Cianobacterias en Uruguay

Cianobacterias y Cianotoxinas en Uruguay Enfoque prác�co desde el punto de vista arquitectónico

Verde y tóxica. Verde y produc�va Problemática 01 (Pg. 2) ¿Qué son las Cianobacterias? 02 (Pg. 3-7) Causas Gráficos: Cianobacterias en Uruguay

Posibilidades 03 (Pg. 8) Energéticas Otros

Enfoque arquitectónico 04 (Pg. 9-13) Campo Represas

Concluciones 05 (Pg. 14) Referencias 06 (Pg. 15)

Alejandro Arquitectura Arcardini Medio Ambiente Ravera Teconología

Mbarch · UPC

Img_©Markus Spiske

01

Problemática

Todas las condiciones se dieron para en

la vida, el desarrollo y el medio ambiente.

2019 la concentración de cianobacterias

Más adelante agregan que el agua dulce

impidiese el buen uso de las playas en

es renovable solo si su gestión es la

Uruguay

adecuada, enfatizando así la búsqueda por

durante

el

verano.

La

problemática hizo mucho eco debido a las

resolver

implicancias que tuvo en el turismo

sustentable (ONU, 1992).

afectando

a

nivel

económico

los

balneareos que se dedican al turismo de playas.

La

incidencia en el

aspecto

económico de los balneareos opaco los problemas ambientales que conllevan las cianobacterias a nivel de potabilidad, toxicidad del agua, afectaciones en la fauna y flora de los ecosistemas en donde aparece la toxina.

el

problema

de

un

modo

OSE al trabajar con plantas potabilizadoras puede resolver de forma relativamente sencilla el problema de las cianobacterias una vez detectado. La problemática mayor se da en los espacios donde las corrientes de agua actúan sin control como en los causes, ríos, arroyos, etc., afectando el uso de estos tanto como a la vida marina de estas zonas. El riesgo se ve enfatizado en

El Ing. Fernando Fontán (LATU) menciona

los sectores más vulnerables de la

que durante el año 2004 Uruguay declaro

población como en los asentamientos

derecho humano el acceso a agua potable

irregulares.

y al saneamiento. De esta forma las floraciones de cianobacterias plantean una

Afectación en zona costera Zona aparicion de Cianobacterias Elaboración propia.

problemática que ha de desarrollarse en profundidad, inclusive el estudio sobre los agrotóxicos que terminan por contaminar las cuencas de agua dulce donde se extrae el agua potable como lo es la cuenca del río Santa Lucía.

De

acuerdo

Internacional

con sobre

la Agua

Conferencia y

Medio

Ambiente de la ONU en Dublín (1992) el agua

dulce es

un

recurso

finito y

vulnerable, que es esencial para mantener

2

Datos obtenidos LATU, 2015.

¿Qúe

son

las

cianobacterias? referencia

a

02

Las cianobacterias como describe Antonio

Haciendo

Quesada de la Universidad Autónoma de

anteriores Bonilla menciona que estás

Madrid son unos microorganismos que

floraciones son frecuentes en los cuerpos

datan de unos 3500 millones de años.

de agua superficiales, lagos, lagunas, ríos y

Tienen una estructura que corresponden al

embalses de la costa y del interior de

de una bacteria, pero con diferentes

Uruguay

factores que los asemejan a un alga, por lo

diferentes hasta la fecha (2009).

encontrándose

sus

26

trabajos

especies

que el microorganismo se encuentra en un punto medio. Posee una fotosíntesis oxigénica por lo cual se cree que pueden haber producido una cantidad considerable de oxigeno en un momento donde la tierra estaba falta de él, de forma tal que posiblemente ayudaron a que la vida terrestre pueda concebirse. Debido a la antigüedad, este tipo de organismo es muy adaptable y persistente.

Sylvia Bonilla (PhD, UdelaR) comenta que “Estos organismos procariotas pueden crecer

rápidamente

acumulando

altas

biomasas y dominando el fitoplancton, fenómeno conocido como floración, lo que interfiere con el uso del agua como recurso.” (INNOTEC 10, 2015) Donde destaca que las cianotoxinas pueden llegar a provocar la muerta en mamíferos, anomalías o malformaciones o incluso pueden ser cancerígenos en dosis bajas durante un largo período (Bonilla según Chorus y Bartram, 1999).

