Cientistas ambientais podem dizer muito sobre a saúde dos rios, baías, pântanos e outros cursos de água, estudando o fluxo de sedimentos suspensos na água, e da lama que se forma quando esses sedimentos se depositam no fundo.

"Lama não é glamorosa, mas a lama é onde todos os contaminantes se acumulam e grudam, "observa Oliver Fringer, professor de engenharia civil e ambiental em Stanford.

Os sedimentos suspensos podem capturar poluentes tóxicos e prevenir a formação de marés vermelhas que matam peixes, ele explicou. E medir e prever como os fluxos de sedimentos formarão lama ajudará a revelar como os cursos de água responderão ao aumento do nível do mar e às mudanças climáticas. Mas até agora, estudar fluxos de sedimentos - também conhecido como medição de turbidez - tem sido lento, impreciso e trabalhoso, dificultando os esforços para compreender melhor a saúde dos cursos de água.

Fringer espera superar as deficiências dos métodos de estudo atuais, desenvolvendo um drone aéreo especialmente instrumentado para medir o fluxo de sedimentos na Baía de São Francisco. Medindo 4 pés de diâmetro, o drone voa mais de 30 metros acima da água. Sua câmera é calibrada para captar comprimentos de onda de luz muito específicos. Certos vermelhos próximos à banda infravermelha do espectro correspondem a sedimentos. Outras cores correspondem à clorofila e aos nutrientes orgânicos que alimentam as algas. O drone pode revisitar um local quantas vezes forem necessárias, tirando fotos de alta resolução no ritmo de uma por segundo, pintando uma imagem detalhada de turbidez.

O drone representaria um grande avanço de uma forma decididamente de baixa tecnologia de medir o fluxo de sedimentos que é comum hoje:os pesquisadores baixam um disco de Secchi de quadrantes preto e branco alternados na água para observar a que profundidade ele se torna muito escuro para o disco para ser visto. Isso pode fornecer boas informações sobre um determinado local, mas diz muito pouco sobre a dinâmica de uma área mais ampla. Alguns cientistas tentam cobrir mais área arrastando sensores sofisticados de barcos que se movem para frente e para trás na água. Mas os barcos não podem operar em áreas rasas e são caros para operar, tornando difícil medir as mudanças de turbidez ao longo do tempo. Os satélites também estão sendo usados ​​para cobrir grandes áreas, mas eles coletam dados de resolução relativamente baixa e só passam por um ponto uma vez a cada poucos dias. Resumidamente, todos os três métodos dificultam a captura de dados de alta resolução suficientes, durante períodos longos o suficiente, para fornecer uma maneira precisa de avaliar como os ventos mudam, as correntes de água e outras forças afetam a turbidez das águas da baía. O drone, Fringer diz, oferece um custo-benefício, alternativa de alta resolução.

O novo sistema foi projetado por Joe Adelson, um Ph.D. candidato em engenharia civil e ambiental, com Fringer supervisionando o projeto sob os auspícios do Laboratório de Mecânica de Fluidos Ambientais Bob e Norma Street de Stanford. Fringer diz que usar o drone para medir a turbidez da Baía de São Francisco é um passo importante para equipar o campo com uma ferramenta que pode coletar informações granulares sobre outras baías, zonas húmidas e cursos de água. "Qualquer grande rio que flua através de áreas povoadas, como o Mekong no Vietnã ou no Mississippi, tem problemas com sedimentos lamacentos e marés vermelhas em sua foz, "Fringer diz.

Oferecer aos cientistas ambientais uma maneira de coletar mais dados sobre a turbidez os colocará no caminho do desenvolvimento de modelos de computador para ajudá-los a prever fluxos de sedimentos em diferentes partes de um curso d'água, um processo quase tão complexo quanto fazer previsões meteorológicas localizadas. "Se você olhar para o desenvolvimento da previsão do tempo em grande escala, as pessoas têm usado quantidades cada vez maiores de dados de satélites para melhorar os modelos, "Fringer disse." Ninguém tem feito isso com sedimentos, e a razão é que ainda não temos esse tipo de dados. "