Sensoriamento remoto aplicado à análise de clorofila e turbidez na Lagoa da Conceição - SC

Abstract

Este estudo analisa o uso do sensoriamento remoto orbital para monitorar a concentração de clorofila-a e a turbidez na Lagoa da Conceição, Florianópolis (SC), entre 2021 e 2024. A pesquisa foca na resposta ambiental após o rompimento de uma Lagoa de Evapoinfiltração (LEI) em janeiro de 2021, que despejou efluentes não tratados no sistema, acelerando processos de eutrofização. Utilizou-se dados in situ da CASAN e imagens do satélite Sentinel 2 para calcular os índices espectrais NDCI e NDTI. Os resultados revelaram que 2021 foi o ano mais crítico, com 60,58% das amostras classificadas como eutróficas. Em 2022, o índice de eutrofização subiu para 68,42%, mas o monitoramento de 2023 indicou uma recuperação significativa, com apenas 16,26% das amostras nesta categoria e quase 50% enquadradas em estados de menor produtividade biológica. A análise identificou uma anomalia sistemática nas imagens Sentinel-2 iniciada em 16 de janeiro de 2022, que reduziu a variabilidade dos dados e elevou artificialmente a média dos índices espectrais. Além disso, a profundidade da laguna mostrou-se determinante na precisão dos modelos: enquanto áreas rasas (0?2 m) apresentaram baixa correlação (R²=0,37), zonas mais profundas (5?6 m) exibiram forte correlação (R²=0,83), evidenciando a influência da reflectância de fundo em águas rasas. O estudo conclui que a técnica é viável para o monitoramento contínuo, apesar dos desafios instrumentais e ambientais.

Abstract: This study analyzes the use of orbital remote sensing to monitor chlorophyll-a concentration and turbidity in Lagoa da Conceição, Florianópolis (SC), between 2021 and 2024. The research focuses on the environmental response following the collapse of an Evapoinfiltration Lagoon (LEI) in January 2021, which discharged untreated effluents into the system, accelerating eutrophication processes. In situ data from CASAN and Sentinel-2 satellite imagery were used to calculate the NDCI and NDTI spectral indices. The results revealed that 2021 was the most critical year, with 60.58% of samples classified as eutrophic. In 2022, the eutrophication rate rose to 68.42% , but monitoring in 2023 indicated a significant recovery, with only 16.26% of samples in this category and nearly 50% falling into lower biological productivity states. The analysis identified a systematic anomaly in Sentinel-2 images beginning on January 16, 2022, which reduced data variability and artificially elevated the mean of the spectral indices. Furthermore, the lagoon's depth proved to be a determining factor in model precision: while shallow areas (0?2 m) showed low correlation (R²=0,37) , deeper zones (5?6 m) exhibited a strong correlation (R²=0,83), highlighting the influence of bottom reflectance in shallow waters. The study concludes that the technique is viable for continuous monitoring, despite instrumental and environmental challenges.