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Como el viento

SINTEF (Foundation for Scientific and Industrial Research) es una organización privada de investigación fundada en 1950, con sede central en Trondheim, Noruega. Trabaja en estrecha relación con la Universidad de Ciencia y Tecnología (NTNU) de Trondheim y la Universidad de Oslo.

El éxito de organizaciones como SINTEF cuya actividad junto a instituciones públicas puede aportar beneficios a la sociedad provoca envidia sana…!!

En los veranos de 2002 y 2003 SINTEF
hizo dos pruebas de afloramiento artificial en el fiordo de Sogne.

 

Arnafjord, en el fiordo de Sogne  Aquí probaron la cortina de burbujas.
Fuente: www.visitnorway.com

La primera prueba fue en 2002: «la cortina de burbujas».

Su diseño consistía en tres tuberías agujereadas y situadas en paralelo a 40 metros de profundidad.

Las burbujas, generadas con un compresor de aire, levantaron una fuerte turbulencia aunque sin mezclar toda la columna de agua: sólo entre 40 y 10 m. de profundidad.

El diseño de la cortina de burbujas. Fuente: Fig. 2 de McClimans y col (2010).

Les recuerdo que la hipótesis detrás del afloramiento artificial es que las diatomeas, con mayores tasas de crecimiento y escasa movilidad son favorecidas por el aumento de nutrientes y la turbulencia en la columna de agua respecto a los dinoflagelados, incluyendo aquellos tóxicos (malos malísimos !!) como Dinophysis.

Efecto en los nutrientes y el fitoplancton
del afloramiento artificial (cortina de burbujas).
Fuente: Figs. 4 y 6 de Handa y col (2013).

Los resultados biológicos del experimento (Handa y col. 2013) contradijeron en parte la hipótesis inicial:
aumentó la biomasa del fitoplancton (40%), pero el crecimiento de las diatomeas fue insignificante respecto al de los dinoflagelados…!!

Y todo ello a pesar de la turbulencia y el aumento de nutrientes como silicatos, que vemos a la izquierda, y que usan específicamente las diatomeas.

Aún hay más: la biomasa no fue significativamente mayor que la de una estación de «control» cercana, donde sí ocurrió una proliferación de diatomeas de forma natural !!!

Ceratium tripos de la Ría de Pontevedra,.
Esto no es como el marisco,
en Noruega son iguales…!!

Lo positivo es que solo crecieron dinoflagelados no tóxicos del género Ceratium (C. furca y C. tripos). Algo parecido sucedió en uno de los ensayos del IMR (Aure y col 2007) que vimos en la entrada anterior…
así que a Ceratium parecen gustarle mucho estos afloramientos artificiales !!

Dinophysis acuminata
(Ría de Pontevedra)

Pero al cesar «el burbujeo» se cumplió la teoría:
los dinoflagelados dominaron aún más y se produjo un aumento en las poblaciones del género tóxico Dinophysis. Eso sí, las concentraciones estuvieron por debajo de las observadas en la estación de control.

Al menos no hubo sobresaturación de nitrógeno: uno de los posibles efectos negativos de las burbujas que podría dañar a cultivos de peces en jaulas.

 

La segunda prueba fue la descarga de agua menos densa en profundidad
para provocar su ascenso hacia la superficie…
Generador de la planta hidroeléctrica de Jostedal. Autor: Per Berntsen.
Esta foto forma parte de un proyecto fotográfico del mismo autor,
exhibido en la Galería Riis de Oslo en 2008. Fuente: Generator 4

El experimento se hizo en 2003 en Gaupnefjord aprovechando una canalización de la planta hidroeléctrica de Jostedal a 40 m. de profundidad.

Para mejorar la mezcla del agua dulce y su intrusión hacia superficie, se instaló una placa difusora en la salida de agua. En este caso la mezcla llegó hasta los 5-9 metros de profundidad.

Y el diseño del «invento» lo vemos en la figura siguiente…

El diseño de la placa difusora es del SINTEF. Fuente: Fig. 7 McClimans y col (2010)

Sus autores calculan que esta solución es más eficaz y barata que las burbujas. Si fuera tan fantástica ya debería ser del dominio público, pero los efectos biológicos del primer experimento tardaron 11 años en publicarse y de éste no pude encontrar absolutamente nada…!!

¿Y qué tal si probamos el afloramiento artificial en las rías gallegas
para reducir el impacto de las proliferaciones tóxicas?
La Voz de Galicia: 19-IX-2014.

Los cierres en la extracción de marisco principalmente por las toxinas de Dinophysis son un problema que trae de cabeza a la industria acuícola.
Los cierres prolongados y súbitos que ocasionan estas proliferaciones han levantado voces tanto hacia el programa de seguimiento de fitoplancton y biotoxinas de la Xunta de Galicia, como hacia los investigadores para que desarrollen (desarrollemos) nuevas herramientas de predicción y mitigación de los episodios tóxicos.