3

02

Causas

Bonilla parafraseando a Paerl y Otten

la industria uruguaya, sino que, también

(2012) hace referencia a las causas de las

proviene de aguas arriba desde Brasil y

floraciones de cianobacterias pueden estar

Argentina. García Prechac sostiene que

determinadas por la ubicación geográfica

solo el 11.8% del escurrimiento del

de la cuenca, el cambio climático, factores

estuario del Río de la Plata proviene del río

locales, tipo y uso de la cuenca y alteraciones hidrológicas. (INNOTEC 10, 2015) Bonilla según Moss (1998) menciona que el incremento de nutrientes, así como el aumento de nitrógeno y fósforo ayudan a

desarrollar

la

floración

de

estas

Uruguay. (2019, RadioUruguay) El Río Uruguay tiene su afluente en el Río de la Plata teniendo este su vertiente en el Océano Atlántico cuya cuenca comprende parte del territorio de Argentina, Bolivia, Brasil, Paraguay y Uruguay. El estuario del Rio de la Plata va a tener su límite en Punta del Este por Uruguay y en la bahía de Samborombón por Argentina (ECOplata, 2019).

cianobacterias como manifestará luego

A nivel de embalses las cianobacterias se

Alejandro Nairo (DINAMA).

acumulan a nivel superficial sobre el elemento que contiene el agua (represa).

El Ing. Quim. Alejandro Nario (DINAMAMVOTMA) señala que en la actualidad debido

al

cambio

climático

y

la

intervención humana se da un ambiente

La estanqueidad del agua junto con la radiación

solar

ayuda

a

que

las

cianobacterias proliferen.

Embalses: Incubadoras de cianobacterias. Se dan dos

propicio para la generación y propagación

situaciones.

de las cianobacterias. En los últimos años

cianobacterias cuando la represa está cerrada. 2_ Se lava la

(según menciona) notaron altas cantidades

abajo del rio.

de fosforo y nitrógeno en los ríos a causa

1_

Acumulación

y

proliferación

de

capa superficial de cianobacterias y se dirigen corriente

1

de los fertilizantes utilizados en la industria agropecuaria.

Al

igual

que

otros

profesionales del sector menciona que últimamente

se

están

dando

las

2

condiciones para que las cianobacterias Lagos: Hay estancamiento del agua por lo tanto

proliferen: altas temperaturas, incidencia

las cianobacterias tienen tiempo para crecer. sneoS naloJ yb detaerC tcejorP nuoN eht morf

de rayos UV, aguas tranquilas, lluvias y vientos. (Telenoche, 2019). De todos modos, sostiene que la contaminación del Rio Uruguay no es producto solamente de

4

Ríos: la bacteria se traslada, pero no le da el tiempo para florecer y generar la toxina. sneoS naloJ yb detaerC tcejorP nuoN eht morf

El Ing. Fernando Fontán hace referencia al

que Nairo acompaña años más tarde

impacto que tiene la actividad forestal y

mencionando

agrícola en el país, siendo el último

pensar en cambiar el modelo productivo”,

incremento en la producción de alimentos

no pensando en cambiar de industria sino,

de 9 millones de personas a 28 millones en

en cambiar las metodologías empleadas

la última década. Menciona que un salto

en las industrias existentes para generar

de este calibre en la producción de la

modelos más sustentables que estén en

industria

consonancia

uruguaya

debe

de

“estar

acompañado por estrategias y políticas “(…) “que contribuyan a minimizar el impacto ambiental de la intensificación productiva” (INNOTEC 10, 2015). Mientras 11.383.094

que

con

“Uruguay

las

debería

problemáticas

actuales.

La agricultura representa un 70% de las extracciones de agua, mientras que el sector industrial y energético un 20% donde el restante 10% es de consumo doméstico (UNESCO 2014, INNOTEC 10, 2015).

8.320

Imagen:

Padrones

rurales

ubicados en un suelo con baja

7.152.703 44.938.712

13.584

absorción (o alta saturación) de agua. Cuando llueve los residuos

20.537

de

nitrógeno y

fósforo son lavados hacia el Río. Cuando se estancan e

208.385.000

irradia

16.154

el

sol

florece

la

cianobacteria.

24.435 3.529.014

Aportaciones Represa de Salto Grande

participación sobre la cuenca del Rio de la Plata en relación con su población y su PBI per cápita. El sector más ancho del esquema

Río Uruguay

El esquema representa la incidencia de cada país que tiene

Contaminación

representa a un 100% (1cm) y la incidencia de Uruguay en la Costas Uruguay

contaminación del Rio Uruguay se estima en un 12% repartiendo el resto del porcentaje entre Bolivia, Paraguay, Argentina y Brasil.

La represa hidroeléctria de Salto Grande se visualiza como un primer freno al caudal que viene de aguas arriba. Hacia el sector inferior del

Río de la Plata

esquema se representa como incide la contaminación en el Rio de la Plata, el Oceano Atlántico y finalmente las costas de Uruguay.

