Emplear organismos vivos como biosensores naturales
La evaluación del estado de los medios acuáticos suele implicar la recopilación de datos con sensores o el análisis de muestras en el laboratorio. Estos métodos tradicionales ofrecen información precisa y fácilmente cuantificable, como la concentración de metales pesados, el nivel de clorofila o la presencia de plaguicidas, pero son caros y laboriosos, lo cual limita su idoneidad para los programas de vigilancia a largo plazo.
Sistemas biohíbridos y métodos de biovigilancia
En el proyecto Robocoenosis(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos, se trató de resolver estas limitaciones utilizando organismos vivos, como mejillones o pulgas de agua, a modo de sensores naturales. El objetivo era incorporar estos organismos a dispositivos capaces de detectar cambios ambientales y ofrecer una vigilancia continua en tiempo real. «A diferencia de los análisis químicos periódicos, consideramos que la biovigilancia con organismos vivos podría ofrecer una evaluación más integral de la calidad del agua —explica Wiktoria Rajewicz, integrante del proyecto Robocoenosis en la Universidad de Graz(se abrirá en una nueva ventana) (Austria)—. Esto se debe a que los organismos responden a la influencia conjunta de diferentes factores ambientales, y no a factores aislados». El equipo del proyecto se propuso desarrollar sistemas biohíbridos que aprovechasen y mejorasen los métodos de biovigilancia ya existentes. «Un proyecto de esta envergadura implica un proceso de ensayo y error, por lo que desarrollamos muchos prototipos diferentes —comenta Rajewicz—. Combinamos avances en ingeniería, biología y robótica, y a menudo recurrimos a enfoques creativos y poco convencionales». El equipo identificó primero organismos cuyo comportamiento se pudiera analizar, clasificar y relacionar con factores externos. A continuación, se desarrollaron prototipos completos para recopilar y registrar datos que, posteriormente, se fueron mejorando. Los dispositivos biohíbridos se probaron en distintos entornos de agua dulce. Los ensayos se llevaron a cabo generalmente por la noche, a fin de observar organismos planctónicos que se sienten atraídos por la luz.
Supervisión precisa de cuencas de agua dulce
Los ensayos demostraron que los robots biohíbridos pueden ofrecer un método eficaz y asequible para vigilar cuencas de agua dulce. «La combinación de componentes punteros y la capacidad de analizar el agua en la fuente son los principales resultados —comenta Rajewicz—. Este método no requiere mantener las condiciones de laboratorio y constituye un sistema de detección preciso de alerta temprana». El equipo demostró que, utilizando y perfeccionando sensores basados en organismos vivos, es posible realizar análisis ambientales rápidos y precisos. «La precisión de estos sistemas radica en la capa adicional de análisis que efectuamos con los datos en bruto», recalca Rajewicz. «Además de obtener información sobre el medio ambiente, también nos hacemos una idea del efecto neto de éste sobre los organismos vivos».
Acuicultura, sensores y robótica
El siguiente paso consistirá en evaluar las oportunidades comerciales de las tecnologías desarrolladas y, a continuación, llevarlas al mercado. «Ello permitirá que un público más amplio se beneficie de nuestros hallazgos y, además, podría favorecer las tareas de seguimiento y vigilancia ambiental», afirma Rajewicz. De hecho, el equipo de Robocoenosis cree que muchos sectores podrían beneficiarse de esta tecnología, como la acuicultura continental y marina, la robótica y los sensores. Además, los dispositivos podrían ser útiles tanto para las autoridades que velan por la seguridad de las cuencas hidrográficas como para los investigadores de ecosistemas marinos y de agua dulce. «La aplicación de este sistema de medición podría aportar ventajas a las misiones de vigilancia a largo plazo de hábitats protegidos, donde es necesario limitar la actividad humana», concluye Rajewicz. La buena noticia es que los avances logrados en Robocoenosis continuarán ahora en BioDiMoBot, un proyecto de seguimiento financiado con fondos europeos donde se optimizarán herramientas robóticas para obtener un conocimiento más detallado sobre la salud de los ecosistemas.