Unidad artificial flexible individual de angioesperma marina.

La unidad artificial flexible individual de angiosperma marina está diseñada tanto para el estudio como para el aprovechamiento del papel de las angiospermas marinas como ingenieros de ecosistema autogénicos,

lo que permite emular una gran parte de las funciones y servicios que proporcionan dichos ecosistemas.

Esta unidad (Fig. 1) está comprendida por un tubo flexible sellado por ambos extremos mediante un adhesivo que dotan al tubo de flotabilidad positiva, y a su vez permiten el acoplamiento a una varilla conformando un novedoso sistema de anclaje al sustrato, siendo cada haz que conforma la pradera una unidad independiente.

Este diseño posibilita la creación de diferentes conformaciones de praderas en función de los objetivos perseguidos, es decir: retener sedimento, reducir la erosión, sedimentar partículas, servir de zona de alevinaje, criadero o puesta para diversas especies, exclusión de ciertas especies del medio, incremento de la diversidad, etc.

SECTOR DE LA TÉCNICA

Investigación marina, retención de sedimento o el control de la erosión de fondos blandos marinos, protección de estructuras ingenieriles (emisarios, tuberías ... ) , reducción de los niveles de turbidez en el agua, protección de determinadas especies bentónicas, establecimiento de zonas de cría y alevinaje para especies animales.

GENERALIDADES

Las praderas artificiales están fundamentalmente orientadas al estudio de las angiospermas marinas en su papel de "bioingenieros" y a la comprensión de sus efectos en el ecosistema; de un mismo modo, las praderas artificiales pueden ser utilizadas en la aplicación de estas cualidades de bioingenieros de ecosistemas tanto a nivel científico, como industrial, ingenieril yen aras del bienestar socioeconómico de las poblaciones costeras.

Las angiospermas marinas son plantas vasculares que recolonizaron el medio marino y que cubren grandes extensiones de las zonas someras de nuestras costas. Estas especies actúan como ingenieros de ecosistemas, ya que su presencia modifica las condiciones fisicoquímicas y biológicas del ambiente que las rodean. Esta modificación del ambiente y la creación de complejos hábitats tridimensionales, tienen efectos significativos tanto en la biodiversidad como en el funcionamiento del ecosistema.

Las praderas de angiospermas marinas, en función de sus características del dosel (densidad, altura del dosel, número de hojas, tamaño de las praderas y distribución espacial de las mismas-distribución faceteada frente a continua-) son capaces de modificar las corrientes hidrodinámicas, favoreciendo la retención y/o sedimentación de partículas en el interior del dosel (sedimento, material orgánico e inorgánico, pequeños organismos, larvas y otros) . A este respecto destaca así su papel en la protección de la costa ante la erosión, la capacidad de sedimentar y acumular sedimento y así como su importancia en la protección de las zonas costeras, playas y obras de ingeniería (emisarios, tuberías ... ) . Así mismo, las praderas de angiospermas marinas son conocidas como grandes generadores de diversidad ya que favorecen una protección contra los depredadores, se establecen como zonas de cría y alevinaje para la fauna y son fuente de alimento, bien a través de las propias plantas, epifitos adheridos a sus hojas o el alimento incorporado por la deposición de partículas.

El diseño presentado en esta memoria, se aleja de los diseños tradicionales de angiospermas artificiales y permite reproducir aquellas características de las fanerógamas que dan lugar a las propiedades bioingenieras que se quieren reproducir. Por lo tanto el nuevo diseño planteado, se vertebra mediante un sistema de tubos flexibles con flotabilidad positiva unido a un sistema de anclaje individual que permite su adecuación a numerosos contextos y situaciones y a las necesidades concretas que se persigan.

Este nuevo diseño no sólo proporciona una potente herramienta de investigación marina si no que abre las puertas a multitud de usos más allá del conocimiento científico. Estas unidades artificiales pueden ser utilizadas en diferentes tipos de proyectos y empresas que precisen de las funciones y servicios promovidas por las angiospermas marinas, como la retención de sedimento o el control de la erosión de fondos blandos, la protección de estructuras ingenieriles (emisarios, tuberías ... ) , la reducción de los niveles de turbidez en el agua, la protección de determinadas especies bentónicas, el establecimiento de zonas de cría y alevinaje para especies animales de interés comercial o no. Adicionalmente, estas unidades permiten el asentamiento de una rica comunidad epibionte sobre los tubos flexibles, que no solo proporciona un campo de estudio para la comunidad científica sobre evolución y ecología de comunidades epifitas, sino que además promueve un aumento de la producción primaria en el sistema, con ventajas discernibles como la retención de nutrientes en suspensión, fijación de carbono o generación de alimento para otros organismos asociados. También el uso de dichas unidades artificiales cargadas de epibiontes pueden servir de base para diferentes estudios científicos, como por ejemplo estudios toxicológicos.

Además, los ecosistemas dominados por angiospermas marinas se encuentran gravemente amenazados debido al deterioro paulatino de las zonas costeras como consecuencia de impactos antrópicos de distinta naturaleza. El desarrollo de barreras protectoras formadas por unidades artificiales se plantearía como un potente instrumento preventivo ante la destrucción de estos entornos frente a presiones físicas (enterramiento, dragados, tormentas) .

