La Dra. Diane Rivet, investigadora del Observatorio de la Côte d’Azur y del Laboratorio Géoazur de Francia es quien lidera este proyecto de investigación, que da un nuevo e inesperado uso al cable de fibra óptica submarina Prat de la empresa Gtd. La iniciativa conectó un dispositivo de Detección Acústica Distribuida (DAS) a uno de los 36 filamentos que tiene el cable, utilizando 150 kilómetros de este como si se tratara de miles de sensores sísmicos instalados en el fondo marino, cerca de donde se encuentran las Placas de Nazca y Sudamericana, que es donde ocurren los más frecuentes e importantes terremotos en Chile.

“Este proyecto es la primera fase de uno más largo, que tiene dos objetivos: el primero es el monitoreo en tiempo real de manera permanente de las grandes fallas de subducción en Chile para comprender mejor el funcionamiento de esas fallas y evaluar mejor el riesgo sísmico. El segundo objetivo es desarrollar un sistema de alerta temprana de sismos”, indicó la investigadora en una charla dictada en la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile. En la ocasión, señaló que el experimento para detectar sismos en la costa de la zona central de Chile comenzó el 27 de octubre, cuando el dispositivo DAS fue conectado en el nodo Concón del cable Prat. Este dispositivo estará conectado hasta fines de noviembre, y ya ha logrado registrar algunos sismos.

La especialista mostró algunos de los datos registrados hasta ahora, entre ellos el sismo magnitud 5.7 del 3 de noviembre, con epicentro a unos 100 km de Concón, el que pudo ser detectado a través de este dispositivo. Cabe destacar que es primera vez que este tipo de experimentos se realizan en un cable industrial/comercial. Anteriormente, la sismóloga había realizado detección de sismos con tecnología DAS en Europa, pero a través de cables destinados exclusivamente a investigación científica.

La actividad contó además con la participación de representantes de las instituciones involucradas en este proyecto, como Sergio Barrientos, director del Centro Sismológico Nacional de la U. de Chile; José Antonio Bustamante, gerente regional vertical Gobierno de Gtd; además de Claudio Aldea, subdirector de operaciones de Onemi.

El Dr. Sergio Barrientos se refirió al proyecto indicando que “esperamos que este sea el inicio de una larga colaboración, que implica instalar estos detectores en muchas partes del país para tener acceso a registrar terremotos desde un lugar que de otra manera no lo podríamos hacer, tener la observación directa en el fondo marino, pudiendo estar mucho más cerca de la fuente sísmica. Hacer esta observación es de mucha importancia no solo para caracterizar rápidamente los terremotos, sino que también para el estudio de la fuente sísmica desde el punto de vista académico”.

Un aspecto clave para la puesta en marcha del proyecto fue contar con la infraestructura adecuada para ejecutarlo. Es así como Gtd quiso apoyar esta iniciativa, poniendo a disposición su cable de fibra óptica submarina Prat, cuyas características y ubicación en el fondo marino, son ideales como conductor de datos hacia el dispositivo DAS.

“Nos sentimos orgullosos de ser parte habilitadora de este proyecto. El Cable Prat busca dejar un legado de conectividad, que ayude a potenciar el desarrollo digital del país. Esta oportunidad que pone al Cable Prat a disposición de este estudio y al desarrollo de innovación científica, expande su aporte más allá de la idea inicial, y nos genera mucha alegría, ya que en Gtd buscamos que la tecnología mejore y simplifique la vida de las personas. Esperamos se pueda convertir en un aporte sustantivo y concreto para las comunidades”, comentó sobre esta iniciativa Fernando Gana, gerente general de Gtd.

Para finalizar, la Dra. Rivet adelantó que espera poder continuar esta investigación, y proyecta que en cinco años más sería posible lograr “desarrollar un prototipo de sistema de alerta temprana utilizando DAS, ya que teniendo sensores más cercanos al origen de los sismos, al usar la fibra óptica en comparación con los sensores de la red sismológica, se podría ganar unos 10 segundos de tiempo, en promedio, en la detección de los sismos”.

La ave playera migradora denominada el “Zarapito de pico recto”(Limosa haemastica),  viaja cada año 15 mil kilómetros desde los humedales costeros de Chiloé hasta Alaska para pasar su temporada reproductiva en el hemisferio norte. Para llevar a cabo este viaje, debe realizar una preparación que incluye adaptaciones fisiológicas que le permiten volar durante siete días consecutivos hasta los humedales de las grandes llanuras de Norteamérica, su única escala a 10 mil kilómetros de Chiloé. 

