Comprender el impacto del cambio climático en el océano



Al decidir sobre una especialidad, Michelle Kornberg tenía una cosa clara: no quería quedarse atrapada por cuatro años. "Me gusta el ambiente de trabajo en algo en el laboratorio, pero crecí en una familia muy al aire libre", dice ella. "Realmente sabía que no quería estar adentro todo el tiempo".

Durante el programa de preorientación del primer año del MIT, Kornberg entendió qué especialidad le ayudaría a lograr este objetivo. Uno de sus orientadores presentó su verano a bordo del buque de investigación Nautilus Explorer. El asesor estaba estudiando el curso 2-OE (ingeniería mecánica y oceánica). Más tarde ese año, Kornberg declaró 2-OE.

"Creo que la ingeniería oceánica como campo es realmente interesante porque combina el lado holístico de la vida en el planeta Tierra con la resolución de todos los desafíos técnicos que enfrentan los ingenieros mecánicos", dice Kornberg, ahora senior.

Este equilibrio entre el uso de teorías fundamentales en áreas tales como dinámica de fluidos, controles y acústica para resolver problemas en entornos submarinos ha sido una fuerza impulsora a lo largo de su carrera. universidad

"Estoy interesado en cómo podemos aplicar soluciones específicas de ingeniería oceánica a problemas globales más grandes, especialmente el cambio climático", agrega Kornberg.

A lo largo de su estadía en el curso 2-OE, Kornberg abordó los problemas del cambio climático a través de la lente de un ingeniero oceánico en varios entornos oceánicos, incluido el Puerto de Boston y la Gran Barrera de Coral.

Medición de la acidificación del océano en el puerto de Boston

A mediados de su primer año, Kornberg comenzó a trabajar con el programa MIT Sea Grant College como investigador universitario en colaboración con Thomas Consi, un especialista en enseñanza de investigación. Además de construir un remolcador modelo a través de su trabajo con Consi, Kornberg trabajó en un proyecto para rastrear la acidificación del océano en el puerto de Boston.

Durante la acidificación de los océanos costeros, los niveles más altos de carbono en el agua causan la proliferación de algas que tienen un impacto negativo en los organismos del ecosistema. En el puerto de Boston, los crustáceos sufren particularmente. Para comprender el impacto de la acidificación de los océanos costeros en Boston, Kornberg trabajó con Consi en el desarrollo de un conjunto de sensores para tomar mediciones bajo el agua.

"Es importante poder seguir diferentes elementos del entorno del océano costero para comprender la cadena de eventos que conducen a cosas como la acidificación de los océanos costeros", dijo.

Además de mapear la topografía del fondo del océano, conocida como batimetría, el equipo midió variables como la velocidad de la corriente de agua. Su objetivo era identificar el mejor lugar para ubicar una estación de medición que pudiera rastrear la acidificación de los océanos costeros en el puerto de Boston.

Kornberg tendría más oportunidades de trabajar en una de las vías fluviales de Boston a lo largo de sus cursos 2-OE. En las clases finales 2.013 / 2.014 (diseño y desarrollo de sistemas de ingeniería) durante su tercer año, trabajó con un equipo en el diseño y construcción de un prototipo funcional de un Un vehículo autónomo.

"La clase fue la primera vez que tuve la experiencia de trabajar en un equipo con personas de orígenes muy diferentes", agrega Kornberg. "Fue una experiencia tan buena: ha tenido personas que se han centrado en la electrónica y otras que tienen capacitación en ciencia de materiales".

El equipo de estudiantes construyó un prototipo para un proyecto en el laboratorio MIT Lincoln llamado Ionobot. Un recipiente de superficie autónomo, el Ionobot mide los cambios en la ionosfera para ayudar a identificar y prevenir la interferencia con las señales de GPS.

El día de la presentación final del proyecto, Kornberg y su equipo se reunieron en los muelles del MIT Sailing Pavilion, esperando nerviosamente el momento de la verdad. ¿Funcionaría su prototipo como se esperaba?