ESTADO DE LA TÉCNICA

Las praderas de angiospermas marinas se encuentran entre los más productivos de la Biosfera, proporcionando un gran número de servicios y funciones ecosistémicas que finalmente revierten de un modo positivo y directo en el bienestar de las poblaciones costeras que las rodean. Se ha estimado que el valor de estos servicios equivalen a unos 16000 euros ha-1año-1 (muy superior a los proporcionados arrecifes de coral (5200 ha-1año-1)

o los bosques (815 ha-1año-1; Costanza et al., 1997. The value of the world's ecosystem services and natural capital. Nature 387:253-260) . De entre los servicios más destacables se pueden enumerar su papel protector frente a la erosión costera debido a su capacidad de estabilizar el sedimento, retener partículas y sedimentarias, revelando pues su gran importancia en la conservación de playas y en la protección de estructuras ingenieriles (emisarios, tuberías submarinas ... ) . Además, la presencia de praderas mejora la calidad del agua (filtrado y sedimentación de partículas, reducción de los niveles de nutrientes, oxigenación...) , estando reconocidas como indicador biológico de la calidad de aguas costeras en la Directiva Marco de Aguas de la UE (2000/60/CE) . Adicionalmente, las praderas de angiospermas marinas están reconocidas como grandes generadores de biodiversidad en las zonas costeras.

Muchos de los servicios proporcionados por las praderas de angiospermas marinas se relacionan con la capacidad de actuar de las fanerógamas marinas como bio-ingenieros de ecosistemas autogénicos. Desde que Jones et al. (1994, 1997) introdujeran el concepto de "ingeniero del ecosistema" para describir especies que causan una modificación, directa o indirecta, de las condiciones físico-químicas, este concepto ha crecido en interés. La modificación del hábitat mediada por los ingenieros de ecosistemas tiene grandes consecuencias, para el funcionamiento de los ecosistemas y de los organismos en términos de productividad, estabilidad y resiliencia.

Los ingenieros de ecosistemas alteran la complejidad del hábitat, formando matrices tridimensionales que son capaces de alterar y modificar las fuerzas hidrodinámicas. En comparación con fondos desprovistos de vegetación, las velocidades por lo general disminuyen dentro de las praderas, y aumentan por encima del dosel vegetal. Como consecuencia directa, en el interior de las angiospermas marinas no sólo se modifica la disponibilidad de recursos para los macrófitos del bentos (luz y nutrientes) , sino también los patrones de sedimentación y erosión locales y la disponibilidad de recursos para la fauna bentónica. Por lo tanto, estos procesos tienen consecuencias evidentes para el hábitat (p.e. propiedades del sedimento) , los organismos (disponibilidad de recursos como la luz, nutrientes, alimentos para los organismos filtradores ...) y la comunidad (efectos en la biodiversidad) . Otros efectos sobre la comunidad atribuidos a una serie de causas indirectas promovidas por las estructuras físicas de las praderas son a modo de ejemplo, variaciones en las interacciones entre plantas y animales (p.e. asentamiento de nuevos individuos) o cambios en la intensidad de las interacciones depredador-presa (p.e disminución en las tasas de depredación) .

En el estudio de los efectos de las estructuras físicas de las angiospermas marinas, son comunes los experimentos manipulativos. El grado en que las condiciones hidrodinámicas son alteradas y disipadas en el interior del dosel, depende en gran medida de las características morfométricas del dosel como la densidad de haces, el tamaño de los mismos, el tamaño de las praderas o distribución espacial de las praderas (continua vs faceteada) . Por lo tanto, este tipo de estudios busca alterar estas propiedades morfológicas del dosel vegetal en la búsqueda de posibles cambios dentro del ecosistema. Sin embargo, este tipo de manipulaciones sobre poblaciones naturales presentan evidentes desventajas, ya...

1. Unidad artificial flexible individual de angiosperma marina, que consiste en un tubo flexible sellado por ambos extremos mediante un adhesivo sellante que se acopla a una varilla afilada en su extremo para su anclaje al sustrato.

2. Procedimiento para la simulación de praderas de angiospermas marinas, que consiste en la colocación de múltiples unidades artificiales individuales de angiospermas marinas, según reivindicación 1, en el sustrato marino, dando lugar a diversas conformaciones de praderas variables en densidad de haces, longitud de hoja, tamaño de pradera y disposición de manchas, pudiendo complementarse con los obstáculos generalmente presentes en el fondo marino.

3. Uso de las unidades artificiales flexibles individuales de angiosperma marina, según reivindicaciones 1 y 2, para simular praderas de angiospermas marinas.

4. Uso de las unidades artificiales flexibles individuales de angiosperma marina, según reivindicaciones 1 y 2, contra los efectos hidrodinámicos de las corrientes marinas, ejerciendo un efecto protector en los organismos asentados en la pradera y favoreciendo el frenado del flujo de corriente y el asentamiento de partículas, reteniendo el sedimento en el interior del dosel y reduciendo las tasas de erosión.

5. Uso de las unidades artificiales flexibles individuales de angiosperma marina, según reivindicaciones 1 y 2, para favorecer los procesos que dependen de la presencia de biomasa subterránea, al permitir a los organismos bentónicos integrarse en la pradera artificial generada ..

6. Uso de las unidades artificiales flexibles individuales de angiosperma marina, según reivindicaciones 1 y 2, para servir de asentamiento a comunidades epibiontes y puestas de diferentes organismos.

7. Uso de la unidad artificial flexible individual de angiosperma marina como herramienta de estudio científico del papel físico de angiospermas marinas los ecosistemas, así como de elemento protector de costas y playas ante efectos erosivos, de especies naturales de angiospermas marinas ante presiones físicas, de

especies de interés comercial o en peligro favoreciendo su asentamiento y protección y de estructuras de naturaleza antrópica, como emisarios, tuberías o cableados submarinos.

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Fig.1

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o o o o O o o Fig.2