Mareas rojas: caracterización, riesgos y métodos para su detección temprana y minimización de impactos en la operación de plantas desaladoras

Abstract

El aumento en la demanda de agua debido al incremento poblacional y la baja disponibilidad de recursos hídricos dulces, han impulsado el desarrollo de la industria de la desalación. Esta industria se ve afectada negativamente por los eventos de mareas rojas, proliferaciones extremas de fitoplancton que colorean el agua, aumentan la concentración de sólidos disueltos y liberan toxinas.

Las mareas rojas están formadas por diversos tipos de fitoplancton: diatomeas, cianobacterias, dinoflagelados, rapidofitos, clorofitas y haptofitas. Jeong et al. (2005) realizaron una división de las mareas rojas en función de su comportamiento y relaciones biológicas con el resto de los organismos del ecosistema; mientras que Lassus et al. (2016) dividieron las mareas rojas en función de los daños que estas provocan en su entorno.

En los últimos años, los eventos de mareas rojas han aumentado considerablemente tanto por factores naturales (surgencias, corrientes, estratificación de la columna de agua, regeneración de quistes vivos, etc.) como por factores antrópicos (eutrofización, aguas de lastre, comercio de marisco vivo, pesca indiscriminada y, sobre todo, cambio climático).

Son dos los principales impactos que estos eventos provocan en las plantas desaladoras. El primero tiene que ver con el posible envenenamiento del agua producto debido a las toxinas que liberan algunas especies de algas rojas. Estas especies liberan mediante lisis celular las toxinas que quedan retenidas en las membranas de ósmosis inversa, únicamente cuando estas presentan daños en su estructura, es cuando estas toxinas pueden pasar al agua producto.

Por otro lado, el segundo impacto potencial es el ensuciamiento de las membranas de ósmosis inversa. Ambos impactos pueden llegar a parar la planta, con las consecuencias de no servir agua potable a la población.

La detección temprana de las mareas rojas se hace indispensable para los operadores de las desaladoras de manera que puedan anticiparse a su llegada

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realizando los cambios pertinentes en la operación que minimicen los impactos. Los principales mecanismos para la detección temprana son la observación visual directa, la teledetección y la medición de la materia orgánica algal.

Existen diversas técnicas para evitar, o al menos ralentizar, la aparición de las mareas rojas entre las cuales se encuentran la reducción de los nutrientes que entran al sistema acuático, la modificación de condiciones hidráulicas en la medida de lo posible y la eliminación de la estratificación de la columna de agua.

Una vez la marea roja ha aparecido, existen estrategias que permiten eliminarla como la adición de floculantes que favorezcan la sedimentación de las células, la adición productos químicos que inhiben el crecimiento de algunos organismos o la adición de depredadores y competidores que regulen la cadena trófica.

Cuando las técnicas anteriores no funcionan o no es posible llevarlas a cabo, entonces las estrategias operacionales en plantas desaladoras se tornan importantes para minimizar los impactos. Estas estrategias se dividen en dos: actuaciones en la toma de agua bruta y actuaciones en el pretratamiento.

Respecto a la toma de agua bruta, existen dos tipos: tomas abiertas, que obtienen el recurso de la columna de agua; y tomas subsuperficiales que se sitúan por debajo de la arena litoral o del lecho marino. Las primeras necesitan un pretratamiento extensivo; mientras que las segundas actúan como un primer filtro, mejorando la calidad del agua que llega a planta.

Finalmente, la línea de pretratamiento puede contener diversos sistemas y su configuración dependerá de las características del agua de entrada y de la probabilidad de aparición de eventos de mareas rojas siendo el objetivo principal dotar al agua bruta de la calidad adecuada para que no impacte negativamente sobre las membranas de ósmosis inversa.

Los diferentes tipos de pretratamiento son cloración – decloración, coagulación – floculación, filtración con aire disuelto, filtros granulares, sistemas de microfiltración y ultrafiltración y, como última etapa, filtración con cartuchos.