Arrecife electrificado

Un arrecife eléctrico (también llamado arrecife electrificado ) es un arrecife artificial hecho de bioroca , una piedra caliza que se forma rápidamente en agua de mar sobre una estructura metálica a partir de minerales disueltos en presencia de una pequeña corriente eléctrica . Los primeros arrecifes de este tipo fueron creados por Wolf Hilbertz y Thomas J. Goreau en la década de 1980. Para 2011, ya existían ejemplos en más de 20 países.

Los arrecifes artificiales se construyen desde la década de 1950 utilizando materiales como barcos hundidos y bloques de hormigón. Si bien los arrecifes artificiales han sido eficaces para aumentar las poblaciones de peces y constituyen áreas valiosas para la colonización de organismos bentónicos y otra vida marina (por ejemplo, esponjas), son menos viables para la restauración de corales debido al lento crecimiento de estos y su susceptibilidad a los cambios ambientales. ^{[ 1 ]}

En la década de 1970, mientras estudiaba cómo crecen las conchas marinas y los arrecifes, Wolf Hilbertz descubrió un método sencillo para crear piedra caliza a partir de minerales disueltos en agua de mar, al que denominó bioroca . Junto con Thomas J. Goreau, se percató de que este proceso podía adaptarse para crear rápidamente arrecifes de coral artificiales durante la década de 1980. Utilizando los nombres de "Sea-ment" y "cemento marino", el proceso se dio a conocer en el libro de futurología de 1992 titulado The Millennial Project . ^{[ 2 ]}

Junto con otros, Hilbertz y Goreau realizaron expediciones al banco de Saya de Malha en 1997 y 2002, donde crearon una isla artificial alrededor de estructuras de acero ancladas al fondo marino mediante este proceso. ^{[ 3 ]} En las Maldivas , el 80% de los arrecifes eléctricos sobrevivieron al calentamiento de 1998, que acabó con el 95% de los corales de arrecife naturales. ^{[ 4 ]}

Goreau continuó el trabajo tras la muerte de Hilbertz en 2007. Para 2011, había proyectos de arrecifes eléctricos instalados en más de 20 países. ^{[ 5 ]} En 2012, tanto Goreau como Robert K. Trench publicaron trabajos sobre cómo el proceso podría generar materiales de construcción y restaurar ecosistemas dañados. ^{[ 6 ]}

La base de un arrecife electrificado consiste en una estructura soldada conductora de electricidad, a menudo hecha de barras de refuerzo o malla metálica de uso industrial , que se sumerge y se fija al lecho marino, al cual se aplica un campo eléctrico . Esta estructura ( cátodo ) y una placa metálica mucho más pequeña ( ánodo ), colocada a una distancia adecuada de la estructura, inician la reacción electrolítica.

El carbonato de calcio disuelto , el hidróxido de magnesio y otros minerales presentes de forma natural en el agua de mar se descomponen cerca del ánodo, se recombinan y precipitan sobre el cátodo. La composición exacta de los minerales dentro de la formación cristalina depende de su abundancia, las condiciones climáticas y el voltaje utilizado. La estructura adquiere un aspecto blanquecino en cuestión de días.

Este campo eléctrico, junto con la sombra y la protección que ofrece la estructura de metal y piedra caliza, atrae rápidamente a la vida marina colonizadora, incluyendo peces, cangrejos, almejas, pulpos, langostas y erizos de mar. Una vez instalada la estructura y cuando los minerales comienzan a cubrir la superficie, los buceadores trasplantan fragmentos de coral de otros arrecifes a la estructura, los cuales pronto se adhieren al sustrato mineral recién formado.

Debido a la disponibilidad de oxígeno liberado en el cátodo y a la acumulación electroquímicamente facilitada de iones disueltos como el bicarbonato, comienzan a crecer, entre tres y cinco veces más rápido de lo normal, y pronto el arrecife adquiere la apariencia y la utilidad de un ecosistema de arrecife natural .

