 13 de diciembre 2010) de 52 semanas que tuvo el año 2010 se tomaron datos en 46 semanas, lo que supone una cobertura del 88% del año 10

Campaña intensiva 2010 Caracterización de la concentración de E. coli ••no lluvia (2 al lluvia (249 de mayo 2010) Aquí comenzó la colaboración de la Fundación Surfrider no Lluvia (249 de Lluvia (2 al de mayo) mayo) 3/s (2 mayo) a 1,4 m3/s (5 •Caudal del Inurritza de 0,2dem0,2 paso mayo) •Pluviómetro de Laurgain registro 87 mm acum. en 9 días (pico de lluvia el 3 de mayo con 27 mm/dia) Resultados campañas intensivas LOREA - Zona Piloto Zarautz Resultados campañas intensivas LOREA - Zona Piloto Zarautz Evolución temporal de NMP de E.coli en un evento de lluvia Evolución temporal de NMP de E.coli un día sin lluvia (24 de Mayo 2010) PLAYA PLAYA

Estuario Inurritza PUENTE SURFRIDER

1.E+06 1.E+06

NMP E. coli/100 ml NMP E. coli /100ml

1.E+05 1.E+05

1.E+04 1.E+04 1.E+03 1.E+03 1.E+02 1.E+02 1.E+01 1.E+01 3-5-10 0:00 7:00

3-5-10 12:00 4-5-10 0:00 4-5-10 12:00 8:00 9:00 10:00 11:00

5-5-10 0:00 5-5-10 12:00 6-5-10 0:00 12:00 13:00 14:00 15:00

6-5-10 12:00 7-5-10 0:00 7-5-10 12:00 16:00 17:00 18:00 19:00

8-5-10 0:00 20:00

8-5-10 12:00 9-5-10 0:00 21:00 22:00

Fecha/ hora local Hora local

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Modelo 2D dispersión E. coli Simulación caso test “lluvia” Simulación descarga E. coli de la regata Inurritza con el modelo de 50 m de resolución de la zona piloto de Zarautz (Campaña intensiva lluvia 2-9 mayo 2010)

Modelo forzado por: • Marea: Previsiones del modelo Fes2004 (1-10 mayo 2010) • Viento W constante de 5m/s • Caudal: Inurritza y Oria (1-10 mayo 2010) • Concentración E.coli: Inurritza (2-9 mayo)

E.coli obs. vs. E.coli pred. en las aguas de baño de Zarautz (2-9 mayo 2010) 12

Modelo 2D dispersión E. coli Simulación caso test “lluvia” Valores de E.coli observados y predichos en el punto de muestreo de las aguas de baño de Zarautz (2-9 mayo 2010) 1.E+05

NMP E. coli /100ml

1.E+04

Valores observados Valores predichos

1.E+03

1.E+02

1.E+01 1-5-10 0:00

2-5-10 0:00

3-5-10 0:00

4-5-10 0:00

5-5-10 0:00

6-5-10 0:00

7-5-10 0:00

8-5-10 0:00

9-5-10 0:00

10-5-10 0:00

En general el modelo (marea-caudal) subestima los valores de contaminación, debido quizá a no incluir el efecto del viento real en la zona o a un valor inadecuado de los coeficientes de difusión de la contaminación en el modelo (o por no incluir otras posibles fuentes de contaminación fecal)

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Modelo 2D dispersión E. coli Simulación caso test “lluvia” Valores de E.coli observados y predichos en el punto de muestreo de las aguas de baño de Zarautz (2-9 mayo 2010) 1.E+05

NMP E. coli /100ml

1.E+04

Valores observados Valores predichos

1.E+03

1.E+02

1.E+01 1-5-10 0:00

2-5-10 0:00

3-5-10 0:00

4-5-10 0:00

5-5-10 0:00

6-5-10 0:00

7-5-10 0:00

8-5-10 0:00

9-5-10 0:00

10-5-10 0:00

Para finalizar este caso test y ajustar los coeficientes de dispersión de E.coli falta forzar el modelo con: • Viento de la estación meteorológica de Getaria (1-10 de mayo) • Oleaje: Previsiones del modelo WAM (1-10 de mayo) • Incluir la mortalidad de E.coli  Tª, S y Radiación solar (1-10 de mayo) El siguiente paso es simular el caso test “no lluvia” (siguiendo el mismo procedimiento que el caso de “lluvia”): marea, caudal, viento, oleaje y factores de mortalidad El último paso será alimentar al modelo de dispersión (calibrado con los casos test) con las predicciones de los modelos océano-meteorológicos e hidrológicos (lluvia-caudal) y verificar las concentraciones de E. coli mediante medidas in situ “rápidas” en los casos en que éste prevea calidad insuficiente para los bañistas y práctica de deportes acuáticos 14

Ejemplo de gestión en las aguas de baño de San Juan de Luz (Francia) mediante la predicción de contaminación microbiana con MOHID Excelente Buena Suficiente Insuficiente

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Eskerrik asko Muchas gracias

Para cualquier consulta [email protected]

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