Sostenibilidad desde el corazón de doñana

Doñana ofrece una biodiversidad y una riqueza medioambiental que llama la atención de los investigadores. De ahí que constituya un enclave propicio para un centro que supone una apuesta por la sostenibilidad desde el corazón del Espacio Natural, el CIECEM, que aspira a ser una de las principales sedes en la investigación medioambiental de Andalucía. Según su presidente, José Prenda Marín, las instalaciones que posee este centro están al nivel de cualquier organismo de investigación europeo de primer orden.

Esta entidad es una institución mixta perteneciente a la Universidad de Huelva y financiada por la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa, dedicada fundamentalmente a las investigaciones relacionadas con el medioambiente y con su conservación.

El centro cuenta actualmente con tres grupos de investigación adscritos de manera estable: Biotecnología de Algas, liderado por Carlos Vílchez, Fotometría de sistemas estelares variables, encabezado por Enrique de Miguel y Biología de las Aguas Epicontinentales, dirigido por José Prenda. Estos equipos trabajan, entre otras cosas, en proyectos de investigación relacionados con el conocimiento de la calidad de las aguas dulces o el desarrollo de sistemas ecoeficientes de producción de microalgas para la obtención de sustancias de interés comercial como biodiésel o antioxidantes.

Pero la actividad del centro no se limita únicamente a estos tres grupos, hasta Matalascañas se desplazan también científicos tanto de la Universidad de Huelva como de otras universidades, que utilizan las instalaciones para el desarrollo de sus propios proyectos. Expertos de la Universidad de Sevilla y de la Universidad Autónoma de Madrid, por ejemplo, estudian la ecología de humedales de Doñana, y la Politécnica de Cartagena la hidrogeología de aguas profundas en Doñana.

El agua, protagonista

Una de las líneas que desarrollan miembros del centro, liderada por su presidente, el investigador, José Prenda, guarda relación directa con la Directiva Marco del Agua (DMA), que se encarga de velar por el buen estado ecológico de los acuíferos, tanto continentales como litorales.

Tradicionalmente, la calidad de las aguas se medía desde un punto de vista físico-químico, pero con la nueva norma europea lo importante es conocer su estado ecológico. “Ya no se trata de que el agua tenga poca salinidad y, por lo tanto, sea útil para el riego o no contenga restos fecales y sea apta para consumo humano, ahora lo primordial, según la DMA, es el estado de las comunidades de seres vivos que viven en ella, que sean armónicas con el medio que las acoge”, expone Prenda.

En este contexto, el grupo de Biología de las Aguas Epicontinentales trabaja en un proyecto centrado en el diseño de herramientas para evaluar el estado ecológico de ríos y embalses de la cuenca de Guadalquivir basándose en peces. El estudio utiliza estas especies como indicadores, ya que es uno de los principales elementos de calidad que establece la Directiva Europea. En palabras del director del grupo, “nosotros medimos la composición y abundancia de las comunidades de peces en ríos y embalses, de forma que cualquier desviación en cuanto a estos dos parámetros refleja que el sitio está más o menos perturbado”.

La calidad de las aguas según los peces no es la única cuestión que abordan las investigaciones de este equipo de trabajo sino que el grupo está involucrado en otro proyecto sobre la distribución histórica de la trucha común (Salmo trutta) en Andalucía. Se trata de una especie en peligro de extinción porque la degradación de los cauces fluviales, la introducción de especies exóticas o las introgresiones que sufre debido a las sueltas sistemáticas de individuos de otros orígenes geográficos han provocado una reducción importante de su área de distribución en el último siglo. En este estudio, se analiza la situación que presentaba la especie principalmente en el siglo XIX. Una vez conocidas las masas de agua que ocupaba, valorarán la capacidad que tienen para volver a albergar nuevas poblaciones de trucha con genotipo autóctono.

“La idea es elaborar un mapa histórico de la especie, tratar de valorar en qué condiciones vivían y observar cómo están actualmente esos sitios para recomendar o no la reintroducción de la especie”, apunta una de las integrantes del grupo, Antonia Rebollo.

Mientras Prenda y su equipo se dedican al análisis ecológico de las aguas y al estudio histórico de las truchas, Carlos Vílchez y su grupo se centran en el estudio de las microalgas. Estos organismos fotosintéticos son capaces de transformar la luz solar y el CO2 en biomasa, un producto que despierta cada vez más interés debido a sus propiedades y a la utilidad de sus aplicaciones. Entre éstas destacan la producción de sustancias antioxidantes, vitaminas o ácidos grasos poli-insaturados, así como la obtención de biocombustibles. Además, al consumir CO2 durante la fotosíntesis y convertirlo en biomasa, las microalgas contribuyen a paliar el efecto invernadero.

Una producción ecoeficiente y comercial

Actualmente, los integrantes del grupo de Vílchez están inmersos en varias líneas de investigación. Por una parte, trabajan en el diseño y optimización de fotobiorreactores, nuevos sistemas de cultivo que permitan mejorar la productividad del cultivo de microalgas. Por otra parte, buscan la forma de obtener una producción ecoeficiente de biomasa, y para ello utilizan la energía solar en el proceso de cultivo de forma que su obtención tenga el menor coste posible. Por último, utilizan estos microorganismos para producir sustancias de interés comercial.