Las costas son cada vez más susceptibles a la erosión y pérdida de playas debido al cambio climático , que está provocando un aumento del nivel del mar y tormentas cada vez más frecuentes y potentes. Las grandes estructuras, como los rompeolas construidos para reflejar las olas y prevenir la erosión, son problemáticas y, de hecho, pueden contribuir a una mayor erosión de la playa, ya que la fuerza de las olas se duplica debido a la inversión del vector de dirección de la ola, y la ola reflejada arrastra arena desde la base de la estructura de vuelta al mar, lo que provoca que la estructura falle con el tiempo. ^{[ 7 ]}

Los arrecifes electrificados comunes utilizados para la protección costera imitan el efecto de un arrecife natural, previniendo la erosión al disipar la energía de las olas y hacer que estas rompan antes de impactar la costa. En la naturaleza, se ha demostrado que los grandes arrecifes disipan hasta el 97% de su energía. Se basan en las mismas estructuras de malla abierta que las utilizadas para la restauración de corales. Los esqueletos de coral muerto y las algas del arrecife se depositan y ayudan al crecimiento de las playas. ^{[ 8 ] [ 9 ]} Debido a que estos arrecifes imitan las propiedades de los arrecifes naturales, resuelven algunos de los problemas que presentan en la disipación de tormentas, y sus cualidades de autorreparación ayudan a que las estructuras sobrevivan a tormentas extremas siempre que el suministro eléctrico permanezca en funcionamiento. ^{[ 8 ]}

En las Islas Turcas y Caicos, las pruebas de arrecifes electrificados de protección costera sobrevivieron a los dos peores huracanes en la historia de las islas, que ocurrieron con tres días de diferencia y dañaron o destruyeron el 80% de los edificios de la isla. Se observó acumulación de arena alrededor de las bases de la estructura del arrecife. ^{[ 8 ]}

En las Maldivas , en 1997, los arrecifes de contención ayudaron a salvar varios edificios, incluido un hotel, que corrían el riesgo de ser arrasados ​​debido a la grave erosión de la playa. El arrecife, de 50 metros de longitud, estabilizó la costa y, en pocos años, logró revertir la erosión, permitiendo incluso que la playa sobreviviera a un tsunami en 2004.

Se han instalado proyectos de arrecifes eléctricos en más de 20 países del Caribe , el Océano Índico , el Pacífico y el Sudeste Asiático . Los proyectos se ubican en la Polinesia Francesa , Indonesia , Maldivas , México , Panamá , Papúa Nueva Guinea , Seychelles , Filipinas , Tailandia y en una de las zonas de arrecifes más remotas e inexploradas del mundo, el Banco Saya de Malha en el Océano Índico. ^{[ 5 ]}

Indonesia tiene la mayor cantidad de proyectos de arrecifes, con sitios cerca de más de media docena de islas, incluidos los dos proyectos de restauración de arrecifes más grandes del mundo: Pemuteran con Karang Lestari y las islas Gili con Gili Eco Trust . ^{[ 10 ]}

Se han llevado a cabo proyectos en zonas no relacionadas con arrecifes de coral en lugares como la bahía de Barataria , Galveston , praderas marinas en el Mediterráneo , arrecifes de ostras y marismas salinas en la ciudad de Nueva York , en Port Aransas y en St. Croix .

La electrólisis de los arrecifes eléctricos mejora el crecimiento, la reproducción y la capacidad de resistencia de los corales ante el estrés ambiental. Las especies de coral que suelen encontrarse en arrecifes sanos obtienen una gran ventaja sobre los organismos invasores que a menudo los invaden en arrecifes debilitados.

Biorock permite el crecimiento y la regeneración de corales incluso en presencia de estrés ambiental , como el aumento de la temperatura del océano , enfermedades y contaminación por nutrientes, sedimentos y otros tipos de contaminación. Biorock representa el único método conocido capaz de mantener y cultivar especies de coral naturales utilizando únicamente elementos conductores básicos, generalmente de un metal común como el acero .

El proceso aceleró el crecimiento de los arrecifes de coral hasta cinco veces y la restauración del daño físico hasta 20 veces. ^{[ 11 ] [ 12 ]} y la tasa de crecimiento se puede variar alterando la cantidad de corriente que fluye hacia la estructura.