Verde indica aparición de cianobacterias Oceano Atlán�co

5

02

Mala absorción del suelo Fuente: MGAP

Causas

Buena absorción del suelo Fuente: MGAP Absorción moderada del suelo Fuente: MGAP

Evaluación del drenaje natural de las tierras de Uruguay

+

Zonas en Riesgo

6

La concentración de cianobacterias coincide en gran parte con la zona donde se practica la agricu agrotóxicos. A su vez, según los d por LATU (2015) la mayor cianobacterias se encuentra donde e moderada capacidad para absorber ag fosforo producto de los agrotóxicos a lo movimiento del agua llevan finalmente la Uruguay.

De estos datos se visualiza que la intersección de intensiva con agrotóxicos son las más críticas para la prol

Absorción moderada del suelo Fuente: MGAP

Mala absorción del suelo Fuente: MGAP Buena absorción del suelo Fuente: MGAP Agricultura intensiva con agrotóxicos Fuente: montevideo.com.uy Pérdida de Biodiversidad Fuente: montevideo.com.uy Contaminación de Aguas Fuente: montevideo.com.uy Zona aparición de Cianobacterias Fuente: LATU, 2015 Graficos de elaboración propia.

Source wms: MTOP (Ministerio de Transporte y Obras Publicas) + MVOTMA (Ministerio de Vivienda Ordenamiento Territorial y Medio Ambiente) + MGAP (Ministerio de Ganaderia, Agricultura y Pesca)

ultura con datos obtenidos concentración de el suelo que tiene baja o gua llevando así el nitrógeno y os ríos y arroyos. Las lluvias y el as cianobacterias a las costas de

las capas de baja y moderada absorción de agua con la zona de agricultura liferación de cianobacterias. Se encuentra aquí una oportunidad de trabajo.

7

03

Posibilidades

-

¿Son

realmente

malas

las

cianobacterias?

Las cianobacterias parecen aparecer para

bacteria para poder degradar diferentes

limpiar el agua del planeta de los químicos

hidrocarburos o pesticidas y utilizar las

y el uso que le da el ser humano. De esta

bacterias para extraer metales valiosos a

forma las cianobacterias parecen tener la

partir de residuos de fábricas o de minas.

capacidad de curar el suelo.

(ME, 2014)

Fernando Cobo (2015) citando diferentes textos de Chorus & Mur (1999), Brabrand et al. (1983), Drenner et al. (1996) y Zarull Fertilizante

et al. (2002) hace referencia a la posibilidad de utilización de las cianobacterias para su utilización como suministro de proteínas, fertilizantes y agentes de biorremediación para

los

suelos

contaminados

con Cianobacteria

hidrocarburos. ArgenBio, (2019) también

Biorremediación

hace referencia a la biodegradación de hidrocarburos en el suelo mediante la remediación

microbiana

utilizando

cianobacterias.

Proteína Espirulina

También mencionan la posibilidad de

CO²

Biocombustible Biogas Energía

producción de biocombustibles existiendo así la posibilidad de generar energía a partir de las cianobacterias. Esto da cierta

CO²

esperanza y puede permitir un equilibrio entre la aplicación de agrotóxicos en el suelo del país con los problemas que causan en las aguas.

CO²

A

su

vez, en el

departamento

de

Biotecnología del Ministerio de Educación (Presidencia de la Nación – Argentina) ven la posibilidad de modificar el gen de la

8

Enfoque Uruguayo

de las cianobacterias estaría dada por un

beneficio al mismo y una buena imagen

nuevo enfoque

tecnológico

ante la población. Debido a que la Represa

desde el sector agroindustrial en términos

Hidroeléctrica de Salto Grande forma parte

de agrotóxicos y diferentes soluciones

del Estado Uruguayo y Argentino es un

para combatir con las pestes en las

win-win tanto para la población como para

plantaciones.

el estado viéndose reflejado el gasto en la

Sin embargo, teniendo en cuenta la oportunidad

de

generar

diferentes

productos utilizando a las cianobacterias

maquinaria

estaría

04

Una solución completa a la problemática

político y

le

arquitectónico

necesaria

generando

para

tratar

un

las

cianobacterias en la aceptación de la población.

como materia prima surge un enfoque

Desde el punto de vista agroindustrial del

arquitectónico de la situación y una nueva

Uruguay la relación de win-win se da en la

oportunidad de negocios para los lugares

oportunidad de generar un nuevo tipo

donde hay yacimiento de cianobacterias.