Entre esas adaptaciones, esta ave duplica su peso y reduce el tamaño y funcionalidad de órganos que no son esenciales para su vuelo, como el estómago y el hígado, mientras que aquellos que les sirven para el desplazamiento aumentan su volumen. Sin embargo, la presencia de antibióticos en las bahías, los lugares donde el Zarapito y otras especies encuentran su alimento, podría alterar su capacidad de completar todas estas adaptaciones a tiempo para migrar. 

En este contexto, expertos en biología marina y ecología se plantearon la necesidad de medir cuáles de estos compuestos están presentes en el entorno y organismo de esta especie, trabajo liderado por el Dr. Juan Navedo, responsable del Bird Ecology Lab del Instituto de Ciencias Marinas y Limnológicas, y director de la Estación Experimental Quempillén de la Facultad de Ciencias de la U. Austral en Chiloé, bajo el alero del proyecto FONDECYT 1161224 “Assessing sub-lethal pollution effects on wildlife: prevalence of antibiotic resistance in coastal environments and associated costs to migratory birds”. 

En este estudio, desarrollado en conjunto con el Dr. Claudio Verdugo, investigador de la Facultad de Ciencias Veterinarias de la U. Austral y Valeria Araya, estudiante del Doctorado en Biología Marina de la misma institución, se indagó específicamente en la presencia de bacterias resistentes y genes de resistencia a diferentes antibióticos en los sedimentos de los humedales costeros y en la microbiota intestinal de las aves Zarapitos. Para ello, se investigaron dos bahías de Chiloé; la primera al norte en el canal de Chacao, distante 30 km del centro de cultivo marino más cercano; y la segunda próxima al canal de Dalcahue, rodeada de centros de cultivos marinos.

Los primeros resultados de esta investigación fueron publicados el 2021 en la prestigiosa revista Science of the Total Environment bajo el título (Traducido) “Levantando una contaminación silenciosa: resistencia a antibióticos en ambientes costeros y transferencia a aves playeras migratorias de larga distancia”. 

Como es bien conocido, la fase marina de la salmonicultura se lleva a cabo en jaulas con grandes densidades de peces, donde los salmones son alimentados hasta alcanzar la talla deseada. Allí, junto al alimento, les son suministrados medicamentos para el tratamiento de diferentes enfermedades, algunas de ellas origen bacteriano como lo es la Piscirickettsia salmonis.

“Se estudiaron siete antibióticos de diferentes familias, tres de ellos usados exclusivamente en la industria del salmón”, explicó el Dr. Navedo, académico del Doctorado en Biología Marina y Doctorado en Ecología y Evolución de la Facultad de Ciencias de la Universidad Austral de Chile (UACh),

Los resultados obtenidos mostraron que el 62% de las muestras de sedimentos, considerando ambas bahías, contaban con bacterias resistentes y genes de resistencia a, -al menos-, un antibiótico, mientras que solo la zona más cercana a los centros de cultivo se encontraron bacterias multirresistentes.  

Además, un 87% de las muestras de las cloacas de las aves presentaron bacterias resistentes a, -al menos-, un antibiótico, siendo el 63% multirresistentes, y algunas de ellas con un alto potencial de patogenicidad. Finalmente, respecto a los genes de resistencia, estos estaban presentes en el 46% de las muestras de aves, siendo multirresistentes en muchos casos.  

Los datos de este estudio han sido un aporte concreto a la visibilización de los efectos de estos medicamentos en el medio ambiente y han sido compartidos ampliamente con la comunidad científica, por ejemplo, a través de la carta publicada recientemente en la revista Science (traducida)”La acuicultura del salmón amenaza la Patagonia”. En ella, el Dr. Navedo junto al Dr. Luis Vargas-Chacoff, también académico del Doctorado en Biología Marina de la U. Austral de Chile, hacen un llamado directo al Gobierno de Chile a aumentar las regulaciones para esta industria, mientras que a nivel internacional sugieren presionar para mejorar las políticas medioambientales en nuestro país y así detener la expansión salmonera.

Actualmente, junto con otros investigadores y estudiantes de doctorado del Bird Ecology Lab, el Dr. Navedo está terminando de ensamblar varios experimentos ya realizados, para conocer, además, si la exposición ambiental a antibióticos (dosis no clínicas) tiene efectos en algún proceso biológico vital de los Zarapitos, lo que tendría implicaciones para el resto de vertebrados, incluido el ser humano. 

