La microcistina es una toxina desagradable que puede provocar reacciones cutáneas. problemas estomacales, e incluso daño hepático. Es producido por una pequeña alga verde azulada (cianobacterias) llamada Microcystis, que se multiplica como loco en calentito, agua rica en nutrientes. Desafortunadamente, Las floraciones de Microcystis son cada vez más comunes en los Grandes Lagos, que proporcionan agua potable a millones de personas. Este mes, investigadores de MBARI y la Administración Nacional Oceanográfica y Atmosférica (NOAA) están probando un nuevo robot submarino que nadará alrededor del lago Erie midiendo la cantidad de microcistina y algas en el agua. y enviar sus hallazgos a la costa en tiempo real.

El robot es uno de los vehículos submarinos autónomos de largo alcance (LRAUV) de MBARI. Aproximadamente 30 centímetros (un pie) de diámetro y 230 centímetros (7,5 pies) de largo, parece un pequeño, torpedo amarillo y naranja. Pero es mucho más lento que un torpedo y está diseñado específicamente para pasar semanas en el agua recolectando datos científicos.

Durante los últimos ocho años, Los científicos e ingenieros de MBARI han estado construyendo LRAUV y usándolos para estudiar las algas microscópicas y la química del océano frente a la costa de California. En 2018, construyeron un nuevo LRAUV que lleva un laboratorio de bioquímica robótico. Este laboratorio automatizado se denomina Procesador de muestras ambientales de tercera generación (3G ESP). Mientras el LRAUV se mueve por el agua, el 3G ESP recolecta muestras de agua, los filtra, y luego procesa las muestras para detectar organismos microscópicos o toxinas como microcistina. Después de analizar las muestras, el 3G ESP puede enviar sus hallazgos a los científicos en tierra a través de un enlace por satélite.

Los ingenieros de MBARI han estado trabajando en el 3G ESP durante unos cinco años. Esta primavera marcó su primera gran prueba, con LRAUV que llevan 3G ESP en el océano abierto frente a Hawái para recolectar muestras de las algas microscópicas que sustentan las redes alimentarias del océano abierto. A fines de julio de 2018, un LRAUV similar recolectó algas nocivas y monitoreó las toxinas de algas en las frías aguas de la Bahía de Monterey. Ahora, este mismo vehículo se está utilizando para controlar la microcistina en las aguas del lago Erie.

Debido a que muchas ciudades obtienen el agua potable de los Grandes Lagos, La NOAA ya emite pronósticos que predicen dónde y cuándo es probable que las floraciones de algas nocivas produzcan microcistina. Los investigadores esperan que los datos de los LRAUV eventualmente ayuden con estos pronósticos. Como Steve Ruberg, un científico del Laboratorio de Investigación Ambiental de los Grandes Lagos de la NOAA, señaló, "Obtener información sobre qué tan profundas son las toxinas de una floración de algas nocivas y qué tan cerca están de las tuberías de toma de agua municipales puede ayudar a la NOAA a mejorar los pronósticos y las herramientas de apoyo a las decisiones de las que dependen las comunidades de los Grandes Lagos".

Los ingenieros de MBARI implementaron una versión de segunda generación del ESP en el lago Erie en 2017. Durante el año pasado, Este instrumento ha estado midiendo las concentraciones de microcistina desde un amarre a unos 6,5 kilómetros (cuatro millas) al oeste de la principal toma de agua potable de la ciudad de Toledo. Ohio.

El proyecto de 2018 incluye varias "primicias". Es la primera vez que los vehículos autónomos de MBARI encontrarán su camino alrededor de un cuerpo de agua relativamente poco profundo como el lago Erie. que tiene un promedio de unos 19 metros (62 pies) de profundidad. También es la primera vez que el ESP 3G de MBARI ha sido equipado con instrumentos automatizados para detectar microcistina.

Después de lanzar el LRAUV desde un bote pequeño, los investigadores regresarán a la costa para monitorear su progreso. El robot permanecerá bajo el agua la mayor parte del tiempo. pero salen a la superficie periódicamente para que los científicos sepan dónde está y qué está "viendo". También recolectará y conservará muestras de agua para su posterior análisis en tierra.

Los microbiólogos extraerán ADN de estas muestras conservadas para descubrir no solo Microcystis, pero toda la comunidad de microbios en el lago. Esto les ayudará a comprender las condiciones que contribuyen a la proliferación de algas peligrosas.

"Este enfoque es único en el sentido de que estamos fusionando elementos de robótica, bioquímica, y sistemas autónomos de alcance libre, "dijo Chris Scholin, presidente de MBARI e inventor del Procesador de Muestras Ambientales. "Nuestro objetivo es detectar y rastrear las toxinas a medida que cambian en el espacio y el tiempo. De esta manera no seremos dependientes de sensores fijos ni de enviar personas para recolectar muestras y luego procesarlas. Al avanzar en el estado del arte en toxinas móviles, capacidad de detección, Esperamos eventualmente brindar nuevas opciones para los administradores de recursos y las agencias de salud pública ".