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Un ejército de sensores acoplados a animales marinos para explorar los océanos

Un ejército de sensores acoplados a animales marinos para explorar los océanos

ARACELI ACOSTA

Madrid, España, 13 de abril de 2018, ABC.- Pese a ocupar el 70 por ciento de la superficie de la Tierra y albergar nueve de cada diez seres vivos, el mar sigue siendo el gran desconocido de nuestro planeta. El ejército de boyas, balizas, radares y satélites que tenemos desplegados sólo nos permite ver la piel del océano, los primeros diez metros de profundidad, explica el oceanógrafo Carlos Duarte. Para conocer lo que ocurre en las profundidades marinas es necesario realizar expediciones con buques oceanográficos o usar vehículos autónomos submarinos. Ambas posibilidades son muy costosas y limitadas a zonas muy concretas del océano.

Por eso, desde hace ya un tiempo, los investigadores buscan la manera de explorar los océanos y ver lo que ocurre bajo la superficie del mar como cada día lo hacen las criaturas marinas que lo surcan. Y se valen de animales marinos a los que les acoplan sensores para conocer su comportamiento y el medio en el que viven. Sin embargo, esta técnica se encuentra con varios problemas, uno es el peso y precio de los sensores y otro la transmisión de datos en animales que no suben a respirar a la superficie.

Ahora un equipo internacional de investigadores, liderados por Duarte, director del Centro de Investigación del Mar Rojo, perteneciente a la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá (Arabia Saudí), ha diseñado una nueva generación de sensores revolucionarios, que son milimétricos, indoloros para el portador, biodegradables, baratos y capaces de tomar los datos, analizarlos y transmitir los resultados en tiempo real.

«Nuestra intención es conseguir una revolución en el mar, parecida a la que supuso el paso del teléfono al smartphone», explica Duarte, que hace unas semanas estuvo en el Oceanogràfic de Valencia probando estos sensores en condiciones controladas en tortugas, tiburones, delfines, langostas y otros crustáceos y moluscos.

La idea es que estos sensores -cuyo tamaño han logrado reducir hasta 100.000 veces hasta conseguir el grosor de una tirita o, incluso, de la cabeza de un alfiler- se acoplen al cuerpo del animal y sean capaces de transmitir los datos por bluetooth o transmisión óptica a unas mini-antenas que se liberarían de forma masiva en el océano, pues se pueden imprimir y son biodegradables. Cuando un animal marcado entre en proximidad con una de estas antenas (que irán protegidas en unos cubos de 2 centímetros de alto por 1 centímetro de ancho) le transfiere todos los datos recogidos, explica Rory Wilson, biólogo marino de la Universidad de Swansea (Reino Unido), quien lidera este proyecto junto a Carlos Duarte.

Cuando se trate de animales que no suben a la superficie a respirar -como calamares y peces, por ejemplo- se puede equipar con antenas a los vehículos autónomos submarinos que ya existen, y que se mueven verticalmente entre los 200 y 2.000 metros, para que transfieran la información recogida por los sensores. También pueden utilizarse otros animales residentes -como los tiburones ballena adultos en el Golfo arábigo que bajan hasta los 1.000 metros de profundidad- para que hagan de estación de recepción de datos, que luego transmitirán cuando suban a la superficie.

Y es que los animales podrían transmitirse unos a otros los datos recogidos. No en vano, la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá donde trabaja Duarte tiene ahora mismo el recórd mundial de transmisión de datos submarinos, un logro que se publicó el año pasado en «Nature Photonics», donde «con técnicas de transmisión óptica de datos, conseguimos el equivalente a descargar una película en 2 segundos a 20 metros de distancia debajo del agua», dice Duarte.

En una fase posterior, explica el oceanógrafo, «volaremos drones por encima del campo de antenas que irán recibiendo los datos de los sensores, con lo que posiblemente no necesitaremos de ningún tipo de satélite y el coste de adquirir datos será muy bajo». Ahora mismo, el coste de un contrato con el sistema de satélites Argos para transmitir datos en un pequeño proyecto con uno o dos animales puede ser de cerca de 10.000 euros, «con lo que es imposible tener una imagen sinóptica del océano», dice Duarte.

Impacto de sondeos sísmicos

Los 18 tipos de sensores que han desarrollado miden todos como mínimo la temperatura del agua, salinidad, presión, y llevan incorporados un giroscopio y un acelerómetro, para conocer con detalle los movimientos del animal. Además, hay unos de hidrogel, que están cargados con nanopartículas con un compuesto que reacciona a niveles de algunas hormonas que indican el estado reproductivo del animal o el nivel de estrés, por ejemplo. Este último permitirá conocer el impacto que los sondeos sísmicos para localización de hidrocarburos tienen en los animales o cómo les afectan las cada vez más frecuentes olas de calor en los océanos, dice Duarte.

Además, se está trabajando en sensores de pH y dióxido de carbono, para evaluar cambios en los océanos en parámetros clave que están siendo afectados por el sistema climático y las emisiones de CO2, y más adelante podrían medir también contaminantes.

El próximo paso será instrumentar con estos sensores un arrecife de coral en el Mar Rojo, que será el primer ensayo en animales libres y en aguas abiertas. Esto esperan hacerlo en los próximos meses, y el año que viene esperan desplegar el proyecto en aguas abiertas en Australia.


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