Un arrecife eléctrico (también arrecife electrificado ) es un arrecife artificial hecho de bioroca , que es piedra caliza que se forma rápidamente en el 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. En 2011 había 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 son áreas valiosas para la colonización de organismos bentónicos y otras formas de vida marina (por ejemplo, esponjas), son menos viables para la restauración de corales debido al lento crecimiento de los corales 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 simple para crear piedra caliza a partir de minerales disueltos en el agua de mar, al que llamó biorock . Junto con Thomas J. Goreau se dio cuenta de que este proceso podría adaptarse para crear rápidamente arrecifes de coral artificiales durante la década de 1980. Utilizando los nombres "Sea-ment" y "cemento marino", el proceso se publicitó 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 hicieron crecer una isla artificial alrededor de estructuras de acero ancladas al fondo del mar utilizando este proceso. [3] En las Maldivas , el 80% de los arrecifes eléctricos sobrevivieron al calentamiento de 1998 que mató al 95% de los corales de arrecifes naturales. [4]
Goreau continuó el trabajo después de la muerte de Hilbertz en 2007. Para 2011, había proyectos de arrecifes eléctricos instalados en más de 20 países. [5] [ cita requerida ] 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 es un marco conductor de electricidad soldado, a menudo hecho de varillas de refuerzo o malla de alambre de calidad para la construcción , que se sumerge y se adhiere al fondo marino al que se aplica un campo eléctrico . El marco ( cátodo ) y una placa de metal mucho más pequeña ( ánodo ) colocada a una distancia adecuada del marco 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 en las proximidades del ánodo y se recombinan y precipitan fuera del agua 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 el marco de metal y piedra caliza, atrae rápidamente la vida marina colonizadora, incluidos peces, cangrejos, almejas, pulpos, langostas y erizos de mar. Una vez que la estructura está en su lugar y los minerales comienzan a cubrir la superficie, los buzos trasplantan fragmentos de coral de otros arrecifes al marco, que pronto se adhieren al sustrato mineral recién acumulado.
Debido a la disponibilidad de oxígeno evolucionado en el cátodo y la acumulación facilitada electroquímicamente de iones disueltos como el bicarbonato, comienzan a crecer, unas tres a 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 la 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, construidas para reflejar las olas y evitar la erosión, son problemáticas y, de hecho, pueden contribuir a una mayor erosión de las playas, ya que la fuerza de las olas se duplica debido a la inversión del vector de dirección de las olas, ya que la ola reflejada transporta arena desde la base de la estructura hacia el mar, lo que hace que la estructura falle con el tiempo. [7]
Los arrecifes electrificados comunes que se utilizan para la protección de las costas imitan el efecto de un arrecife natural que evita la erosión al disipar la energía de las olas y hacer que las olas rompan antes de que impacten en la costa. En la naturaleza, se ha demostrado que los arrecifes grandes disipan hasta el 97% de su energía. [ cita requerida ] Se basan en los mismos marcos de malla abierta que los utilizados para la restauración de corales. Luego, se depositan esqueletos de corales muertos y algas del arrecife que ayudan a que crezcan las playas. [8] [9] [ dudoso – discutir ] Debido a que estos arrecifes imitan las propiedades de los arrecifes naturales, resuelven algunos de los desafíos que tienen en la disipación de tormentas y sus cualidades de autocuración ayudan a las estructuras a sobrevivir a tormentas extremas siempre que el suministro eléctrico permanezca en funcionamiento. [8]
En las Islas Turcas y Caicos, los ensayos de arrecifes electrificados para la protección costera sobrevivieron a los dos peores huracanes de 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 que se acumulaba arena alrededor de las bases de la estructura del arrecife. [8] [ dudoso – discutir ]
En Maldivas , en 1997, los arrecifes de protección costera ayudaron a salvar varios edificios, incluido un hotel, que corrían el riesgo de ser arrastrados por la erosión severa de la playa. El arrecife de protección costera de 50 metros de largo estabilizó y finalmente revirtió la erosión en varios años, incluso permitiendo que la playa sobreviviera a un tsunami en 2004. [ cita requerida ]
Se han instalado proyectos de arrecifes eléctricos en más de 20 países, en el Caribe , el océano Índico , el Pacífico y el sudeste asiático . Los proyectos están ubicados en la Polinesia Francesa , Indonesia , Maldivas , México , Panamá , Papúa Nueva Guinea , Seychelles , Filipinas , Tailandia y en una de las áreas 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 que no tienen que ver con arrecifes de coral en lugares como la bahía de Barataria , en Galveston , en praderas marinas del Mediterráneo , en arrecifes de ostras y marismas de la ciudad de Nueva York , en Port Aransas y en St. Croix . [ cita requerida ]
La electrólisis de los arrecifes eléctricos mejora el crecimiento de los corales, su reproducción y su capacidad para resistir el estrés ambiental. [ cita requerida ] Las especies de coral que normalmente se encuentran en arrecifes saludables obtienen una gran ventaja sobre los organismos algas que a menudo crecen en exceso en los arrecifes estresados.
Biorock puede permitir el crecimiento y la regeneración de los corales incluso en presencia de estrés ambiental , como el aumento de las temperaturas oceánicas , enfermedades y contaminación por nutrientes, sedimentos y otros tipos de contaminación. Biorock representa el único método conocido que puede sustentar y hacer crecer especies de corales 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 un campo eléctrico durante 6 meses, después de lo cual se eliminó la corriente al arrecife eléctrico. Las diferencias de crecimiento fueron significativas solo durante los primeros 4 meses, siendo el crecimiento longitudinal relativamente alto en presencia del campo. Los corales tratados sobrevivieron a una tasa mayor. [13]
En la isla de Vabbinfaru , en las Maldivas, se colocó en el fondo del mar una jaula de acero de 12 metros y 2 toneladas llamada Lotus. En 2012, el coral era tan abundante en la estructura que resulta difícil distinguir la jaula. El Niño de 1998 mató el 98% del arrecife que rodea a Vabbinfaru. Abdul Azeez, quien dirigió el proyecto Vabbinfaru, dijo que el crecimiento de los corales en la estructura es hasta cinco veces mayor que en otros lugares. Durante el calentamiento de 1998 se instaló un prototipo más pequeño y más del 80% de sus corales sobrevivieron, en comparación con solo el 2% en otros lugares. [14] Sin embargo, el proyecto ya no recibe energía, lo que lo deja vulnerable a la siguiente ronda de blanqueamiento. [ cita requerida ]
Los arrecifes eléctricos necesitan energía eléctrica para mantenerse. [ cita requerida ] En Maldivas, varios arrecifes eléctricos sobrevivieron con éxito a un evento de blanqueamiento de 1998 que mató a casi todos los corales silvestres locales, sin embargo, después de perder energía, murieron en el 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 sus capacidades de electrorrecepción , sin embargo, especies con capacidades similares, como el jurel y el cacho de Bermudas , no parecieron verse afectadas por el campo eléctrico. [15]
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