La teoría del afloramiento artificial es tentadora pero ya ven ustedes que los resultados son impredecibles en un sistema natural. También fueron escépticos los miembros del panel sobre «Ocean Fertilization» de la IOC-UNESCO en 2010: «[…] it seems more likely that artificial upwelling will become a tool to study marine ecosystem responses to nutrient perturbations and changes in mixing regimes […]».

Las rías son muy distintas a los fiordos, y en especial a las zonas internas con fuerte estratificación en verano, profundas y resguardadas, donde se ha ensayado el afloramiento artificial.

La ría de Vigo, vista desde el monte Galiñeiro.

Las rías no necesitan fertilización, contamos con una naturaleza generosa al respecto y una larga época de afloramiento entre abril y septiembre. Se trata de cuencas poco profundas y muy dinámicas en las que el agua se renueva completamente en pocos días, y donde el viento juega un papel primordial (casi en tiempo real) sobre la circulación del agua. Por ello las condiciones oceanográficas, aunque siguen patrones estacionales establecidos, pueden cambiar de un día para otro, como el viento…

Ya lo cantó DePedro:
«Como el viento»
Fuente: notedetengas

El afloramiento artificial que produjéramos, con burbujas ó agua dulce, no tendría las características de un afloramiento natural de aguas frías ricas en nutrientes. Sería otra cosa: aumentar la turbulencia en los primeros 10-20 metros buscando «molestar» a los dinoflagelados y favorecer a las diatomeas. La renovación natural del agua junto a nuestro afloramiento provocaría no sabemos muy bien qué y los cambios en la comunidad de fitoplancton se alargarían poco más que el propio experimento.

Como investigador me pica la curiosidad, pero tengo la sensación de que sería igual de inútil que las presas de arena que hacíamos de niños en la playa para frenar el avance del mar.

El ensayo no causaría daños ambientales, aunque sería partidario de la opción «jacuzzi» porque introducir agua dulce en profundidad me parece agresivo. Y antes de lanzarse al medio natural habría que hacer ensayos a pequeña escala y estudiar los posibles efectos usando modelos, etc…

Después de planificar los medios materiales, el personal necesario, elegir un lugar y no infringir ninguna ley ¿habría dueños de bateas dispuestos a que les burbujeen alrededor y ver los efectos en sus mejillones?
En el año 2008 ya hubo una primera reunión en Galicia, una toma de contacto con investigadores noruegos, pero no se pasó de ahí dada la patente complejidad e incertidumbre sobre el tema.

El quid de la cuestión es si alguien cree que merece la pena embarcarse en esto sabiendo que existe la altísima probabilidad de que sea un experimento con gaseosa (nunca mejor dicho), una inversión a fondo perdido.

Tendría que ser dinero público y los costes en nuestro caso no los asumiría una empresa como SINTEF ni el plan nacional de I+D+I.

Unicamente un consorcio europeo del famoso programa Horizonte 2020


Referencias:
-McClimans y col. Controlled artificial upwelling in a fjord to stimulate non-toxic algae.
Aq. Eng. 42: 140-147 (2010).
-Handa A. y col. Artificial upwelling to stimulate growth of non-toxic algae in a habitat for mussel farming. Aq. Res. 45:1798-1809 (2013).
-La Ría de Vigo: una aproximación integral al ecosistema marino de la Ría de Vigo. González-Garcés A. y col (Eds). 414 pp. (2008).
-Ocean fertilization: a scientific summary for policy makers. IOC-UNESCO 20 pp (2010). http://unesdoc.unesco.org/images/0019/001906/190674e.pdf

Los noruegos que no amaban al verano

Érase una vez en un fiordo noruego
de cuyo nombre no puedo acordarme
(junio de 2001)

Los protagonistas de hoy son los fiordos noruegos y los ensayos de afloramiento artificial que han albergado en la última década.

Su finalidad: aumentar la capacidad de carga para el cultivo de mejillón y reducir las proliferaciones de algas tóxicas.

Para conseguir esto se aplica una teoría sencilla aunque compleja de llevar a la práctica: favorecer mediante el ascenso de aguas profundas ricas en nutrientes el crecimiento de algas no tóxicas (diatomeas) sobre las tóxicas (ciertos dinoflagelados).

¿Lo han conseguido? sí y no. ¿Se puede aplicar a las rías gallegas? sinceramente no lo veo…
Vayamos por partes…

Noruega es una potencia mundial en acuicultura: crían salmones «a cascoporro» como diría Joaquín Reyes. Pero su industria del mejillón (Mytilus edulis) es pequeña, <2.000 Tm/año en 2012, en comparación a los mayores productores de mejillón para el consumo humano como son la UE-27 con más de 400.000 Tm/año en 2012 (de las que España, o sea Galicia, aporta >250.000 de Mytilus galloprovincialis), ó Chile con 280.000 Tm/año en 2011 (Mytilus chilensis).

