Seguimiento de basuras marinas: tecnología para detectar y predecir su comportamiento

ANNA RUBIO, IRENE RUIZ, IVAN MANSO (área de Oceanografía operacional) y OIHANE CABEZAS (área de Tecnologías pesqueras sostenibles)

La recurrencia de accidentes y situaciones de emergencia en el mar es una de las principales motivaciones para contar con un sistema de oceanografía operacional que posibilite la obtención de información de valor para la gestión de vertidos en la mar. Una necesidad que nos ha sido recordada recientemente con los pellets plásticos que acabaron en el mar tras el hundimiento del buque Toconao, en aguas portuguesas, a finales de 2023. 

Pero, al margen de accidentes puntuales, no podemos dejar de lado el problema de la la basura marina y, más concretamente, la presencia de objetos plásticos en el mar; un problema ambiental cada vez más preocupante.  

Detectar posibles zonas de acumulación y ser capaces de predecir el comportamiento de las basuras marinas es esencial para poder establecer acciones que ayuden a medir y gestionar los impactos producidos por esta contaminación.  

Para abordar esta cuestión, tenemos que entender mejor el papel que juega el movimiento del océano en la dispersión y acumulación de los plásticos marinos, tanto de los microplásticos (<5 mm, categoría en la que entrarían los pellets) como objetos de mayor tamaño como las meso- (5 mm-2.5 cm) y macro-basuras (>2.5 cm), tanto en la superficie como en la columna de agua, y también sobre el fondo marino.  

Observar para conocer mejor el comportamiento de las basuras marinas 

En AZTI caracterizamos, a través de muestreos in-situ y ad-hoc, la basura marina y la acumulación de microplásticos en el mar, y buscamos comprender en mayor detalle los procesos implicados en su transporte a partir de su observación directa.   

Para ello, recopilamos muestras en superficie y a diferentes profundidades en la columna de agua, abarcando un amplio espectro de tamaños de partículas, con el fin de proporcionar evidencia sobre la distribución espacial y temporal de la basura marina. Conocer esta distribución es clave para la validar modelos numéricos que nos permitan predecir el comportamiento de las basuras marinas, tanto en superficie como a lo largo de la columna de agua. 

La toma de muestras in-situ sirve también para analizar la composición, distribución espacial, frecuencia, ciclo de vida, origen, y los factores y procesos físicos que condicionan la acumulación de las basuras en el mar, así como para proporcionar evidencia observacional sobre todo ello. 

¿En qué consisten las campañas de observación de basuras marinas?  

Aplicamos diferentes métodos de observación, desde avistamientos u observaciones visuales de la acumulación de basuras marinas en la superficie del mar, o muestreo de micro, meso y macro plásticos a través de redes de arrastre, hasta el lanzamiento de boyas de deriva y el uso de datos de radar de alta frecuencia para el estudio de las corrientes marinas. 

En cuanto al proceso y registro de la toma de muestras, estas son las etapas: 

• Caracterización y procesamiento de los datos de avistamiento de microplásticos y basuras marinas: Se hace siguiendo la lista establecida en la guía “Guidance on Monitoring of Marine Litter in European Seas”.  
• Observación de los procesos físicos tras las agregaciones de basura marina combinando diferentes plataformas, como boyas de deriva lanzadas en estudios de campo, radares de alta frecuencia y otras técnicas de teledetección. 
• Recogida y análisis de los datos de las boyas de deriva. Tras la identificación de una zona de acumulación de basuras marinas, se despliegan boyas de superficie en posiciones cercanas en la zona o a lo largo de la línea de concentración de basuras. Esto permite estudiar, además de su vida útil y su destino, la geometría de la dispersión superficial en 2D y la variabilidad de las corrientes en las zonas de agregación.  
• Observaciones operativas de procesos físicos clave. Esta fase se hace mediante radares de alta frecuencia de observatorios como EusKOOs (el sistema de oceanografía operacional que operamos para el servicio vasco de meteorología, Euskalmet), con los que se recuperan parámetros clave de los procesos oceánicos superficiales. A través de otros sistemas como imágenes satelitales o videometría de alta resolución, también se pueden detectar acumulaciones en zonas frontales a lo largo de la costa. 

LAMARCA: Transporte Lagrangiano de basuras marinas y microplásticos en aguas costeras 

Gran parte de este trabajo se ve reflejado en el proyecto LAMARCA, que arrancó en 2022 financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, y su programa “Proyectos de Generación del Conocimiento” del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación y fondos europeos FEDER. LAMARCA está centrado en dos zonas de estudio muy afectadas por la acumulación de basura marina: el golfo de Bizkaia y el oeste del mar Mediterráneo.  

El proyecto pone el foco en el estudio de las corrientes marinas y su efecto en el transporte a partir de campañas oceanográficas, modelos y novedosas herramientas Lagrangianas (enfoque que tiene en cuenta el movimiento de partículas individuales a medida que se desplazan con el fluido) en base a sistemas complejos.  

LAMARCA pretende caracterizar la conectividad marina y las propiedades de mezcla en las aguas costeras, y comprender las diferentes escalas espaciales y estructuras de conectividad que favorecerían la dispersión o acumulación de basuras marinas en la zona costera. Para ello, presenta una metodología innovadora que combina los conocimientos de tres grupos de investigación con amplia experiencia en sus respectivos ámbitos: 

• Modelización numérica a muy fina resolución (Imedea) 
• Desarrollo y aplicación de herramientas de análisis Lagrangiano procedentes del campo de los sistemas complejos (IFISC)  
• Monitorización y adquisición de datos de basuras marinas en los diferentes compartimentos ambientales, a través de la toma de muestras in-situ (AZTI) 

La compilación de datos llevada a cabo por AZTI, a los que también se pueden sumar otros obtenidos de satélites, estaciones fijas y bases de datos internacionales, ayudará a validar los modelos utilizados para el estudio de procesos y la realización de simulaciones Lagrangianas. 

¿Qué hemos logrado hasta ahora? 

Hasta ahora, los resultados resaltan cómo fenómenos como frentes y remolinos de pequeña escala son cruciales en la distribución de la basura en el mar. Estas estructuras se forman por diferentes fenómenos, como vientos, mareas o cambios en la densidad del agua, haciendo que las basuras marinas flotantes queden atrapadas en estas áreas o zonas de convergencia. 

Estas zonas de convergencia no solo atraen basura marina, sino también larvas, algas y materia orgánica, lo que aumenta la actividad biológica y favorece la interacción entre plásticos y vida marina. Por lo tanto, entender estas áreas es fundamental para investigar cómo los plásticos afectan la vida marina, incluyendo la megafauna. 

Aunque el trabajo en el proyecto LAMARCA sigue su propio calendario, es destacable la utilidad que han tenido sus primeros resultados en marco de la crisis generada por el vertido del Toconao, mediante, por ejemplo, la puesta a punto de simulaciones operacionales para el seguimiento de los pellets en tiempo récord.