“En una aproximación experimental y ambiental estamos observando cómo estos componentes pueden haber modificado la composición de microbiota intestinal en vertebrados, ya que un desequilibro en esta comunidad bacteriana podría provocar disfunciones en procesos vitales, como por ejemplo, la absorción de nutrientes o la capacidad inmunitaria”, detalló.

Si bien las conclusiones de estos experimentos aún no han sido publicadas, el investigador resalta que es fundamental transparentar cuál es la carga de residuos antibióticos que pasa desde las jaulas de cultivo a la naturaleza, considerando que según el Informe 2020 sobre uso de antimicrobianos en la salmonicultura nacional del Servicio Nacional de Pesca y Acuicultura (Sernapesca), el año pasado fueron usados un total de 379 toneladas de antibióticos, alcanzando una cosecha anual de un millón 75 toneladas de salmón.

“Para producir un kilo de salmón en Chile se usan 100 veces más antibióticos que en Noruega, que es el primer productor mundial de este producto. Este volumen de medicamentos refuerza la idea de que la huella de antibióticos debe estar ampliamente extendida en las costas del sur de Chile y puede llegar, incluso, hasta Norteamérica a través de las aves migratorias, afectando a múltiples componentes de la biodiversidad, incluido al ser humano”, enfatizó el académico.

Finalmente, agregó, que es cada vez más urgente en el contexto global de ‘Una sola salud’ la reducción de las densidades de cultivo de salmones y la planificación de la capacidad de jaulas que puede haber en cada zona, ya que esto permitirá acotar la incidencia potencial de enfermedades y el volumen de antibióticos utilizados en la industria. 

“Imagínense en el futuro solo con una medición poder entregarle de inmediato al agricultor o agricultora un plan de manejo de la fertilidad de suelos en una sola visita…”. Así destaca Osvaldo Salazar, profesor de la Facultad de Ciencias Agronómicas de la Universidad de Chile, el potencial de los espectrómetros portátiles de infrarrojo cercano (NIR), tecnología de reciente desarrollo que permite estudiar y monitorear la fertilidad de los suelos de manera inmediata y a bajo costo.

¿Cuál es la importancia de esta herramienta para estudiar y monitorear los suelos? El equipo entrega in situ una serie de datos sobre propiedades del suelo: pH, carbono orgánico, cationes y contenido de arcilla, solo con un scan del suelo que toma 5 segundos, y cuyos resultados se visualizan en un celular a través de la interfaz de una App. De esta forma, la información recogida puede ayudar a disminuir los costos y aumentar la productividad de sistemas agropecuarios, por ejemplo, determinando cultivos apropiados, identificando cantidad de carbono en los suelos y mejorando la eficiencia en el uso de fertilizantes, productos que en el último tiempo han elevado de forma considerable su precio.

Pero su utilización no solo traería beneficios productivos, sino también a nivel ecosistémico. El académico de la Universidad de Chile, quien desarrolla un proyecto Fondecyt para la implementación de esta tecnología en la agricultura, explica que muchos agricultores, sobre todo pequeños, hoy no utilizan el análisis de suelos porque es costoso y tienen muy interiorizada la práctica de fertilizar mediante recetas, lo que a veces resulta en una aplicación desmedida de nitrógeno y fósforo.

“Estos elementos tienen un impacto directo en la emisión de óxido nitroso, que participa en la destrucción del ozono estratosférico y es un potente gas de efecto invernadero, y en la eutrofización de las aguas. De hecho, la agricultura ha sido identificada como uno de los principales aportantes a este proceso, que se aprecia -por ejemplo- en la proliferación de algas en los cuerpos de agua. El nitrógeno y el fósforo son su alimento, por lo que crecen y al ir muriendo y descomponiéndose agotan los niveles de oxígeno del agua. Es como un espiral de degradación en el que todo el sistema acuático finalmente termina muriendo”.

En este sentido, plantea que apoyar a los agricultores a optimizar el uso de suelos mediante esta herramienta presenta un enorme potencial para disminuir los efectos ambientales de la actividad, particularmente sobre los sistemas acuáticos y su incidencia en el avance del cambio climático. Es por eso que otro de los objetivos del proyecto apunta a impulsar una agricultura sustentable a distintas escalas de producción y ayudar a disminuir la huella de carbono del sector. Osvaldo Salazar destaca que en este ámbito hoy existen diferentes grupos de investigación abordando los desafíos y consecuencias del cambio climático sobre los suelos y sus efectos en la producción de alimentos en los agroecosistemas. “Además, los suelos son considerados un importante reservorio de carbono que puede contribuir al secuestro del carbono de la atmósfera. Por lo tanto, es necesario poder desarrollar herramientas que permitan mejorar la predicción de los niveles de nitrógeno, carbono y de la fertilidad de los suelos de forma rápida y a bajo costo”, enfatiza.