Mytilus edulis, el mejillón de Noruega. Fuente: fisheries.no

En Noruega las poblaciones de mejillón se extienden por toda la costa y existe tradición+potencial para desarrollar su producción. Sin embargo tienen el hándicap de una menor productividad primaria, 20 veces inferior a la de las rías gallegas. 
Una de las claves es el afloramiento: el de Noruega es irregular y breve en el tiempo.

Skeleton coast (Namibia). El afloramiento marino y la presencia
de estos grandes desiertos están muy relacionados.
Esto se merece una entrada aparte !!
Fuente: The African Travel Club 

El afloramiento se produce con intensidad en el margen oeste continental cuando los vientos (de componente norte en el hemisferio norte, y al revés en el sur) desplazan agua superficial costera hacia el océano, siendo ésta reemplazada por aguas profundas con más nutrientes que fertilizan el mar.

Por esto las zonas de afloramiento son las más productivas del mundo y se extienden por la costa oeste de Norteamérica y Suramérica, el noroeste y suroeste de África, la India, etc.

Las rías gallegas son una prolongación del afloramiento norteafricano y una de las regiones más productivas del mundo junto al afloramiento del Perú y el suroeste de Africa…

El mejillón es un potente filtrador que se alimenta de fitoplancton y en Noruega este recurso es menos abundante, con lo que el crecimiento de los moluscos también es menor. En cuanto a las biotoxinas los principales problemas en los fiordos son las toxinas diarreicas (síndrome DSP), producidas por dinoflagelados del género Dinophysis.

Dinophysis norvegica.
Autora: Ann-Turi Skjevik.
Fuente: Nordic microalgae and aquatic protozoa.

En cambio las diatomeas no han causado eventos tóxicos: las únicas que podrían ser peligrosas (género Pseudo-nitzschia: toxinas amnésicas) no han resultado dañinas…suerte que tienen !!

En el deshielo de primavera los fiordos reciben agua dulce continental y nutrientes que estimulan el crecimiento de las microalgas. Pero a lo largo del verano este aporte disminuye y la estratificación térmica del agua separa la capa superior iluminada de la profunda rica en nutrientes.

Estas condiciones reducen la producción del fitoplancton y favorecen la proliferación de algas tóxicas en el verano. A esto se añaden los embalses y centrales hidroeléctricas que reducen los aportes de agua dulce a los fiordos.

Si consiguiéramos un afloramiento artificial devolveríamos el fiordo a la primavera. Llevando las aguas profundas a la superficie transportaríamos los nutrientes a la zona iluminada estimulando la fotosíntesis y el crecimiento de las algas. Bonito, verdad?
Pues no se pierdan este vídeo de animación del IMR (Institute of Marine Research) noruego
que en tan sólo 5 minutos nos lo resume de maravilla…!!

Lysefjord. Autor: Andrzej_HHH. Fuente: Trekearth

Los métodos que se han ensayado para producir  afloramientos artificiales son dos: la cortina de burbujas y el bombeo de agua dulce/salobre desde profundidad.

Los experimentos se han hecho en el sur del país, en los fiordos de Lyse y Sogn (Arnafjord y Gaupnefjord).
Vaya lugares para trabajar !!

La teoría de la sucesión ecológica dice que la turbulencia y abundancia de nutrientes favorecen a las diatomeas frente a los dinoflagelados, dominantes durante las épocas de estratificación y/ó hundimiento en la columna de agua.

Los resultados del afloramiento artificial han demostrado que efectivamente se incrementa la productividad del fitoplancton, tanto con el burbujeo como con el bombeo de agua dulce.
Pero los resultados han sido variables…por ejemplo, Aure y col (2007), bombearon agua salobre desde una plataforma a 30 metros de profundidad en Lyse entre primavera-verano de 2004 y 2005.

Triplicaron la productividad primaria pero el tipo de algas fue distinto dependiendo de las poblaciones iniciales. En 2004 el afloramiento produjo un dominio de diatomeas (género Chaetoceros) y en 2005 de dinoflagelados no tóxicos (Ceratium lineatum). Al frenar el afloramiento aumentaron las microalgas de pequeño tamaño (flagelados) pero las células tóxicas de dinoflagelados (Dinophysis) no proliferaron en ningún caso…

Modificado de la figura 9 de Aure y col (2007). La flecha horizontal indica la duración del afloramiento artificial. Autora de la foto de C. lineatum: Ann-Turi Skjevik. Fuente: Nordic Microalgae and Aquatic Protozoa

Pero tal como les comentaba han realizado otros experimentos: ¿qué han aprendido de ellos? 
y ¿por qué creo que no servirían en las rías gallegas? …se lo cuento en la próxima entrada…

 

Referencias:
-Aure J y col. Primary production enhancement by artificial upwelling in a western Norwegian fjord. Mar. Ecol. Prog. Ser. 352:39-52 (2007).
-Millanao M.O. y col. La miticultura en Chile: evolución, estado actual y perspectivas futuras. Foro Rec. Mar. Ac. Gal. 15:285-292 (2013).
-The state of world fisheries and aquaculture. FAO, 230 pp. (2012).
-Web: Fisheries.no