Arrecifes artificiales: Lo que funciona y lo que no

Los arrecifes artificiales son una de las muchas herramientas utilizadas por los conservacionistas marinos para restaurar los arrecifes de coral en todo el mundo, están hechos de una variedad de materiales naturales o sintéticos, y vienen en un número infinito de formas y estilos. El objetivo de estos arrecifes artificiales generalmente es proporcionar un área de crecimiento estable para los corales y un hábitat para los peces y todos los demás organismos que se encontrarían en un arrecife natural. A lo largo de los años, los arrecifes artificiales han recibido muchos elogios de aquellos que han trabajado con ellos, pero muchas críticas de científicos que lo ven como trabajar en los síntomas y no en los problemas que enfrentan los arrecifes de coral. En el Programa de Conservación de Arrecifes de New Heaven, hemos estado trabajando con arrecifes artificiales durante más de una década, y en este artículo, exploraremos la historia de los arrecifes artificiales, y luego veremos algunos de los métodos que hemos encontrado que son los más o menos exitosos.

Un poco de fondo

Se sabe que las culturas indígenas de todo el Indo-Pacífico utilizan estructuras de bambú y hojas de palma para atraer peces, conocidos como dispositivos de agregación de peces o modas. No se sabe cuánto tiempo ha estado sucediendo esta práctica, pero es seguro decir que tiene al menos varios miles de años. En esa misma tradición, muchos de los primeros arrecifes artificiales fueron diseñados como modas o para aumentar el hábitat de los peces disponibles. A diferencia de muchos arrecifes artificiales de hoy en día, estos primeros arrecifes artificiales no estaban destinados a fomentar el crecimiento de estos ecosistemas, sino que se utilizaron como una herramienta para ayudarnos a cosechar más de ellos. Un libro escrito por John Holbrook en 1860 es una de las primeras publicaciones sobre cómo diseñar y usar arrecifes artificiales para atraer peces en un área que fue dañada por el desarrollo en tierra. Sin embargo, nos vamos a centrar más en los arrecifes artificiales para la restauración de corales, en lugar de en los climas templados o utilizados para aumentar las tasas de captura de peces.

Muchas personas atribuyen a Charles Darwin ser el primer restaurador de arrecifes, cuando unió corales desalojados a estacas de bambú y observó que eran capaces de sobrevivir, a diferencia de los que se dejaron rodar en las arenas. Aunque no es un arrecife artificial muy efectivo (el bambú se degradará en el agua más rápido de lo que el coral puede encerrarlo), es un buen ejemplo de cómo se pueden usar los arrecifes artificiales para proporcionar un entorno de crecimiento seguro y estable para los corales. Aunque es interesante, probablemente fueron los buceadores que visitaron naufragios hundidos los que primero notaron cómo los sustratos artificiales se pueden transformar en prósperos entornos naturales de arrecifes de coral. A partir de esas raíces, se afianzó la idea de que podríamos mejorar la tasa de sucesión y recuperación de los ecosistemas después de que fueran dañados al proporcionar la estructura que necesitan los corales y las esponjas, y el hábitat para los peces e invertebrados que juegan un papel en mantener el ecosistema sano y funcional.

Al principio, cuando los arrecifes artificiales comenzaron a usarse por primera vez para la restauración de ecosistemas de coral en los años 1970 y 1980, muchas de las estructuras que se hundieron eran las que estaban disponibles, como barcos viejos, barcos militares retirados del servicio, vagones de tren, vehículos, etc. Muchos de ellos funcionaban bien, si eran estables, no tóxicos y estructuralmente diversos. Desafortunadamente, al mismo tiempo, otros vieron los arrecifes artificiales como una forma de deshacerse de los desechos sin pagar las tarifas requeridas e incluso obtener algún reconocimiento como un negocio responsable. Tales ejemplos incluyen la mezcla de residuos industriales secos o cenizas en concreto, el vertido de millones de neumáticos en las arenas y el uso de residuos de construcción en lugares como Singapur. Estos ejemplos posteriores retrasaron el campo de los arrecifes artificiales durante muchos años, y aún hoy en día son utilizados por los científicos para argumentar en contra de su aplicabilidad en la protección de los recursos marinos.