El investigador aclara que el estudio y monitoreo de suelos no es algo nuevo y que este servicio hoy es realizado principalmente a través de espectrómetros de laboratorio. Sin embargo, el proceso tiene un valor cercano a los 50 mil USD y puede demorar; por lo general, unas dos semanas. Estos nuevos equipos móviles, en cambio, ofrecen resultados inmediatos, sin tener que enviar muestras de suelo a laboratorios, y por un costo aproximado que hoy alcanza los 5 mil USD, valor que probablemente bajará a futuro.

“No es más que una linterna”, comenta el profesor Salazar, quien espera que esta herramienta pueda integrarse como un elemento más a la agricultura digital y sustentable del futuro junto a otras tecnologías como el uso de drones, la observación satelital y los sensores para riego. La integración de estos elementos, en definitiva, permitirá la rápida toma de decisiones en los campos.

La iniciativa de la Universidad de Chile, desarrollada en colaboración con el Instituto de Agricultura de la Universidad de Sidney, busca acompañar a agricultores de todo el país en la implementación de esta tecnología y entregar asesoría en la gestión de los suelos a través de la interpretación de sus resultados. Pero otra de las metas del proyecto es desarrollar un mapa con más de 1.000 muestras de suelos entre Coquimbo y Aysén.

“Chile es un laboratorio de suelos, en el sentido de que tiene una tremenda variabilidad de tipos de suelos, característica que hace interesante su estudio a nivel global. Nuestra meta inicial era llegar a 500 muestras de suelos, pero esa meta ya la cumplimos en el segundo año. Entonces, nuestra siguiente meta es llegar a 1.000 muestras de suelo de campos de agricultores y agricultoras en los siguientes dos años”, explica Osvaldo Salazar.

El objetivo, plantea, es llegar a tener la mayor base de datos de los suelos de Chile, una especie de librería de suelos. “Estamos trabajando en un catálogo de suelos muestreados con los resultados de los análisis y eso quedará como un recurso de libre acceso. Es una fotografía de los suelos en un momento, entonces a futuro puede hacerse una nueva fotografía y eventualmente evaluar cambios. Por otra parte, a futuro pensamos trabajar en mapas digitales específicos de los niveles de carbono, nitrógeno, PH, etc. Entonces, el día de mañana se pueden tener distintas capas de información y sobre eso también tomar decisiones a nivel territorial”, indica.

“Nosotros vamos recolectando muestras de suelo a una profundidad de 30 centímetros, que es la profundidad estándar en la que se están haciendo los mapas de suelo a escala mundial”, detalla el académico, quien plantea que este equipo complementa otros modelos elaborados a partir de la observación satelital o los sensores remotos, que entregan una imagen de la superficie del territorio. De esta forma, es posible conocer no solo la composición de los primeros centímetros del suelo, sino también lo que ocurre a mayores profundidades.

Respecto al trabajo actual, el investigador señala que también están desarrollando algoritmos propios para una interpretación sistemática de los indicadores y así entregar una asesoría más eficiente. “Esperamos poder calibrar los equipos y tener un software como primer prototipo. Para una segunda etapa quizás podamos desarrollar un sitio web para un servicio gratuito más masivo, porque sabemos que pese a las mayores facilidades puede seguir siendo restrictivo para algunos agricultores pequeños”. En esta línea, destaca que actualmente trabajan en esta iniciativa con todo tipo de agricultores, grandes, medianos y pequeños, “desde productores con más de 3 mil hectáreas hasta agricultores mapuches que cultivan a escala más reducida. Todos, de forma muy colaborativa, nos han permitido entrar a sus predios y recolectar muestras”.

El especialista de la U. de Chile comenta que esta tecnología también puede contribuir al ordenamiento territorial, identificando los suelos más aptos para la agricultura o aquellos que, por sus características y niveles de carbono, pueden ser prioritarios para la conservación, por ejemplo, los suelos de bosque nativo. En términos generales, “se puede monitorear la fertilidad de todo tipo de suelos en cualquier ecosistema, sea forestal, desierto, turbera o agrícola, solo por mencionar algunos”.

