¿Puede un equipo dirigido por UM crear un arrecife ‘perfecto’? Por qué las fuerzas armadas apuestan por ello

Las fuerzas armadas de Estados Unidos han estado trabajando en una nueva arma: crear un arrecife de coral “perfecto” y autorreparable que pueda resistir enfermedades, el calentamiento de las aguasy el aumento del nivel del mar.

Muchas bases militares de Estados Unidos situadas a lo largo de las costas están sufriendo los efectos del cambio climático y sus actuales métodos de defensa —como los diques— no funcionan contra las inundaciones y la erosión. Un arrecife rompería las olas antes que se estrellen contra la base.

Por eso, durante los últimos 14 meses, el Departamento de Defensa (DOD) ha estado trabajando con tres equipos internacionales de científicos, entre ellos el de la Universidad de Miami (UM), para crear un arrecife híbrido hecho de hormigón y coral.

Si funciona, puede ser una solución para las ciudades y regiones que se enfrentan a los peores efectos del cambio climático, como Miami, y las fuerzas armadas parece creer que merece la pena apostar por él.

Se espera que el proyecto reciba su segunda inyección de fondos, además de los $7.5 millones que ya recibió. Al final del proyecto, el equipo podría recibir más de $20 millones.

También es una carrera contrarreloj, después que temperaturas superiores a lo normal provocaron el blanqueamiento generalizado de miles de corales en los Cayos de la Florida.

La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) seleccionó a UM para dirigir el proyecto del coral atlántico. La Universidad Rutgers de Nueva Jersey se centra en las ostras de la costa del Golfo y la Universidad de Hawai usa corales del Pacífico.

Al proyecto dirigido por UM, denominado X REEFS, se le concedieron cinco años para llevar el concepto del diseño a la producción y la evaluación de costos.

El equipo de UM está formado por 12 organizaciones que en circunstancias normales no cruzarían sus caminos académicos. Biólogos de corales trabajan con ingenieros aeroespaciales, fabricantes e hidrólogos para hacer realidad el arrecife híbrido.

“Esencialmente examinamos si la adaptación al cambio climático iba a costar más a largo plazo”, dijo Laura Cherney, directora de programas de AECOM. “Y descubrimos que no y que hay que adaptarse ahora, porque hay ahorro”.

El profesor de biología marina y ecología de UM Andrew Baker observando un cultivo de corales bebé en un laboratorio húmedo en el complejo de la Escuela Rosenstiel de Ciencias Marinas, Atmosféricas y de la Tierra de UM, en Virginia Key, el jueves 15 de diciembre de 2022. Baker trabaja en un proyecto de investigación financiado por las fuerzas militares para desarrollar "arrecifes híbridos" compuestos por corales vivos naturales que crecen sobre una estructura artificial diseñada para frenar las olas.

Cómo va a funcionar

En comparación con otros proyectos de arrecifes artificiales que suelen estar mar adentro y destinados a la pesca o a inmersiones en aguas profundas, el arrecife híbrido tiene que estar cerca de la costa y debe permanecer sumergido a 12 pies, la marea más baja.

El diseño del arrecife consta de tres capas. La capa inferior es una cámara de hormigón llamada “colmena marina” por su forma de panal. Cuando las olas golpean la hilera inferior de colmenas marinas, las turbulencias se reducen desde abajo.

“Hacemos todo lo posible para que el agua pase por encima, por debajo y a través”, dijo Borja G. Reguero, investigador de la Universidad de California-en Santa Cruz (UCSC).

La capa intermedia está formada por celosías de hormigón con forma de giroide. Si el término giroide no le suena de las clases de geometría, piense en una forma infinitamente conectada, sin líneas rectas y con muchos agujeros, como el interior de un hueso o el ala de una mariposa. Esta es una de las razones por las que el equipo eligió la forma giroide: ya existe en la naturaleza.

“Nadie más ha hecho esto, crear estas grandes formas de giroides de hormigón. Definitivamente estamos forjando un camino aquí”, dijo Michael Yukish, profesor de Ingeniería Aeroespacial de Penn State.