Afortunadamente para los arrecifes, sin embargo, la mayoría de los conservacionistas reconocen que esos malos ejemplos son solo parte de la curva de aprendizaje, y que las cosas han recorrido un largo camino desde esos días. Hoy en día, en lugar de usar solo materiales de oportunidad o desechos, la mayoría de los arrecifes artificiales se diseñan y despliegan a propósito utilizando materiales duraderos y no tóxicos que proporcionan un alto grado de diversidad superficial y estructural. Hoy en día, generalmente reconocemos varios objetivos principales para los arrecifes artificiales:

• Reemplazar la diversidad de estructuras y hábitats en lugares donde se ha perdido (debido a dragado, desarrollo, tormentas, blanqueamiento, etc.).)
• Aumentar el tamaño de los arrecifes o la estructura disponible para mejorar los recursos marinos locales y mejorar la biodiversidad
• Crear sitios de buceo/snorkel artificiales para aliviar la presión turística sobre los arrecifes naturales
• Crear arrecifes atractivos o inspirados en el arte para aumentar la conciencia y comunicar los problemas de los arrecifes al público en general

Es importante reconocer que los arrecifes artificiales solo funcionan en áreas donde la calidad del agua todavía es propicia para el crecimiento de los corales. Los arrecifes artificiales son una gran herramienta para los administradores de recursos marinos, pero es solo una herramienta en nuestro cinturón. Debe usarse junto con una amplia variedad de otras acciones, como establecer reglas y regulaciones, reducir las amenazas locales basadas en tierra y mar, reducir la pesca excesiva/uso excesivo y otros métodos de mitigación o protección para crear un programa de restauración de arrecifes de coral efectivo y holístico.

Lo que no funciona

Hay muchos factores que pueden hacer que un arrecife artificial sea un éxito o un fracaso, e incluso las mismas técnicas y materiales pueden funcionar bien en algunas situaciones y no en otras. Una descripción completa de los materiales, técnicas y factores ambientales a considerar es mucho más de lo que cabe en un solo artículo, que es parte de la razón por la que ofrecemos cursos extendidos sobre el tema. Sin embargo, a continuación se muestran algunas de las técnicas que nosotros u otros hemos probado que han fallado, y un poco sobre por qué. A pesar de no funcionar, vemos a personas repitiendo estos mismos errores todo el tiempo mientras «intentan reinventar la rueda», por lo que este es un lugar importante para comenzar.

1. Basura y materiales potencialmente tóxicos

Debería ser un hecho, pero todavía vemos que esto sucede hoy en día. Los materiales de desecho rara vez son buenos para construir arrecifes, ya que tienden a ser demasiado pequeños y no estables para que los organismos crezcan en ellos. A menudo lixivian productos químicos tóxicos o no proporcionan la microestructura de la superficie necesaria para que los organismos se enganchen. El ejemplo más famoso de esto es el arrecife Osborn construido en Florida a principios de la década de 1970, que vio alrededor de 2 millones de neumáticos viejos vertidos en el lecho marino. 30 años más tarde, los estudios mostraron que casi no había peces viviendo en el área, los neumáticos estaban lixiviando productos químicos tóxicos y con cada tormenta se movían por todo el lecho marino (algunos se encontraron arrastrados a tierra hasta Carolina del Norte). También se llevaron a cabo proyectos idénticos en Indonesia, Filipinas y Australia en la década de 1980

El equivalente actual a estos proyectos de neumáticos probablemente se ejemplifique mejor con aquellos que utilizan PVC o plásticos. En todo el sudeste asiático, las compañías de tubos de PVC a menudo patrocinan estos proyectos, lo que contribuye a su popularidad. Sin embargo, una y otra vez se encuentra que estos llamados arrecifes artificiales se mueven o vuelcan incluso en tormentas ligeras, se rompen y, finalmente, comienzan a degradarse y a liberar productos químicos tóxicos. Además, el PVC azul y verde tiene una superficie lisa a la que los corales no se adhieren ni reclutan fácilmente, por lo que nunca termina pareciendo un arrecife natural. Otro ejemplo fue un estudio realizado por el Dr. Laurie Raymundo en Guam después de la pesca con explosivos, en el que se colocaron mallas de PVC en el arrecife destruido y se trasplantaron con coral. Los resultados parecían prometedores al principio, pero en el APCRS Dr de 2010. Raymundo mostró imágenes de la zona, no había corales adheridos y en su mayor parte la malla estaba haciendo un desastre en la zona y luego se eliminó.