“Pretendemos dirigir el metabolismo de la microalga hacia la producción de compuestos de interés en las áreas farmacéutica, cosmética, de la alimentación o los biocombustibles. Para ello, actuamos sobre parámetros fundamentales del crecimiento y la producción de metabolitos, como son el tipo y concentración de nutrientes o la calidad y cantidad de luz que recibe la microalga. De esta forma conseguimos enriquecer la biomasa en sustancias de elevado valor comercial.”, explica uno de los componentes del grupo, Benito Mogedas.

Como resultado de su trabajo, el equipo está en proceso de patentar un nuevo sistema de cultivo en el que se regula la cantidad luz que reciben las células de microalgas para aumentar el rendimiento de la fotosíntesis y, por tanto, la productividad. Además, han descubierto una nueva especie de microalga, la clamidomona acidófila que, por la acidez del agua, crece en la Cuenca Minera Huelva y acumula altas concentraciones de luteína, con reconocidas propiedades para la salud. “Este es un compuesto de la familia de los carotenoides de indiscutible valor por sus propiedades antioxidantes y que alcanza un elevado precio en el mercado”, explica Mogeda

Más allá de estos avances, los expertos siguen trabajando en la búsqueda y aislamiento de nuevas estirpes de microalgas, el empleo de estos organismos para la eliminación de gases de efecto invernadero (CO2), así como al sondeo de nuevos productos –especialmente lípidos- y sus posibles aplicaciones comerciales en el campos alimentario y energético. Asimismo, están diseñando una planta piloto experimental de cultivo de microalgas en exterior para estudiar, a nivel preindustrial, la producción de estos microorganismos y de algunos de sus compuestos de valor comercial.

“Pretendemos crear un pequeño ‘parque’ experimental de tecnología de producción de microalgas, similar a otro que se está construyendo en Holanda y que permitirá realizar estudios en paralelo, en distintas latitudes. La misión de esta instalación será la de optimizar la obtención de productos de valor comercial con microalgas, aprovechando las condiciones climáticas idóneas de la costa de Huelva y la cooperación tecnológica y humana con varias entidades europeas”, comenta Vílchez.

Observando las estrellas

La tercera línea de investigación que alberga el CIECEM se distancia temáticamente de las algas, el agua o las truchas. Está dirigida por Enrique de Miguel y se enmarca dentro del ámbito de la Astronomía.

“Decidimos apostar en este área porque había un amplio número de investigadores interesados en el campo de la astronomía y aquí podíamos ofrecerles cobertura y apoyo logístico. El centro engloba unas condiciones óptimas para ello debido al número de noches despejadas al año y a la escasa contaminación lumínica, por eso, aquí, la observación del Universo es bastante factible”, explica Prenda.

De Miguel se dedica al estudio de estrellas variables, aquellas cuya luminosidad varía en el tiempo, mediante técnicas de fotometría que implican el uso de dispositivos de detección de alta sensibilidad (CCD) acoplados a distintos telescopios. El proyecto de investigación se centra en la observación de un tipo particular de estrellas variables conocidas como estrellas cataclísmicas. Éstas se caracterizan por presentar variaciones en su luminosidad como consecuencia de procesos violentos que tienen como resultado un repentino aumento de la luminosidad de hasta 100-200 veces en un intervalo de pocas horas. Este estado suele mantenerse durante un periodo de unos 10-20 días, periodo tras el cuál el sistema retorno a su estado de luminosidad inicial.

Según el investigador “la determinación y caracterización de las curvas de luminosidad que acompañan a todo este proceso violento en estrellas de tipo cataclísmico es fundamental para comprender ciertos aspectos relacionados con la evolución de sistemas estelares. Por ejemplo, la formación y evolución de discos de acreción: nubes de gases que se forman alrededor de una estrella, que son la materia inicial a partir de la que se cree que se forman las planetas y sistemas estelares”. Por otra parte, estos episodios se producen de forma recurrente, pudiendo variar la periodicidad desde unos pocos días hasta los centenares de días o incluso años.

“Las razones últimas por las que se observa esta disparidad en los periodos de recurrencia de estos episodios violentos no son totalmente conocidas. Existen distintas teorías y la observación sistemática de estos sistemas permitirá discriminar entre los distintos modelos”, explica de Miguel.

Este proyecto observacional se realiza de forma coordinada y complementaria con redes internacionales, como el CBA (Center of Backyard Astrophysics) y el VSNet (Variable Star Network) en las que se integran observatorios de numerosos países, como Estados Unidos, Japón, Reino Unido, Alemania, Francia, Italia, Polonia, Noruega, Sudáfrica, o Australia, entre otros. “La coordinación a esta escala es fundamental ya que permite activar sistemas de alertas gracias a las que se puede determinar a tiempo real el momento en el que se activa un episodio cataclísmico, lo que permite el seguimiento posterior de las variaciones de luminosidad de forma prácticamente continua”, explica el investigador.

Andalucía Investiga

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