Una marea matemática para blindar la economía del océano

Cada proyecto tiene sus características singulares, pero el denominador común es la apuesta por la innovación aplicada a los entornos marinos y la explotación del potencial del 'big data'. De hecho, una de las compañías autóctonas que operan en este mercado nació en el Instituto de Ciencias Matemáticas (Icmat), un centro mixto del CSIC y las universidades madrileñas UAM, UC3M y UCM. Tras dos décadas de estudio en dinámica oceánica, en mayo de 2022 se constituyó de manera formal la 'spin-off' Digital Earth Solutions, cuya propuesta de negocio se basa en un software capaz de predecir con alta fiabilidad y en pocos minutos el movimiento de cualquier cuerpo a la deriva. «Entendiendo el comportamiento matemático de las corrientes, vientos y mareas, hacemos un cómputo de esos datos y, gracias a nuestra fórmula, prevemos la trayectoria del cuerpo a la deriva», explica Juan Roos, CEO de la firma, que también es capaz de realizar simulaciones atrás en el tiempo para encontrar el origen, en tiempo y lugar, del objeto.

La solución, impulsada por los investigadores Ana María Mancho y Guillermo García Sánchez, es válida para diferentes casuísticas, como los derrames de petróleo, que ocasionan un grave perjuicio medioambiental. Mediante su tecnología, la empresa predice la trayectoria que seguirá el hidrocarburo, lo que facilita el desarrollo de estrategias de respuesta eficaces. «Ofrecemos servicios a terceros para indicarles cuál es la manera óptima de recoger el vertido, lo cual es interesante tanto para las empresas que se encargan de ello como para autoridades portuarias, pozos offshore, petroleras...», comenta.

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Entre las ventajas del sistema se encuentra la precisión, la rapidez (el consejero delegado asegura que hacen la predicción en menos de tres minutos) y la accesibilidad del software, ya que «es muy sencillo de usar para cualquier operario de un puerto sin formación científica».

La compañía ya ha puesto en marcha el servicio en situaciones reales. En febrero de 2021, por ejemplo, un vertido de alquitrán afectó a 116 kilómetros de costa israelí. «No se sabía quién había sido, así que hicimos simulaciones atrás en el tiempo para encontrar el origen de la mancha en tiempo y lugar, facilitando la búsqueda del responsable», cuenta Roos. Los resultados de aquella experiencia se publicaron en la revista Nature. Más recientemente, en agosto de 2022, el buque OS35 sufrió una fuga de fuel cerca de Gibraltar y parte del combustible llegó a la costa. «Colaboramos con biólogos marinos de la Junta de Andalucía para estudiar el movimiento del vertido y las rutas migratorias de algunos cetáceos, salvando vidas a estos animales», rememoran desde la empresa.

Su producto también sirve para rastrear plásticos (participaron en un proyecto de seguimiento de residuos en playas en Galicia) y para gestionar la proliferación de algas. En este último ámbito, han trabajado en las Islas Canarias, afectadas en ocasiones por las floraciones de Trichodesmium, una cianobacteria que al morir libera amoniaco, creando malos olores y picor en la piel. «Con las predicciones –dice Roos– podríamos advertir al Gobierno qué playas tendrán que cerrar porque va a llegar la floración, desagradable para los bañistas».

Digital Earth Solutions completó en mayo su primera ronda de financiación, por valor de 150.000 euros. «Siempre ha sido un mundo dominado por los oceanógrafos o biólogos marinos y traer un acercamiento más matemático es un soplo de aire fresco», destaca el consejero delegado, que percibe que cada vez hay más startups enfocadas en estos temas.

También originada en la universidad, en concreto, en la Pompeu Fabra de Barcelona, es la startup Koa Biotech, liderada por Sira Mogas-Díez, doctora en Biomedicina, que emprendió porque quería que los resultados de su investigación tuviesen un impacto en la sociedad. «Descubrí que la acuicultura es el mercado con mayor crecimiento dentro de la industria alimentaria y que se enfrenta a problemas que pueden resolverse con tecnología», comienza por señalar. Hasta ahora, la aparición de patógenos se detecta a partir de la observación visual del estado de los peces y, ante cualquier alarma, se envían muestras de agua a analizar (los laboratorios tardan días en entregar los resultados) para después tomar las medidas oportunas, pero los acuicultores carecen de herramientas de anticipación. Es precisamente, lo que esta empresa emergente viene a paliar.

Su propuesta consiste en una máquina que se coloca al lado de los tanques y analiza a diario el estado del agua, con la finalidad de identificar de forma temprana la presencia de patógenos. «Usamos biología sintética para el diseño de nuestros biosensores, los cuales se integran en un dispositivo hardware para automatizar el proceso de análisis y se combinan con la implementación de algoritmos de inteligencia artificial para detectar patrones de respuesta y predecir futuros escenarios de infección», indica la CEO. En un principio la solución está pensada para piscifactorías, aunque Mogas-Díez aclara que también es apta para maricultura, un tipo de acuicultura que consiste en el cultivo en el mar. «Lo planteamos como un dispositivo que pueda colocarse en los barcos que diariamente acuden a esas jaulas para alimentar los peces, pudiendo así analizar qué está pasando en el mar», detalla. El sistema se encuentra en la actualidad en fase de desarrollo y el equipo de la empresa, formado por seis personas, está realizando pruebas en instalaciones piloto, con la intención de que se comercialice el año que viene.

