La investigación marina en España: más de un siglo vigilando los océanos

La oceanografía, al igual que la mayoría de las ciencias experimentales, ha sufrido importantes avances en los últimos años, la mayoría de ellos debidos fundamentalmente a los continuos progresos de las tecnologías asociadas y de los incesantes avances en las ciencias relacionadas con ella.

La investigación oceanográfica en España se inició a finales del siglo XIX con el establecimiento de la primera Estación Marítima. Desde entonces hemos avanzado mucho: en los albores del siglo XXI se ha instalado en la costa catalana el primer laboratorio submarino español. Así funciona la investigación marina en España.

UN POCO DE HISTORIA

Con la creación en el año 1886 de la "Estación Marítima de Zoología y Botánica Experimental" en Santander, por el naturalista Augusto González de Linares, surgió en España la inquietud por la investigación marina, no sólo por el interés puramente científico, sino también por su gran valor como fuente de riqueza. La posterior creación del Instituto Español de Oceanografía, fundado en 1914 por el profesor Odón de Buen, cuyo objeto era el "estudio de las condiciones físicas, químicas y biológicas de los mares que bañan nuestro territorio con sus aplicaciones a los problemas de la pesca" proporcionó un asentamiento firme para la oceanografía española.

Más tarde, con el desarrollo de las actividades científicas en las universidades y la creación de los Organismos Públicos de Investigación, han ido surgiendo necesidades nuevas, como la creación de buques adaptados para la investigación oceanográfica o, desde la firma del Tratado Antártico, la creación de bases científicas de tierra en la Antártida.

El Instituto Español de Oceanografía (IEO) se hizo con uno de los primeros buques oceanográficos en 1972: el Cornide de Saavedra, dotado de modernos sistemas electrónicos de navegación y situación, así como de los medios necesarios para recoger muestras, tanto de agua como de sedimentos, de determinación de variables físicas y químicas del agua de mar y para los estudios de flora y fauna marina, y que actualmente sigue en funcionamiento, realizando las campañas que se desarrollan en las zonas más alejadas de la Península.

Por su parte, el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), construido en 1939 sobre los cimientos de la antigua Junta para la Ampliación de Estudios e Investigaciones (nacida en 1907 y suprimida en 1938, en plena Guerra Civil), estrenó en 1979 su primer buque oceanográfico, el García del Cid, diseñado exclusivamente para la investigación oceanográfica, cuyo objetivo es el desarrollo de trabajos científicos de distinta índole (biológica, geológica, oceanografía física...) en el Mediterráneo Occidental, la zona ibérica del Atlántico e Islas Canarias, aunque ocasionalmente se desplaza a otras zonas si el proyecto científico así lo requiere.

La investigación oceanográfica en España durante los años 70 y 80, estuvo principalmente enfocada a las aguas costeras que rodean España y en aquellas áreas más lejanas del Atlántico donde la pesca era un importante objetivo para la comunidad oceanográfica nacional. Las campañas se desarrollaban principalmente a bordo de los buques Cornide de Saavedra y García del Cid, que presentaban notables carencias en cuanto a su equipamiento científico, su capacidad para embarcar un mayor número de científicos y navegar por zonas remotas. Tras la participación de diversos grupos de científicos españoles en expediciones extranjeras a la Antártida, la primera expedición oceanográfica nacional se realizó en 1986 a bordo de los buques PescaPuerta IV y Nuevo Alcocero con organización del Instituto Español de Oceanografía. En años sucesivos sería el Ministerio de Defensa el responsable de la organización de las campañas, primero a bordo del buque Río Baker (1987/88) y posteriormente a bordo del remolcadorLas Palmas de la Armada Española. Con el estreno del buque oceanográfico estrella español, el B.I.O. Hespérides en el año 1991 se abrieron a la oceanografía española las puertas de la Antártida.

Actualmente las campañas de investigación oceanográfica en España las llevan a cabo las embarcaciones B/O Cornide de Saavedra, B/O Francisco P. Navarro, B/O Odón de Buen, B/O José Rioja, B/O José María Navaz y B/O Lura por parte del IEO; B/O Vizconde de Eza, B/O Emma Bardán y B/O Miguel Oliver, del Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino; y B/O García del Cid, B.I.O. Las Palmas, B.I.O. Hespérides y B/O Sarmiento de Gamboa, del CSIC.

Los avances que ha experimentado la oceanografía no dependen únicamente de las técnicas de investigación en sí, sino también de las mejoras en los sistemas de posicionamiento, navegación, comunicaciones, seguridad, etc.

Así, la liberación de la señal de GPS (Global Positioning System), que hasta el año 2000 estaba controlada por EE.UU. de manera que el error que proporcionaban los satélites oscilaba entre los 15 y los 100 metros, aleatoriamente, supuso un aumento en la precisión del posicionamiento que ha supuesto que dicho error, en los mejores casos, sea inferior a un metro.