2. Estructuras pequeñas/no seguras

El objetivo principal de los arrecifes artificiales es crear una estructura sólida, sin embargo, ese objetivo parece perderse en algunos proyectos de arrecifes artificiales. El ejemplo clásico de esto es el uso de bloques de construcción (también conocidos como breeze o bloques de cemento), que literalmente están diseñados para ser livianos y fáciles de romper por la mitad. A pesar de estos atributos, el hecho de que sean baratos y estén disponibles en cualquier parte del mundo los ha hecho populares, aunque en gran medida una técnica infructuosa. Generalmente, estos se utilizan durante proyectos gubernamentales o corporativos muy grandes, utilizando voluntarios que perforan los bloques y luego los fragmentos de coral epoxi en los agujeros. Los buzos luego los colocan en’ esteras ‘ en las áreas de arrecife o arena. Se ven muy bien en los primeros conjuntos de imágenes, pero después de la primera temporada de tormentas pequeñas o monzones, generalmente se pueden encontrar dispersos por el borde del arrecife o parcialmente enterrados en la arena, con pocos o ninguno de los fragmentos de coral aún vivos. Ha habido algunos intentos muy creativos y elaborados para bloquear o crear unidades más grandes de los bloques usando cuerdas o barras de refuerzo, pero el viejo axioma de «basura dentro, basura fuera» generalmente es cierto.

Aunque lejos de ser una lista exhaustiva, estas son algunas de las formas más populares en las que la gente desafortunadamente se prepara para el fracaso. Pero no creas que el fracaso es omnipresente entre los proyectos de arrecifes artificiales, porque cada año salen nuevas y emocionantes técnicas, materiales y diseños que prueban su aplicabilidad.

Entonces, ¿Qué Funciona?

Como probablemente ya se haya dado cuenta, un arrecife artificial ideal es:

• Estable en tormentas normales a grandes
• Hecho de materiales sólidos, no tóxicos de larga duración
• Diseñado para tener una alta complejidad superficial (textura) para el reclutamiento de corales, esponjas y otros organismos
• Diseñado para proporcionar una alta complejidad estructural para peces y otros animales
• Diseñado para mezclarse con el arrecife natural, o estar diseñado para destacar y transmitir un mensaje (esculturas y arte)

Una vez más, consideraciones como la profundidad, la ubicación, la navegación del barco, etc. no se discuten aquí, pero son de vital importancia para el éxito. A continuación, veremos algunos ejemplos de arrecifes artificiales con los que comúnmente trabajamos y comentaremos un poco por qué nos gustan estas técnicas, incluso si pueden no cumplir con los 5 criterios anteriores.

1. Los naufragios y otras estructuras de acero grandes

Los naufragios de barcos metálicos son algunos de los arrecifes artificiales más antiguos y bien desarrollados, incluso si no se planificó un lugar de descanso. Los buques de guerra de la Primera y Segunda Guerra Mundial proporcionan algunos de los ejemplos más impresionantes de cómo el océano puede reclamar estructuras hechas por el hombre y crear un ecosistema vivo a partir de un objeto extraño. En algunos casos, los restos de naufragios viejos están tan cubiertos de corales y vida marina que solo se han identificado a través de tecnologías avanzadas como LIDAR, o por accidente durante las operaciones de perforación o dragado.

Los organismos de los arrecifes de coral crecen bien en estructuras de acero, a pesar de la preocupación de algunos de que el hierro y otros nutrientes limitantes favorecerán el crecimiento de algas o bacterias. Aunque se utilizan materiales de oportunidad, los naufragios hundidos a propósito requieren, sin embargo, preparativos ambientales y de seguridad antes de ser desplegados. Además de los restos de naufragios, pero en la misma línea, se utilizan plataformas petrolíferas desmanteladas como arrecifes artificiales, siempre que se completen primero los preparativos ambientales adecuados, estas estructuras pueden proporcionar increíbles «islas de biodiversidad» en paisajes marinos estériles.

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que el uso de aleaciones de metales mixtos es mucho menos efectivo que las estructuras de acero. Debido a los efectos de la degradación electrolítica que ocurre entre diferentes metales cuando se colocan en una solución de agua salada, artículos como automóviles, helicópteros o aviones se degradarán y se romperán en solo unos pocos meses.