Por lo mismo, representa un equipo útil también para la gestión a futuro asociada a los distintos escenarios de cambio climático, por ejemplo, evaluando la salinidad de los suelos. “El SAG, con el que también colaboramos, nos ha pedido datos de la conductividad eléctrica relacionada con la salinidad de los suelos. Esta información es relevante frente al avance del cambio climático y la reducción de las lluvias, lo que provoca una mayor acumulación de sales y una menor productividad de los cultivos”, sostiene.

Los humedales son ecosistemas únicos que entregan una gran cantidad de servicios que son fundamentales para la vida humana y la conservación de la biodiversidad, por esto, en tiempos de crisis climática como la que estamos viviendo, se hace especialmente relevante su conservación para contar con agua en calidad y cantidad.

Es por ello que el Centro de Humedales Río Cruces de la U. Austral de Chile ha realizado un esfuerzo para disponer para uso de la comunidad y sus autoridades, mapas de cada una de las comunas de la región de Los Ríos. 

Jorge Tomasevic, Doctor en Ciencias de Vida Silvestre y Coordinador científico del Centro de Humedales Río Cruces de la Universidad Austral de Chile, explicó que estos mapas “profundizan el trabajo realizado por la geógrafa Nicohole Atero con el mapa referencial de la región de 2019, acercándose con más detalles a cada una de las comunas, mejorando así la precisión de la identificación y delimitación de humedales en cada una de ellas”.

Tomasevic sostuvo que “la metodología que utiliza el CEHUM considera la aplicación de la definición de Ramsar, que es la consensuada mundialmente. La información existente no considera por ejemplo los humedales costeros, lo que consideramos una omisión que es importante no cometer más dado que éstos son considerados de los más importantes”.

La identificación de los humedales está basada en la definición de humedales de Ramsar – tratado ambiental intergubernamental establecido en 1971 por la UNESCO, que entró en vigor en 1975, donde un humedal es designado como de importancia internacional bajo la Convención sobre Humedales, conocida como la Convención de Ramsar e incluye 42 tipos de humedales distintos. 

“Luego de toda la información base disponible como inventario nacional de humedales del Ministerio del Medio Ambiente, límites regionales, datos batimétricos, planes regionales comunales, entre otros, se realizó un detallado proceso de fotointerpretación que agrupó todos los humedales en tres categorías: marinos y costeros, continentales y artificiales. Esto permite tener una visión amplia y detallada de las superficies de humedales del territorio en escala de 1:10.000 que no estaba disponible hasta el momento”, indicó Tomasevic.

El coordinador científico del CEHUM invitó a los municipios a realizar un trabajo conjunto en torno a este material y el potencial que en materia de planificación territorial tiene. “Una de las razones de ponerlos a disposición de los municipios es el cálculo de la superficie de humedales para poder ejercer el principio de ´sin pérdida neta de humedales´ que ha sido consagrado en la Ley de Humedales Urbanos y que tiene que ver con conservar y mantener una superficie adecuada para mantener la provisión de agua en cantidad y calidad como recurso estratégico para la región. Mantener la superficie relativa significa que los municipios no solo deberán conservar estas hectáreas sino que en caso de ser dañadas o degradadas, restaurarlas en el mismo lugar o en otro dentro de la cuenca”, indicó.

Por su parte, Ignacio Rodríguez, Director Ejecutivo del CEHUM y ecotoxicólogo experto en recursos hídricos destacó que “los mapas consideran los macrosistemas de humedales porque queremos dar énfasis también al principio de conectividad hidrológica, para lo cual es fundamental es hacer gestión de manera conectada. El manejo integrado de cuencas y subcuencas a nivel comunal puede ser un factor clave para que estos humedales se conserven y por ende de todos los servicios ecosistémicos que nos brindan, no solo de agua, sino de conservación de la biodiversidad, recreación, educación y servicios culturales, entre otros”.

Actualmente, el equipo del CEHUM se encuentra contactándose con los municipios para iniciar un trabajo conjunto y coordinado. “A nosotros nos interesa mucho aportar al conocimiento de los humedales tanto en la región como en el país y entendemos que el haber producido estos mapas con más detalle para las comunas de la región , le da herramientas a los tomadores de decisiones de poder administrar los recursos con la mejor información posible. Los desafíos urgentes que nos impone el cambio climático nos insta a generar más y mejor conocimiento para que se tomen decisiones adecuadas para el territorio”, finalizó Rodríguez.