En un estudio, se compararon colonias de Porites con y sin campo eléctrico durante 6 meses, tras lo cual se eliminó la corriente del arrecife eléctrico. Las diferencias de crecimiento fueron significativas solo durante los primeros 4 meses, observándose un crecimiento longitudinal relativamente alto en presencia del campo. Los corales tratados sobrevivieron a una tasa mayor. ^{[ 13 ]}

En la isla Vabbinfaru , en las Maldivas, se instaló en el fondo marino una jaula de acero de 12 metros y 2 toneladas llamada Lotus. En 2012, el coral era tan abundante en la estructura que la jaula resultaba difícil de distinguir. El fenómeno de El Niño de 1998 acabó con el 98% del arrecife alrededor de Vabbinfaru. Abdul Azeez, quien dirigió el proyecto de Vabbinfaru, afirmó que el crecimiento del coral en la estructura es hasta cinco veces mayor que en otros lugares. Un prototipo más pequeño estuvo en funcionamiento durante el evento de calentamiento de 1998 y sobrevivió más del 80% de sus corales, en comparación con solo el 2% en otros lugares. ^{[ 14 ]} Sin embargo, el proyecto ya no recibe suministro eléctrico, lo que lo deja vulnerable a la próxima oleada de blanqueamiento.

Los arrecifes eléctricos requieren energía eléctrica para su mantenimiento. En las Maldivas, varios arrecifes eléctricos sobrevivieron con éxito a un evento de blanqueamiento en 1998 que acabó con casi todos los corales silvestres locales; sin embargo, tras ser desconectados de la energía eléctrica, murieron a causa del evento de blanqueamiento de 2016. ^{[ 8 ]}

Un estudio realizado en las Bahamas en 2015 demostró que el campo eléctrico disuadía a los tiburones, específicamente al tiburón toro y al tiburón de arrecife del Caribe , de nadar y alimentarse en la zona. Se cree que el campo eléctrico afecta a los tiburones debido a su capacidad de electrorrecepción ; sin embargo, especies con capacidades similares, como el jurel y el cacho de las Bermudas, no parecieron verse afectadas por el campo eléctrico. ^{[ 15 ]}

• Gili Eco Trust

• "Cambios en la densidad, morfología e índice mitótico de las zooxantelas en corales y anémonas hermatípicas expuestas al cianuro", 2003
• Goreau + Hilbertz: "Restauración de ecosistemas marinos: costos y beneficios para los arrecifes de coral", World Resource Review, 2005
• Vaccarella, R. + Goreau: "Aplicación della elettrodeposizione nel recupero die mattes di Posidonia oceanica", 2008
• Goreau + Hilbertz, "Restauración comunitaria de arrecifes de coral y pesquerías desde la base en Indonesia, Panamá y Palaos", 2008
• Goreau + Hilbertz, "Restauración de arrecifes como herramienta de gestión pesquera", Reino Unido, 2008, en el sitio web de GCRA.
• Strömberg + Lundälv + Goreau: "Idoneidad de la acumulación mineral como método de rehabilitación para arrecifes de coral de aguas frías", 2010
• "Efecto de los huracanes severos en los proyectos de restauración de arrecifes de coral de Biorock en Grand Turk, Islas Turcas y Caicos", 2010
• Goreau, TJ: "Restauración de arrecifes de coral y hábitats pesqueros en el Triángulo de Coral", Indonesia 2010
• Bakti, Lalu; Virgota, Arben; Damayanti, Luh; Radiman, Thri; Retnowulan, Ámbar; Sabil, Abdus; Robbe, Delphine (4 de diciembre de 2012). "Restauración del arrecife Biorock en Gili Trawangan, norte de Lombok, Indonesia" . Métodos innovadores de restauración de ecosistemas marinos . Prensa CRC. págs. 59– 80. doi : 10.1201/b14314-7 . ISBN  9781466557734Consultado el 13 de agosto de 2018 .

• Sitio web de Wolf Hilbertz
• "Un nuevo futuro en los arrecifes de coral eléctricos" . Escuela de Buceo New Heaven . 23 de agosto de 2015. Archivado del original el 27 de mayo de 2023. Consultado el 22 de diciembre de 2020 .
• Alianza Mundial para los Arrecifes de Coral
• Biorock.net
• CCell Proveedor de equipos