Uno de los mayores logros conseguidos en cuanto a la navegación es el conocido como sistema de posicionamiento dinámico (DPS), que es capaz de movilizar una embarcación de trabajo y otras unidades flotantes de un sitio de trabajo a otro y mantener la embarcación automáticamente en una posición fija con el usos de sus hélices y poder seguir avanzando sin la necesidad de uso de anclas, de esta forma puede permanecer en un mismo punto sin variar su posición, compensando las condiciones adversas de oleaje, corrientes o viento. Este sistema de posicionamiento lo tiene actualmente el B/O Vizconde de Eza, del Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, y el B/O Sarmiento de Gamboa, del CSIC.

Con respecto a las comunicaciones, las nuevas tecnologías han llegado a la navegación. Dulce Afonso, Licenciada en Ciencias del Mar y Técnico del Departamento de Telemática de la Unidad de Tecnología Marina (UTM) del CSIC explica que “las comunicaciones vía Inmarsat, para voz y transmisión de datos, que resultaban lentas (64 Kbps) y caras (unos 6 dólares por minuto), han sido sustituidas por el sistema de banda ancha VSAT (Very Small Aperture Transmission), que funciona en la banda X (que es militar) en el caso del Hespérides, y en la banda C (comercial) en el del Sarmiento de Gamboa”. Ambos sistemas proporcionan conexión abierta 24 horas al día (con el Inmarsat eran puntuales), con 128 Kbps garantizados (los del Hespérides no lo eran) y “teléfono al que, por cierto, se puede llamar a coste de llamada nacional”.

En lo que se refiere al equipamiento oceanográfico, éste se renueva cada poco tiempo, intentando siempre tener a bordo la tecnología más puntera en cuanto a investigación marina se refiere. Así, el Hespérides cuenta con una amplia gama de equipamiento de diferentes aplicaciones oceanográficas: equipos de sísmica, acústica, sistemas de medición de parámetros físico-químicos en el agua, muestreo de agua en profundidad y superficie, muestreo de sedimentos, microscopía, instrumentación de laboratorio, etc.

Desde 2006 el Hespérides cuenta con un ayudante de lujo para aguas del Océano Atlántico y el Mar Mediterráneo: el B/O Sarmiento de Gamboa, que tiene la consideración de Gran Instalación Científica e incorpora las tecnologías más avanzadas tanto en cuanto a los sistemas de navegación (por ejemplo, el posicionamiento dinámico) como a su equipamiento científico, además de ser el primer buque oceanográfico español que podrá trabajar con ROV’s (Remote Operated Vehicle) de altas profundidades y con AUV’s (Autonomous Underwater Vehicle). Tiene además un sistema de telecomunicaciones que le proporciona teléfono, fax e internet de banda ancha.

Este barco posee unas condiciones de habilitación mucho más cómodas y modernas que otros buques. Camarotes amplios, con aire acondicionado, PC, equipo de música, varias salas de descanso y recreo para la tripulación y los científicos y técnicos embarcados, gimnasio, sala de lavandería, etc. “La vida a bordo, aunque ha mejorado notablemente, no deja de ser dura: se trabaja 24 horas y poco tiempo queda para el ocio, por eso la estancia a bordo hay que hacerla más llevadera” comenta Ricardo Casal, avezado marino y técnico del Departamento de Mecánica de la UTM.

Además de los avances mencionados, cuenta con un sofisticado equipamiento oceanográfico, como relata Diego Fernández Padín, técnico del Departamento de Instrumentación de la UTM , en el que destacan un citómetro de flujo y separador de alta velocidad de los más evolucionados del mercado actual, y un sistema para medir la presión parcial de dióxido de carbono (pCO2) en el agua de mar (“dato de gran importancia a la hora de conocer la capacidad de absorción de CO2 por parte del océano, fundamental para las valoraciones sobre el calentamiento global”). Asimismo lleva a bordo modernos equipos de adquisición de datos oceanográficos en la columna de agua, como una sonda CTD ondulante Sea Soar (que mide temperatura, conductividad y profundidad en una sección determinada de la columna de agua a medida que es remolcada desde el barco) y un equipo de adquisición de datos sísmicos mediante cañones e hidrófonos. En cuanto al equipamiento acústico, destaca el Posidonia, un moderno equipo que sirve para tener datos exactos sobre la posición respecto al barco de cualquier equipo que se lance desde el mismo, y muy necesario en el caso de los ROVs o cualquier equipo que vaya remolcado, ya que bajo la superficie del mar no funciona el GPS, explica Héctor Sánchez, técnico del Departamento de Acústica de la UTM

Este buque también dispone de varios laboratorios accesorios instalados en contenedores de 20 pies que pueden instalarse en la cubierta de popa del mismo según las necesidades de cada campaña: un laboratorio de química que cuenta con un analizador automático de nutrientes en agua de mar, un laboratorio de radiactividad, un laboratorio “limpio” (para realizar delicados trabajos que necesitan cierto aislamiento o unas determinadas condiciones) y un contenedor para incubaciones en cubierta, descubierto y conectado al agua de mar de superficie, en el que pueden realizarse experimentos en condiciones casi reales.