El arsenal de soluciones es muy amplio y es que, en un contexto en el que la tecnología todo lo inunda, pocos dudan de que el futuro de la hidrosfera, amenazada por el cambio climático, pasa cada vez más por la recopilación de datos que permitan adoptar las mejores decisiones.

Juan Carlos Gutiérrez Estrada, profesor del Área de Conocimiento de Tecnologías del Medio Ambiente de la Universidad de Huelva, es contundente al ser preguntado por el papel que las herramientas digitales desempeñan en los entornos acuáticos. «Es imposible continuar de otra forma. A medida que este tipo de tecnologías se desarrollan, es mucho más fácil la adquisición de datos. Los sensores multiespectrales, las cámaras en el espectro visible y los sonares, por ejemplo, cada vez son más precisos y generan mayor cantidad de datos. Ese volumen de datos es tan grande que no queda más remedio que utilizar técnicas de 'big data', de 'machine learning' e inteligencia artificial para poder analizarlo. Además, los resultados obtenidos del análisis a través de estos modelos son mucho más satisfactorios que con otro tipo de técnicas clásicas», asegura el experto. Es por ello que los barcos pesqueros, por citar un caso, «cada vez llevan sonares más sofisticados para hacer una gestión de la pesca más sostenible».

En su opinión, ahora el mercado es aún incipiente, pero «de aquí a pocos años será fundamental el uso de drones o la inteligencia artificial». Y es que a las iniciativas empresariales se suman los proyectos llevados a cabo por instituciones académicas, como KTT Sea Drones, del que el profesor es coordinador general. Financiado por el programa Interreg, es un consorcio formado por la Universidad de Huelva como beneficiario principal, la Universidad de Cádiz, la Universidad del Algarve y el Ayuntamiento de Isla Cristina.

La Universidad de Huelva, por ejemplo, se ha centrado en el uso de pequeños vehículos submarinos operados de manera remota (ROVs) para la visualización, monitorización y gestión en tiempo real de las balsas de acuicultura en esteros. «Hay problemas de gestión relacionados, por ejemplo, con la cantidad de pienso que hay que suministrar, que dependen de parámetros como la cantidad de peces que están en las balsas. Los aparatos también pueden analizar las propiedades físico-químicas del agua», comenta. Los datos recogidos se analizan con modelos de inteligencia artificial y proporcionan al acuicultor la información necesaria para llevar a cabo una gestión más eficiente de la instalación.

Otra de las líneas de trabajo, a cargo de la Universidad de Cádiz, gira en torno a la gestión del litoral mediante la utilización tanto de vehículos autónomos de superficie como de pequeños barcos que se programan para que realicen una determinada ruta en la que van recopilando información (variaciones de temperatura o salinidad) y, gracias a los sensores que llevan incorporados, también pueden hacer batimetrías. Por su parte, la Universidad del Algarve ha enfocado sus esfuerzos en la conservación de especies piscícolas en espacios naturales protegidos, una tarea en la que la capacidad de visualizarlos es clave. «Han trabajado en el desarrollo de una estación fija submarina. Mediante modelos de IA, las imágenes que se toman de esa estación son analizadas automáticamente, de tal forma que sabemos qué especies están pasando por allí, con qué frecuencia, el número de ejemplares…», repasa el profesor.

Adrián Moralo acumulaba años de experiencia en el desarrollo de embarcaciones avanzadas y tripuladas para diferentes industrias y, en plena pandemia, puso en marcha la empresa Premium Catamarans. Sus sistemas de navegación autónoma se caracterizan por un marcado componente tecnológico, pudiendo analizar y transmitir datos en tiempo real que se utilizan para abarcar multitud de tareas, desde gestión pesquera, protección medioambiental, mapeo de fondos marinos, control de vertidos… «Hay un gran potencial en la economía azul con los sistemas no tripulados y la tecnología está avanzando muy rápido», dice el CEO de la compañía. La mayoría de su demanda actual procede de fuera de España. «Estamos arrancando un proyecto enfocado en Macaronesia y África Occidental para el impulso de estas tecnologías, profundizando en investigación y desarrollo de nuevos productos, de nuevos sensores, etc.», cita como iniciativa en curso.

En el ámbito de la acuicultura, comenzarán un proyecto basado en el control de tallas y de los niveles de salinidad de las aguas, ya que sus sistemas no tripulados (que trabajan principalmente con propulsiones renovables en solar/eléctrico e hidrógeno verde) se adaptan a la medida de las diferentes misiones. En el sector energético, sin ir más lejos, Moralo explica que el mantenimiento de infraestructuras (parques eólicos marinos) solía hacerse con grandes embarcaciones que consumen muchos recursos, mientras que los sistemas no tripulados de la compañía son menos costosos y reducen riesgos humanos.

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