¿Sabes qué es un arrecife?
Imagina una bulliciosa metrópolis submarina que alberga alrededor del 25 % de todas las especies marinas en menos del 1 % de la superficie total de los océanos. Esos son los arrecifes de coral. Sin embargo, presiones extremas como la contaminación, el cambio climático y las devastadoras olas de calor, como la registrada en 2023, que provocó mortalidades masivas en las costas mexicanas, están llevando a estos ecosistemas al colapso, superando su capacidad natural de regeneración. Los arrecifes no sólo son uno de los ecosistemas más biodiversos del planeta, también funcionan como barreras naturales contra las tormentas, sostienen pesquerías que alimentan a millones de personas y generan ingresos turísticos en regiones tropicales (Figura 1).
¿Cómo ha contribuido la ciencia de materiales al rescate de los arrecifes de coral?
Para ayudarlos, los científicos han recurrido a una táctica de restauración activa: la construcción de arrecifes artificiales. Históricamente, el material estrella para estas estructuras ha sido el concreto, debido a su resistencia y a que imita la roca natural. Sin embargo, aquí surge una paradoja: la industria del concreto es altamente contaminante y supone una limitación ecológica importante. Al sumergirse, la superficie del concreto convencional es altamente alcalina, con un pH de 10 a 11, por lo que el bloque debería madurar bajo el agua entre 3 y 12 meses, hasta neutralizarse, para que un coral bebé (larva) pueda vivir allí. El problema es que, durante ese tiempo de espera, organismos más rudos, como los percebes, colonizan la superficie y le “roban” el espacio vital al coral. Ante este desafío, la ciencia de materiales y la biología marina han unido fuerzas para diseñar “el hogar perfecto”, proponiendo soluciones interesantes.
¿Cómo solucionar los problemas del concreto convencional?
Para reducir la huella de carbono y hacer los sustratos más amigables, los investigadores están cambiando la formulación del concreto, empleando, por ejemplo, mezclas que incorporan conchas de ostras trituradas y concreto altamente poroso con una textura compleja que a las larvas marinas les encanta. Además, se ha probado el uso de cenizas volantes, polvo granítico y fibras naturales, lo que puede reducir los costos de producción hasta en un 40 % aproximadamente y crea estructuras robustas con baja lixiviación tóxica. Estas estructuras son diseñadas desde el día uno para la colonización por parte de la vida marina, ya que no basta con poner un bloque en el fondo del mar: hay que “convencer” al coral de que se mude allí.
La realidad de la restauración coralina en México es compleja y enfrenta críticas debido a la magnitud de la crisis climática actual. Aunque los sistemas de restauración han mostrado tasas de supervivencia de hasta el 60 %, los científicos subrayan que la restauración por sí sola no es una solución mágica. Es costosa y tiene un impacto local limitado si no se acompaña de políticas que aborden las causas de raíz del deterioro. La clave del éxito en México y en el mundo reside en integrar a las comunidades locales, las políticas públicas y el conocimiento científico para crear programas que no sólo siembren corales, sino que también cuiden la vida de nuestros mares.
Diseñando nuevos hogares para los corales
En México, los esfuerzos para recuperar los arrecifes incluyen la combinación de ciencia de materiales y la biología para desarrollar biomateriales que imiten la textura y química del entorno natural para facilitar el asentamiento, la fijación y el crecimiento de nuevos pólipos de coral, construyendo así hábitats mucho más resilientes.
En el Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), el laboratorio de Biomateriales Aplicados, liderado por la Dra. Miriam Rocío Estévez González, trabaja en el diseño de nuevos materiales que puedan integrarse al concreto para construir estructuras más compatibles con los ecosistemas marinos. En colaboración con el Instituto de Ingeniería, el Instituto de Ciencias del Mar y Limnología de la UNAM y el Centro Mexicano de Innovación en Energía del Océano, A.C., se busca desarrollar plataformas que imiten la complejidad estructural de los arrecifes naturales mediante biomateriales sostenibles capaces de atraer a las larvas de coral, usando texturas y ambientes químicos amigables.
Además, se busca que estas estructuras actúen como soportes temporales y biodegradables, diseñados para desaparecer gradualmente una vez que el ecosistema natural se haya regenerado por completo.
El futuro de los arrecifes
Los arrecifes de coral enfrentan una de las crisis ecológicas más graves de nuestro tiempo. La restauración mediante arrecifes artificiales y biomateriales representa una herramienta prometedora, sin embargo, no es una solución única. Sin una reducción de las presiones que afectan a los océanos, como el cambio climático, la contaminación y el desarrollo costero, cualquier esfuerzo de restauración tendrá un alcance limitado. El desafío del futuro será combinar la innovación científica, las políticas ambientales y la participación comunitaria para proteger estos ecosistemas que sostienen la vida en nuestros mares.
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