2.Estructuras de concreto

El concreto es el material favorito para usar para la mayoría de los administradores de arrecifes por muchas razones. En primer lugar, es un material que está muy cerca en composición de la piedra caliza de coral natural, y también es fuerte, pesado, barato y fácilmente disponible en todo el mundo. El hormigón se puede hacer en casi cualquier forma o tamaño, y dura mucho tiempo bajo el océano. Algunos críticos afirman que los metales traza que se encuentran en el concreto (también conocido como cemento Portland) causarán enfermedades de los corales, pero esto nunca se realiza en el océano, y en nuestra experiencia, los corales prosperan en estas estructuras. El principal inconveniente del uso de concreto es que las estructuras pueden volverse demasiado pesadas para desplegarse rápidamente utilizando los recursos limitados que la mayoría de los administradores de arrecifes pequeños tienen disponibles. Algunos de nuestros proyectos de concreto más grandes (por ejemplo, Mundo de Flotabilidad, Mini Cuadrado, Cubos DMCR, etc.).) solo han sido posibles gracias a las asociaciones con el gobierno, que nos ha permitido el acceso a grandes barcazas.

3. Unidades modulares hechas de barras de refuerzo de acero, cemento o vidrio

Algunas de nuestras estructuras favoritas son unidades más pequeñas que se despliegan fácilmente (lo suficientemente ligeras como para que los voluntarios las lleven a un barco) y luego se ensamblan en estructuras más grandes bajo el agua. Suan Olan es uno de nuestros mejores ejemplos de esto, donde tenemos algunas estructuras hechas de piezas prefabricadas de hormigón ensambladas en estructuras interesantes y, a veces, interactivas. También tenemos muchas de nuestras Unidades de botellas allí, que ha sido una de nuestras técnicas más exitosas hasta la fecha. Las unidades consisten en una base de hormigón, en la que se colocan botellas de vidrio y se convierten en el punto de sujeción para los corales. Las unidades se hunden en las arenas para evitar que se muevan. Por último, tenemos muchas de nuestras estructuras metálicas que están hechas de barras de refuerzo. Siempre que estas estructuras se mantengan pequeñas, rígidas y soldadas correctamente, entonces lo hacen realmente bien. Proporcionan un lugar fácil para unir corales, tienden a permitir que las olas pasen a través de ellos para evitar el vuelco y duran entre 8 y 10 años bajo el agua. Una vez que se colapsan, generalmente están tan cubiertos de coral que las cosas siguen creciendo con normalidad.

4. Dispositivos de acreción de minerales

Probablemente el método más emocionante de construcción de arrecifes artificiales es el uso de dispositivos de acreción de minerales, o arrecifes artificiales electrificados (tradicionalmente conocidos como Biorock™). Estos comienzan al igual que nuestras estructuras metálicas modulares hechas de barras de refuerzo, pero una vez en el agua, la electricidad de bajo voltaje pasa a través de la estructura. Esto crea un efecto conocido como electrólisis, que proporciona protección catódica a la estructura (impide la oxidación o corrosión), y además provoca que los minerales del agua de mar para precipitar y recoger en el metal. Esta acción crea un entorno beneficioso para el crecimiento de corales y otros organismos secretores de carbonato de calcio, que tienden a crecer mucho más rápido en estas estructuras (hasta 3-5 veces) y sobreviven mejor a través de perturbaciones como el blanqueo inducido por la temperatura. Tradicionalmente, estas unidades han sido muy caras y han requerido una gran cantidad de mantenimiento y experiencia. Sin embargo, estamos trabajando junto con nuestro socio CoralAid para modernizar y revolucionar esta tecnología para que más administradores de arrecifes puedan utilizarla.

En los últimos años, se están diseñando materiales de métodos cada vez más interesantes o novedosos, algunos de los cuales son prometedores. Estos incluyen el uso de impresoras 3D para crear estructuras con una diversidad estructural y de superficie exponencialmente mayor que se podría lograr a través de medios tradicionales, y el uso creciente del arte y la escultura para atraer más conciencia a las dificultades del océano. Durante años, los arrecifes artificiales se han visto como esfuerzos mal dirigidos o «intromisión sin sentido».»Y hay muchos ejemplos de donde la gente ha optado por la ruta atractiva y conocedora de los medios de comunicación de construir arrecifes artificiales sin centrarse en resolver los problemas en su área. Tales esfuerzos siempre terminarán en fracaso. Sin embargo, cada vez hay más datos y pruebas anecdóticas que muestran que los arrecifes artificiales pueden y deben ser parte de un programa de gestión de arrecifes integral y holístico.