Entre finales de 1989 y principios de 1990 se instaló en la isla de Decepción el entonces refugio militar Gabriel de Castilla para apoyar los trabajos de investigación y levantamientos topográficos que allí se estaban realizando en ese momento. Como ya se ha dicho, esta base está gestionada por la División de Operaciones del Estado Mayor del Ejército de Tierra que, asimismo, organiza y dirige la campaña, siendo coordinada ésta, en cuanto a investigación científica se refiere, por el Comité Polar Español.

La Base Antártica Española (BAE) Juan Carlos I fue abierta en enero de 1988. Está considerada como una Gran Instalación Científica por el Ministerio de Ciencia y Tecnología (MCYT). La base está ocupada únicamente durante el verano austral, desde mediados de noviembre hasta principios de marzo, aunque se mantienen registros automatizados durante todo el año. Como todas las instalaciones antárticas españolas, tiene como objetivo apoyar las actividades de nuestro país en la Antártida, en particular la realización de los proyectos de investigación científica que coordina el Subprograma de Investigación en la Antártida del Programa Nacional de Recursos Naturales.

Se encuentra situada en la costa SE de Bahía Sur, en la Península Hurd de Isla Livingston (archipiélago de las Shetland del Sur), a unas 20 millas de navegación de la base española Gabriel de Castilla, situada en Isla Decepción.

La base ha sufrido modificaciones y ampliaciones desde sus inicios en 1988. Actualmente consta de cuatro áreas bien delimitadas y que definen otros tantos usos (Habitabilidad, Científica, Servicios y Montaña). Estas áreas se mantienen separadas, pero son interdependientes por su propia naturaleza. También dispone de un helipuerto situado frente al área de habitabilidad.

El área científica está formada por 4 contenedores de 20 pies que, junto a un patio cubierto que actúa de almacén, forman un paralelepípedo de unos 80 m2. Los contenedores están distribuidos formando una biblioteca y sala de trabajo así como los laboratorios de meteorología, geología y biología. La base cuenta con un completo equipamiento de microscopía, así como material auxiliar de laboratorio, estufas y balanzas. De la misma forma, para el desarrollo de los trabajos de oceanografía costera cuenta, entre otros, con un CTD, botellas Niskin e instrumentación de laboratorio.

La campaña antártica en la base dura los cuatro meses del verano austral. El comienzo es muy duro, normalmente hay que ‘desenterrar’ los módulos que conforman la base de una capa de nieve de profundidad variable. “En una base antártica uno toma conciencia de la importancia de un gran número de cosas a las que la cómoda vida de nuestra sociedad nos tiene acostumbrados: el abrir el grifo y que haya agua corriente, el accionar un interruptor y que se enciendan las luces o los equipos electrónicos y el pulsar la cisterna del lavabo y que nuestros detritus desaparezcan. Pero nada de eso es evidente aquí.” Comenta el biólogo y jefe técnico UTM de la BAE, Jordi Felipe.

En España, el OBSEA (Observatorio Submarino Expandible), primero de su clase en nuestro país, acaba de instalarse a tres millas de la costa de Vilanova i la Geltrú (unos 4 Km.) y 20 metros de profundidad. En una zona protegida de pesca, el observatorio está interconectado a una estación terrestre situada en la costa por un cable mixto de energía y comunicaciones. Desde ésta se proporciona la alimentación para los dispositivos y el enlace de fibra óptica para las comunicaciones a la vez que se hace la gestión de alarmas y se almacenan los datos. Con un tramo de unos 1000 metros de cable terrestre se conecta con la cámara de amarre, punto donde el cable submarino inicia su recorrido hasta la ubicación del nodo, en el propio observatorio.

Esta plataforma para la investigación ha sido diseñada y construida por el Centro de Desarrollo de Sistemas de Adquisición Remota y Tratamiento de la Información (SARTI) de la Escuela Politécnica Superior de Ingeniería de Vilanova i la Geltrú, de la Universidad Politécnica de Cataluña, y por la Unidad de Tecnología Marina del CSIC.