Una tormenta enojada le ofreció al equipo un desafío adicional: las condiciones ventosas hicieron que el día fuera difícil en el río Charles. El equipo lanzó el prototipo Ionobot y suspiró aliviado. Funcionó como se esperaba.

"Fue objetivamente el peor día de clima de este semestre, pero aún así fue el mejor día", recuerda Kornberg.

Varias semanas después, Kornberg trabajaría en condiciones muy diferentes a lo largo de la costa noreste de Australia.

Monitoreo del blanqueamiento de corales en la Gran Barrera de Coral

El verano pasado, Kornberg trabajó en el Instituto Australiano de Ciencias del Mar (AIMS) en Townsville, Australia, como parte de las iniciativas internacionales de ciencia y tecnología del MIT. Junto con Nicholas Fritzinger-Pittman, un estudiante de ingeniería mecánica, Kornberg trabajó en el desarrollo de un sistema ferroviario que permitiría a un escáner hiperespectral recopilar datos precisos sobre miles de muestras de coral en el OBJETIVOS simulador de mar.

“En una cámara ordinaria, cada píxel tiene un color específico. Una cámara hiperespectral, por otro lado, asigna una distribución de frecuencia a cada píxel, lo que le permite rastrear más que la luz física ", dice Kornberg.

Esta tecnología es particularmente útil para predecir si un coral se encuentra o no en las primeras etapas del blanqueamiento, una condición a menudo causada por el cambio climático que ha destruido vastas áreas de arrecifes de coral en todo el mundo.

“Los corales dependen de las algas para mantenerse con vida. Las algas pueden saber cuándo las condiciones no son óptimas para la fotosíntesis antes de que el coral pueda "abandonar Dodge" y abandonar el coral. Esta es la primera señal de blanqueamiento de corales ", agrega Kornberg.

Como los investigadores no pueden ver las algas saliendo del coral utilizando el espectro visual, confían en un escáner hiperespectral lineal para capturar este proceso.

Antes de que Kornberg y Fritzinger-Pittman llegaran a AIMS, las muestras de coral tuvieron que ser transportadas de un tanque al tanque con el escáner hiperespectral. Dado que eliminar el coral de su entorno podría poner en peligro el experimento, Kornberg y Fritzinger-Pittman trabajaron con investigadores de AIMS para desarrollar un sistema ferroviario portátil que llevara el escáner hiperespectral al coral, no lo contrario

Como parte de su estadía en AIMS, Kornberg y Fritzinger-Pittman se unieron a un crucero de investigación en el RV Cape Ferguson. Durante seis días, el equipo visitó Keeper Reef y John Brewer Reef. Durante los descansos de investigación, pudieron bucear para explorar el arrecife.

"Bucear a lo largo del arrecife fue una experiencia increíblemente humillante y mágica", dice Kornberg.

Más tarde en el verano, la pareja también realizó un viaje de buceo a Cairns, Australia. Si bien pudieron ver coloridos arrecifes y animales como el pez payaso, almejas gigantes y tortugas marinas, también vieron los efectos del blanqueamiento de corales en partes del arrecife frente a la costa de Cairns

"Ver un poco de blanqueamiento de corales en el arrecife fue algo realmente triste y aleccionador", agrega.

Conversión de energía de las olas en España

Mientras Kornberg se prepara para la vida después de graduarse en mayo, se enfoca en las energías renovables.

"Personalmente, estoy particularmente interesada en ver cómo podemos construir plataformas que aprovechen la energía del ambiente oceánico", dijo.

Kornberg planea trabajar durante varios meses este otoño en Seaplace en Madrid, España. Se centrará en el diseño y construcción de turbinas marinas para la conversión de energía de las olas.

"Las olas tienen mucho potencial en términos de energía renovable. Lo sabemos desde hace mucho tiempo, pero no hemos podido encontrar la mejor manera de aprovechar esta energía ", explica. "Estoy realmente interesado en trabajar en tecnologías que puedan ayudarnos a usar la energía de las olas a gran escala".

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