Menos de dois dias de amostragem da qualidade da águanas praias locais pode ser tudo o que vocêprecisa para reduzir as doenças entre milhões de banhistas todos os anos devido a  águacontaminada, de acordo com uma nova pesquisa de Stanford. O estudo, publicado na Environmental Science & Technology , apresenta uma estrutura de modelagem que prevaª de forma confia¡vel a qualidade da águanas praias após apenas um ou dois dias de amostragens frequentes de a¡gua. A abordagem, testada na Califa³rnia, pode ser usada para controlar áreas costeiras não monitoradas, o que éfundamental para proteger o bem-estar dos banhistas e as economias oceânicas: pra³speras em todo o mundo.

“Este trabalho combina conhecimento de microbiologia, processos costeiros e ciência de dados para produzir uma ferramenta para gerenciar com eficácia um de nossos recursos mais preciosos e proteger a saúde humana”, disse a autora saªnior Alexandria Boehm , professora de engenharia civil e ambiental de Stanford .

A medição das concentrações de bactanãrias indicadoras fecais (FIB) - que denotam a presença de matéria fecal e podem levar a condições inseguras da água- nas praias garante a saúde e a segurança do paºblico. Embora toda a águado oceano contenha algum grau de patógenos, como bactanãrias ou va­rus, eles geralmente são dilua­dos em concentrações inofensivas. No entanto,mudanças na precipitação, temperatura da a¡gua, vento, escoamento, resíduos de barco, transbordamento de esgoto pluvial, proximidade de estações de tratamento de resíduos, animais e aves aqua¡ticas podem levar a um influxo de contaminação da a¡gua. A exposição a esses contaminantes pode causar muitas doena§as, incluindo doenças respirata³rias e gastrointestinais, além de infecções de pele, olhos e ouvidos em nadadores.

Proteger as a¡guas costeiras e as pessoas que as usam continua sendo essencial para grande parte dos 840 quila´metros de costa da Califa³rnia. Mais de 150 milhões de pessoas nadam, surfam, mergulham e brincam em uma das 450 praias do estado anualmente, gerando mais de US $ 10 bilhaµes em receita. De acordo com o Conselho de Controle de Recursos Ha­dricos do Estado da Califórnia , agaªncias de saúde em 17 condados, estações de tratamento de esgoto de propriedade pública, grupos ambientais e vários grupos de ciência cidada£ realizam amostragem de águaem todo o estado. No entanto, nem todas as a¡guas são verificadas rotineiramente devido a problemas de acessibilidade, restrições de recursos ora§amenta¡rios ou a temporada, apesar de seu uso pelo paºblico.

Outro obsta¡culo para salvaguardar a saúde pública estãono intervalo de tempo entre a amostragem e os resultados - atédois dias - levando os administradores de praia a tomar decisaµes que refletem as condições anteriores de qualidade da a¡gua. Quando as a¡guas monitoradas contem altos na­veis de bactanãrias e representam um risco para a saúde, os administradores de praia colocam sinais de alerta ou fecham as praias. O atraso nos manãtodos de teste atuais pode, sem saber, expor os nadadores a a¡guas pouco sauda¡veis.

Para superar essas limitações, os pesquisadores combinaram amostragem de águae dados ambientais com manãtodos de aprendizado de ma¡quina para prever com precisão a qualidade da a¡gua. Embora os modelos preditivos de qualidade da águanão sejam novos, eles geralmente requerem o desenvolvimento de dados hista³ricos que abrangem vários anos.

A equipe usou amostras de águacoletadas em intervalos de 10 minutos ao longo de um período de tempo relativamente curto de um a dois dias nas praias de Santa Cruz, Monterey e Huntington Beach. Entre os três locais, 244 amostras foram medidas para concentrações de FIB e marcadas como acima ou abaixo donívelaceita¡vel considerado seguro pelo estado. Os pesquisadores então coletaram dados meteorola³gicos, como temperatura do ar, radiação solar e velocidade do vento, juntamente com dados oceanogra¡ficos, incluindonívelda maranã, alturas das ondas e temperatura da água(todos os fatores que influenciam as concentrações de FIB) no mesmo período.

Usando dados de qualidade de águade alta frequência e manãtodos de aprendizado de ma¡quina, eles treinaram modelos de computador para prever com precisão as concentrações de FIB em todas as três praias. Os pesquisadores descobriram que a amostragem de águade hora em hora por 24 horas seguidas - capturando todo o ciclo das maranãs e solares - provou ser suficiente para resultados confia¡veis. Alimentar a estrutura com dados meteorola³gicos e de maranãs de períodos mais longos resultou em futuras previsaµes da qualidade da águaque eram confia¡veis ​​por pelo menos uma estação inteira.

“Esses resultados são realmente empoderadores para as comunidades que querem saber o que estãoacontecendo com a qualidade da águaem suas praias”, disse Searcy. “Com alguns recursos para comea§ar e um dia de amostragem, essas comunidades poderiam coletar os dados necessa¡rios para iniciar seus pra³prios sistemas de modelagem da qualidade da a¡gua.”

O ca³digo da estrutura, que éacessa­vel ao paºblico , também pode ser desenvolvido para previsaµes precisas de outros contaminantes, como algas, metais e nutrientes prejudiciais que podem causar estragos nas a¡guas locais. Os pesquisadores apontam que mais análises são necessa¡rias para determinar melhor o período de tempo exato em que esses modelos permanecem precisos e observam que avaliar e treinar continuamente os modelos continua sendo uma prática recomendada para previsaµes precisas.