Por J. Alberto Castro
Un grupo multidisciplinario de jóvenes científicos de la UNAM y la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) creó un algoritmo para la detección satelital de sargazo y obtuvo el primer lugar en el Ocean Hackathon 2019, concurso científico internacional que se disputó en la ciudad francesa de Brest el pasado 12 de diciembre.
En 48 horas de trabajo continuo los mexicanos superaron a siete equipos franceses en un certamen caracterizado por proponer diferentes desafíos para recabar información y datos digitales del océano y con ello dar solución a un problema que enfrenta el ecosistema.
Efectuado de manera simultánea y por cuarta ocasión consecutiva en siete ciudades de Francia, el Ocean Hackathon en 2019 se extendió a la Ciudad de México y abrió su puerta a los innovadores del país.
Aquí resultó ganador el equipo de la UNAM y de la BUAP con el proyecto que presentaron la Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (Conabio) y el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC).
Este reto tenía como objetivo desarrollar un algoritmo para la detección y alerta temprana de los arribos masivos de sargazo, con la intención de integrarlo al sistema satelital de alerta temprana de sargazo y del Sistema de Información y Análisis Marino-Costero.
De acuerdo con la Conabio el actual sistema satelital de detección de sargazo es prácticamente obsoleto en definición, resolución y precisión de imágenes.
Tras su regreso triunfal de Francia Vértigo contactó a los universitarios, quienes consideraron “muy estimulante la competencia de proyectos vinculados al océano” y también dieron a conocer “el interés y la preocupación de la comunidad europea por las repercusiones negativas que tiene la macroalga marina a nivel global y en el Mar Caribe”. Les llamó la atención la inoperancia de los sistemas satelitales de México en la detección oportuna del sargazo.
Lo mismo en Ciudad de México que en París los universitarios prácticamente acamparon en los salones de competencia a lo largo de dos días, plazo límite para alcanzar una solución.
Orgullosos por el primer lugar en el Ocean Hackathon nos dicen que mejoraron de modo sustancial la detección del sargazo a través de imágenes satelitales ya que hoy se detecta mediante imágenes de satélites estadunidenses puestos en órbita en 2000. Estas imágenes poseen una resolución de un kilómetro, es decir, cada pixel es de un km por un km, lo cual requiere de manchas inmensas de sargazo sobre la superficie marina para poder detectarlo. Muchas veces las detecciones son espurias, pues no hay nada.
Por el contrario, el equipo de universitarios utilizó imágenes de satélites europeos puestos en órbita alrededor de 2016 con una resolución de 20 metros y la posibilidad de detectar con una resolución 50 veces mejor el sargazo sobre la superficie marina. Además crearon una nueva forma de medirlo con algoritmos de Inteligencia Artificial (IA).
En 48 horas
Incluso lograron la caracterización del espectro de reflectancia del sargazo y con herramientas de estadística, programación y ciencia de datos se determinó cómo es que el satélite “ve”, sobre la superficie del agua, al sargazo. Se creó un algoritmo que clasifica si un pixel es sargazo o no.
De la experiencia de trabajar en equipo en una competencia internacional admiten que en un principio fue difícil, pero rápido encontraron un lenguaje común y pudieron trabajar de modo mancomunado, hicieron correcciones, limpieza de las imágenes satelitales de mayor calidad, automatización de procesos y visualización de resultados en un sitio web de mapas.
Según su testimonio el diseño del algoritmo lo hicieron contrarreloj en 48 horas continuas, casi sin dormir.
Respecto de la competencia final también hubo varios obstáculos: primero, el idioma ya que la presentación y un video se hicieron en francés; segundo, conseguir el financiamiento para la asistencia del equipo, y, tercero, la competencia con los otros equipos porque tenían excelentes proyectos.
Para estos científicos la experiencia del Ocean Hackathon fue aleccionadora debido a que tuvieron oportunidad de trabajar de cerca con grandes científicos de otras áreas con los que nunca hubieran podido colaborar: “La visión de estos hombres de ciencia te muestra cómo ver un problema desde diferentes ópticas”.
En cierto punto el grupo entendió que para resolver grandes retos es necesario colaborar con grandes equipos de científicos y, sobre todo, hacer ciencia interdisciplinaria para resolver problemas imposibles desde una sola disciplina.
Sobre el futuro opinan que sigue validar el algoritmo, confirmar una y otra vez que en efecto detecta al sargazo. Esto se podría lograr mediante un dron o una persona presente físicamente en el lugar. Además consideran que el perfeccionamiento de la herramienta contribuirá a un estudio más profundo del fenómeno.
Prevén que con el concurso de los satélites europeos muy pronto el algoritmo podría generar información para las páginas web de Conabio, donde los diversos usuarios podrían acceder a los datos en tiempo real y en un mapa interactivo de cómo se mueve el sargazo en el océano con imágenes de mejor resolución y más datos.
Concluyen que este sistema servirá a las comunidades, al sector hotelero y al pesquero para ayudar a la alerta temprana y la posibilidad de planear alternativas contra pérdidas económicas.
Por otra parte Sigi Gruber, directora de la Unidad de Recursos Marinos de la Comisión Europea, invitó al grupo a presentar este año el proyecto en Bruselas, en el foro All-Atlantic Ocean Research, donde estarán grandes actores de todo tipo: líderes políticos, investigadores, emprendedores, académicos y sociedad civil; todos ellos interesados en el cuidado y la conservación de los océanos.
El equipo multidisciplinario con nueve miembros lo integran por parte de la UNAM Liliana Hernández Martínez y Christian Alejandro Benítez, astrofísicos de la Facultad de Ciencias; Juan Claudio Toledo Roy, astrofísico del Instituto de Ciencias Nucleares; los ingenieros geomáticos Uriel de Jesús Mendoza, del Instituto de Geografía; María Elena Osorio Tai y Berenice Hernández Cruz, de la Facultad de Ingeniería, y Héctor Vicente Ramírez, bioquímico del Instituto de Biotecnología. Además de la BUAP se sumaron dos ingenieros en ciencias computacionales, José Alfonso Gómez Coeto y Julio González Quintero.
¿Qué es el sargazo y cómo afecta al ecosistema del océano?
Es una macroalga marina flotante en la superficie del océano, parte del equilibrio ecológico y hábitat importante para muchas especies marinas porque proporciona alimento, sombra y refugio a peces, camarones, cangrejos y tortugas.
No obstante en los últimos cuatro años se han visto cantidades atípicas de esta alga, proveniente del Mar de los Sargazos, ubicado en el Océano Atlántico y el Triángulo de las Bermudas, entre Puerto Rico, Miami y las islas Bermudas. Además de un nuevo origen: el norte del ecuador terrestre, donde el sargazo se acumula frente a la costa de Brasil para adentrarse en el Caribe.
La doctora Norma Patricia Muñoz Sevilla, coordinadora de la Red de Océano, Clima y Cambio Global del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), considera que la presencia masiva de sargazo provoca un daño irreversible al arrecife Mesoamericano, el segundo más grande del mundo, ya que impide la penetración de luz solar. La segunda afectación importante, indica, se encuentra en los pastos marinos, cuyos ecosistemas aumentan el sustrato disponible para la fijación de diferentes tipos de organismos y el desarrollo de una elevada concentración de oxígeno disuelto, producto de la fotosíntesis.
La especialista también sostiene que si el sargazo permanece en las playas se descompone y genera lixiviados y ácido sulfhídrico que ocasionan problemas respiratorios y puede convertirse en un asunto de salud pública.