La capa superior está formada por “imitaciones de coral”, una espuma blanda y frágil recubierta de epoxi y fibra de vidrio para darle resistencia. Dentro de esa estructura se sembrarán fragmentos de coral vivo. A medida que suba el nivel del mar, el coral también crecerá lentamente y construirá su propio esqueleto alrededor del hormigón.

“La idea es que, si dentro de 100 años un barco choca contra él, dirá ‘Oh, Dios mío, hay hormigón en su interior’. Debería ser un hecho oculto que nosotros creamos primero el andamiaje”, dijo Yukish.

Cría de corales resistentes

La Escuela Rosenstiel de Ciencias Marinas, Atmosféricas y de la Tierra de UM se considera el “Arca de Noé” del coral usado en el proyecto del arrecife híbrido.

Allí el coral se aloja en grandes tanques en donde la temperatura pueden medirse con precisión decimal. El equipo asegura de que los corales estén bien alimentados, se les implanten las algas adecuadas y reciban mucha luz y un gran caudal de agua.

“Los últimos cuatro años han sido los de la construcción, la resolución de los problemas y la introducción de mejoras progresivas”, dijo Andrew Baker, profesor de UM que dirige el equipo del proyecto. “Por fin superamos esa fase”.

Florida Aquarium también está ayudando al equipo de UM a criar corales. Buscan el “coral más resistente”, que crezca rápido pero pueda soportar factores de estrés como la temperatura.

Si encuentran los 100 “mejores” corales, podrán reproducirlos en miles de especies, algo parecido a lo que ocurre con las tomateras, modificadas durante generaciones por su sabor y color.

En un año, Florida Aquarium triplicó la cantidad de corales engendrados en un tanque.

“Nos da la esperanza de que alguno de estos bebés sea el elegido. Podrían ser la tolerancia profunda que buscamos”, dijo Keri O’Neil, de Florida Aquarium.

Keri O'Neil, directora y científica sénior del Programa de Conservación del Coral (CRCP) de Florida Aquarium, mostrando fragmentos de coral que están creciendo en tanques al aire libre en la Escuela Rosenstiel de Ciencias Marinas y Atmosféricas de la Universidad de Miami (UM).
Keri O'Neil, directora y científica sénior del Programa de Conservación del Coral (CRCP) de Florida Aquarium, mostrando fragmentos de coral que están creciendo en tanques al aire libre en la Escuela Rosenstiel de Ciencias Marinas y Atmosféricas de la Universidad de Miami (UM).

Prueba militar

El equipo de X-REEFS está esperando los resultados de la primera prueba militar, que demuestra que el arrecife reduce la “energía” de las olas en al menos 70%. El cálculo es complicado, pero están midiendo la altura y la velocidad de las olas para obtener los resultados. El equipo es optimista porque probó su arrecife en el tanque de olas de viento de UM, capaz de crear vientos huracanados de categoría cinco de hasta 155 mph, y cumplió el requisito.

“Si usted piensa en una ola que rompe, como si fuera a la playa, puede derribarlo”, dijo Catherine Campbell, directora del proyecto DARPA. “Pero, si le quita toda la energía a la ola, le está lamiendo los pies”.

La segunda fase consiste en salir del laboratorio y recopilar datos sobre el comportamiento del arrecife en el océano. El equipo se reunió en Miami el mes pasado para visitar el posible lugar de prueba de la muestra, que está a menos de media milla de Elliot Key, en el Parque Nacional Biscayne.

Las instalaciones militares estadounidenses han sufrido daños por más de $10,000 millones a causa de tormentas e inundaciones en los últimos cinco años y más de 1,700 plazas podrían verse afectados por el aumento del nivel del mar.

“Ya hemos visto estos daños, vemos la erosión todos los días”, dijo Campbell. “Hemos visto muchos buenos éxitos en el laboratorio que nos muestran que es posible criar selectivamente corales, para que sean más tolerantes térmicamente, más resistentes a las enfermedades”.

“Intentamos hacer avanzar la ciencia”, dijo.

Ashley Miznazi es reportera de cambio climático de Miami Herald, financiada por Lynn and Louis Wolfson II Family Foundation en colaboración con Journalism Funding Partners.