La principal ventaja de disponer de un observatorio cableado es la de poder proporcionar energía a los instrumentos científicos y disponer de un enlace de comunicación de banda ancha. De esta manera se puede tener información en tiempo real y se evitan los inconvenientes de los sistemas alimentados con baterías. La solución adoptada es la implementación de una red Ethernet óptica que transmite continuamente los datos de los instrumentos oceanográficos conectados al observatorio. Con el OBSEA se puede realizar una observación en tiempo real de múltiples parámetros en el medio marino, como tenues variaciones en las condiciones de temperatura o la salinidad, que se miden con un dispositivo CTD (Conductivity, Temperature, Depth), o señales acústicas procedentes del medio natural o generadas por el hombre que se captan con un hidrófono. Además el OBSEA cuenta con una cámara IP, que graba imágenes del fondo marino, y es manejable desde la estación terrestre para controlar su movimiento o enfocar, y a la que puede accederse a través de internet.

La estructura de soporte se ha diseñado con la finalidad de mantener los diversos elementos fijos y protegidos de posibles intervenciones externas. A la vez esta estructura soportará la tracción que pueda generar el cable submarino por la fuerza de las corrientes.

En esta estructura se ubica el cilindro principal que contendrá la electrónica de control del observatorio submarino. Este cilindro ha sido diseñado para soportar la presión existente a 300 metros de profundidad, y proporcionará la interfaz entre el cable submarino y los diversos instrumentos oceanográficos conectados al observatorio.

Los ámbitos de estudio del OBSEA dependen de los sensores conectados y la localización de la plataforma en el mar, sólo será necesaria la instalación de los sensores adecuados para cada proyecto. Por este motivo la instalación permite un amplio rango de posibilidades y se podría utilizar en una gran diversidad de estudios, como identificación de riesgos geológicos (detección de terremotos y tsunamis), variación del nivel del mar, circulación oceánica, así como en la aportación de datos relevantes en cuanto a cambio climático, interacciones físicas, químicas y biológicas en los ecosistemas marinos, o los efectos ambientales ocasionados por el tráfico marítimo.

El OBSEA se integra en ESONET (European Seafloor Observatory Network), una red de observatorios del fondo marino de larga duración y multidisciplinares, situados en puntos clave por todo el margen continental europeo, que realizarán una investigación continua de las condiciones del lecho marino, tal y como se manifiestan en fenómenos geofísicos, biogeoquímicos, oceanográficos y biológicos.

El principal objetivo de la Red de Excelencia ESONET (European Sea floor Observatory Network) es el de crear una organización capaz de implementar, operar y mantener un entramado de observatorios marinos multidisciplinares que abarque todo el lecho marino del continente europeo, desde el Océano Ártico hasta el Mar Negro. Esta Red se encargará de gestionar los recursos de las instituciones participantes de manera que éstos se puedan usar con máxima eficiencia y de forma común, y de que, aunando esfuerzos, se alcancen soluciones duraderas en beneficio de todos y cada uno de los componentes de la futura organización.

ESONET es un programa de investigación internacional y multidisciplinar, coordinado desde Ifremer (Instituto Francés de Investigación para la Explotación del Mar), en Francia, que reúne a 42 agencias de toda Europa, tales como institutos, universidades y empresas, con vistas a profundizar en la investigación de los mares europeos a través de una red integrada. Complementaria al proyecto GMES (Global Monitoring for Environment and Security) en la zona marina de Europa, se dirige a reunir conocimiento experto para desarrollar estrategias de monitoreo a largo plazo en geofísica, geotectónica, química, biología, oceanografía, bioquímica y pesquerías. El objetivo de ESONET es resolver problemas relacionados con la gestión de ecosistemas de alta profundidad, y sobre todo, formar a jóvenes investigadores, así como elevar el nivel de concienciación social sobre estos asuntos.

Cuando esté a pleno rendimiento, ESONET contará con una serie de observatorios en distintas zonas oceánicas de Europa entre las que se encuentran:

Hausgarten en el Océano Ártico, entre Europa y Groenlandia.
En el Mar Negro, en su zona noroeste.
Hellenic, alrededor de Creta, en el Mediterráneo Oriental.
SN-1, al este de Sicilia, en el Mediterráneo.
Iberian-Atlantic, frente al Golfo de Cádiz y el Cabo de San Vicente, en el Atlántico.
En el Mar de Liguria, en el Mediterráneo, entre las costas de Francia, Mónaco, Italia y la isla de Córcega.
Marmara Sea, en el Mar de Mármara, en Turquía entre el Mar Negro y el Egeo.
MoMAR, en las Azores, en el Océano Atlántico-
MOEN (Meridional Overturning Exchange with the Nordic Seas), junto a las Islas Feroe, en Dinamarca, entre el Atlántico y el Mar del Norte.
Noon (Norwegian Ocean Observatory Network), frente a las costas de Noruega.
Porcupine, frente a las costas de Irlanda, en el Atlántico.
Kostern Fjord, entre las costas de Suecia y los fiordos noruegos.

Con el OBSEA se añade un nuevo punto de observación en el Mediterráneo, un pequeño paso adelante en la investigación oceanográfica desde España, para Europa.