Partición de la heterogeneidad estructural y funcional a escala de parches del ambiente termal de módulos de eco-ingeniería basados en carbonato para la restauración de hábitats intermareales a lo largo de gradientes costeros-urbanos
En esta propuesta se integran disciplinas de la ingeniería mecánica, la fisiología termal y ecológía bentónica con el objetivo de evaluar el rol de la heterogeneidad estructural y funcional de módulos de concreto biomejorados con carbonato, y cuya resistencia estructural y transferencia de calor permita mejorar el asentamiento y persistencia de la biodiversidad de hábitats intermareales del norte de Chile, manteniendo los requisitos de resistencia de las obras civiles de zonas urbano-costeras
La restauración ecológica de hábitats costeros es un imperativo ético para revertir la actual pérdida de estructura y función de los ecosistemas bentónicos debido a la expansión masiva de la infraestructura urbana costera. En general, la estructura homogénea y composición de los materiales utilizados para construir esta infraestructura limitan la ocurrencia de procesos ecológicos fundamentales. Los estudios que integran principios ecológicos y de ingeniería han enfatizado la relevancia de agregar heterogeneidad (grietas, agujeros, pozas, elementos de retención de agua) e integrar substratos bio-mejorados a las superficies artificiales de infraestructura urbana promover el aumento de la biodiversidad en los hábitats intermareales deteriorados Sin embargo, para comprender mejor el papel de la heterogeneidad de los substratos, es necesario dividirla en sus componentes estructurales y funcionales, el primero se refiere a las variaciones ambientales medidas sin referencia a ningún proceso ecológico (e.g., geometría), mientras que la heterogeneidad funcional resultar de la operación de procesos ecológicos no aleatorios tales como asentamiento, comportamiento y termorregulación, depredación, etc. que ocurren en estos hábitats. En esta propuesta se postula que la colonización y el éxito en la dinámica sucesional de ensambles que habitan sobre sustratos artificiales instalados en hábitats intermareales podría estar limitado por la fisiología termal de estos organismos, ya que esta capacidad interactúa con el ambiente termal que resulta de diferencias en composición y heterogeneidad del concreto utilizado para construir estos substratos. El objetivo principal de esta propuesta será cuantificar las diferencias a escala de parches entre la heterogeneidad estructural y funcional del ambiente termal proporcionado por módulos biomejorados usando carbonato (conchas de moluscos) diseñados para restaurar la biodiversidad de hábitats intermareales en el norte de Chile. La heterogeneidad estructural será caracterizada por la gama de ambientes térmicos provistos por estos módulos antes de la colonización, mientras que la heterogeneidad funcional se estimará como las variaciones en las condiciones térmicas de las características de la superficie (e.g., grietas) que son efectivamente utilizadas por los organismos que colonizan y crecen sobre los módulos diseñados en esta propuesta. Estos módulos serán anclados en la infraestructura costera en la ciudad de Antofagasta (norte de Chile), que presenta una radical transformación de la costa a lo largo de ca. 40 kilómetros. Se estudiarán tres ubicaciones urbano-costeras que difieren en los patrones de asentamiento de invertebrados a lo largo de la costa. Al final de los 4 años de la investigación, los resultados proporcionarán un substrato artificial bio-mejorado cuya heterogeneidad funcional aumentará las oportunidades para la restauración ecológica de hábitats intermareales de zonas urbanas. Este enfoque basado en el uso de carbonato para mejorar las propiedades de estructura funcional de módulos de concreto integra nociones de economía circular en la gestión de desechos de conchas de moluscos, vinculando así a las agencias de pesca, acuicultura e ingeniería civil costera con soluciones-basadas-en-la-naturaleza (SBN). Esta información y prácticas ayudarán a mejorar la coordinación y acelerar el desarrollo de estrategias destinadas a restaurar la sostenibilidad del ecosistema bentónico en áreas urbanizadas a lo largo de la costa chilena.
Fotografía 1: Muestras de material mejorado con carbonato y prueba de resistencia mecánica estructural.
Fotografía 2: Microscopia electrónica de Barrido (SEM) las fibras de carbonato de calcio (calcita) del ostión del norte Argopecten purpuratus.
