Las ostras centinela y otros moluscos bivalvos están monitoreando la calidad del agua de mar y la degradación ambiental en muchos lugares del mundo. Y según una startup francesa que construye software y hardware que conecta estos mariscos a un sistema de alerta ambiental, lo hacen con mayor sensibilidad, mejor longevidad y menor costo que los sistemas no biológicos.
«Lo que hacemos se llama biomonitoreo», me dijo recientemente el director ejecutivo de Molluscan, Ludovic Quinault, en el podcast TechFirst. «Hacemos actividades acuáticas, por lo que monitoreamos la calidad del agua con moluscos bivalvos, y los moluscos son ostras, por ejemplo, o mejillones o almejas».
No es una tarea fácil. Para utilizar sistemas biológicos o animales como detectores de alerta temprana de contaminación, es necesario conocer comportamientos inusuales. Para comprender el comportamiento inusual, es necesario comprender en profundidad el comportamiento normal. En otras palabras, básicamente hay que construir una simulación o un gemelo digital de un animal real y modelar su comportamiento normal y saludable, y hay que construir un sistema de sensores que detecte y transmita un comportamiento anormal.
El molusco lo ha conseguido gracias a 20 años de investigación en la Estación Marina de Arcachon de la Universidad de Burdeos. Gracias a esos datos, la empresa construye lo que llama volvometría no invasiva de alta frecuencia: una forma elegante de describir su tecnología increíblemente sensible para monitorear los movimientos de los moluscos bivalvos. Cuando esos movimientos siguen patrones irregulares o anormales, el sistema alerta a los científicos de que algo anda mal.
Una instalación típica consta de 16 moluscos, cada uno equipado con un pequeño sensor que tiene energía disponible durante años con una batería. Los sensores que miden el comportamiento del animal 10 veces por segundo están conectados a una caja de control electrónica cercana que captura datos de cada animal y los transmite a científicos o técnicos.
16 era el número mínimo de moluscos para garantizar la confiabilidad estadística de las señales capturadas.
«Utilizamos microelectrodos muy ligeros, sólo un gramo fuera del agua, por lo que es como una décima parte de un gramo bajo el agua», dice Quinault. «Así, los animales no sienten nada y medimos cada movimiento que hacen, es decir, la forma en que se abren o cierran, con un alto nivel de precisión, hasta un micrómetro».
Un micrómetro es una millonésima parte de un metro (un metro equivale aproximadamente a tres pies). Un solo cabello humano tiene aproximadamente 50 micrómetros de diámetro, por lo que los sensores monitorean movimientos 50 veces más pequeños que el ancho de un cabello.
Sin embargo, la precisión de los sensores rivaliza con las ostras, las almejas y los mejillones, que son más sensibles y duran más que la tecnología convencional para muestrear contaminantes en el agua.
«Los probamos en ríos artificiales con petróleo, para ver cómo reaccionan según los diferentes niveles de concentración», dice Quinault. «La sensibilidad de los animales en términos de respuesta y velocidad de respuesta, y está relacionada con la concentración, es el hecho de que son muy sensibles y podemos detectar concentraciones muy bajas con ellos. Visto en el laboratorio».
Además, los equipos basados en tecnología sintética se estropean después de sólo tres semanas en agua de mar y requieren limpieza. Requiere un barco y una costosa visita de un buzo. Los moluscos que los consumen, sin embargo, viven tres años o más y se limpian solos.
Esta solución de monitoreo biológico es económica, afirma Quinault, en situaciones que requieren inspecciones frecuentes. Las plataformas petrolíferas y los sitios de procesamiento petroquímico, por ejemplo, pueden tener requisitos para comprobar la calidad del agua diariamente.
Un proyecto piloto con Total Energies, una gran empresa energética francesa, logró ahorros de costos anuales de varios millones de dólares. Pruebas ocasionales, como trimestrales, si la solución no es barata.
Sin embargo, el verdadero ahorro de costos es la detección temprana de los problemas antes de que se vuelvan masivos.
«Cuando no se ve contaminación, es necesario limpiar», dice Quinault. «Cuando hay que limpiar un río o un lago y el efecto es en la salud de la población, ¿sabes?»
Ver los problemas de inmediato y responder rápidamente, afirma, es mucho más barato (y mejor para el medio ambiente) que esperar hasta que los problemas adquieran una escala significativa.
El seguimiento biológico con animales reales no es exclusivo de los moluscos. Un estudio financiado por Singapur y publicado en 2017 examinó los estudios con animales para protegerlos tanto del daño ambiental como del bioterrorismo y concluyó que «además de proporcionar alerta temprana sobre peligros naturales, los animales pueden proporcionar alerta temprana sobre peligros sociales como el bioterrorismo».