negocio que llega a solventar el proyecto

De acuerdo con los planos de las pg. 6 y 7 las cianobacterias con posibilidad de ser utilizadas son las que se encuentran en los embalses (1)

de arquitectura e ingeniería, además de posicionar a la empresa como “interesada por el medio ambiente”.

y en la zona agrícola de

El proyecto arquitectónico trabaja a nivel

uso intensivo con un suelo de baja o

de cuenca y actúa como buffer entre los

moderada absorción de agua (2).

elementos

La Represa Hidroeléctrica de Salto Grande es un primer filtro al Río Uruguay de las aguas que vienen de los países arriba en la cuenca del Rio de la Plata. A causa de las cianobacterias

se

llegó

a

perder

biodiversidad. Es uno de los embalses con mayor yacimiento de cianobacterias que

contaminante

del

sector

agroindustrial y los ríos y arroyos. A nivel básico y tal como se desarrolla más adelante se localiza la cuenca y los padrones que la componen para formar un espejo de agua y fomentar la proliferación de cianobacterias para que sea utilizada como materia prima.

son causadas por agentes externos al sector agroindustrial de Uruguay. El tratar las cianobacterias a nivel del Estado

9

04

Enfoque

1_

arquitectónico

Objeto de estudio n°1: Represa

Hidroeléctrica de Salto Grande.

Se propone un dispositivo que se coloque sobre los rieles actuales para absorber y movilizar las capa superficial de agua y procese

las

transformación

cianobacterias de

para

energía

la y

biocombustible para la utilización en la propia planta hidroeléctrica.

La represa libera agua limpia

Río Uruguay

Zona de oportunidad, siguiente lámina

Mercedes

Ubicación de embalses en Uruguay

B_ Parcelario rural que compone la

Created by Olena Panasovska from the Noun Project

O ²

CO ²

C_ Detectar lugar de oportunidad Cianobacterias Agua Capa Vegetal Tierra

10

Membrana impermeable Piedra

El espejo de agua creado de forma

esquema (izquierda) para contene

nitrógeno y así evitar que las cianobac freática a los ríos y arroyos.

Grandes cuencas en Uruguay

2_

Objeto de estudio n°2:

Zonas

agricolas (pg. 7).

Teniendo en cuenta que gran parte de la problematica de las cianobacterias se da por la utilización de agrotóxicos en el campo. Se busca generar los diferentes productos

resultantes

de

las

cianobacterias (pg.8) tratando las aguas A_ Cuenca a trabajar ubicada en el Departamento de Soriano- Uruguay

reciduales utilizadas en el campo de forma tal que se evite que estas lleguen a los rios o arroyos del pais, evitando por ende que lleguen a las playas y no afecten al turismo.

Para utilizar estas aguas se plantean los siguientes pasos: A_ Determinar la cuenca a trabajar.

B_ Detectar los padrones afectados.

C_ Detectar el lugar de oportunidad dentro de los padrones afectados por la cuenca.

Río Negro

D_ Dirigir los fluviales enriquecidos con nitratos y fosforo a un punto mediante triangulación.

E_ Generar un espejo de agua.

F_ Colocar la plataforma y edificación con

cuenca determinada

maquinaria. G-Tratar las cianobacterias.

artificial se impermeabiliza de acuerdo con el

er yacimiento de cianobacterias, fosforo y

cterias se filtren al terreno y lleguen por la napa

11

04

Enfoque

arquitectónico

La ciudad de Mercedes en el departamento de Soriano tiene a sus orillas al Rio Negro, unos kilómetros hacia el oeste se encuentra la desembocadura de este con el Rio Uruguay. Las vistas y el ambiente que se genera no tienen igual.

Hasta los años 1940 y tantos el turismo en Uruguay se dirigía al campo, de forma que se promocionaron localidades varias a lo largo del país. Como ejemplo surge el poblado de Villa Serrana, urbanizado bajo las directrices de Julio Vilamajó en las sierras y el valle que forman diferentes sierras de Minas en el departamento de Lavalleja. Pasados los años 40 el turismo fue desplazándose hacia las costas de Uruguay dándose como preferencia a ciudades como Punta del Este o balnearios como Punta del Diablo, La Paloma, Santa Teresa, etc. sobre los departamentos de Canelones, Maldonado y Rocha.

En la actualidad, si bien el turismo de playa se lleva un porcentaje muy alto de personas durante las vacaciones poco a poco se está dando, inclinando la balanza a un turismo más natural, de forma tal, que se vuelve a ver al campo uruguayo con buenos ojos para el turismo. Se utilizan las zonas de sierras por la característica de ellas y los deportes que se pueden hacer y entornos naturales como el seleccionado en la localidad de Mercedes (esquema abajo a la derecha).

La concientización por el cambio climático lleva un nuevo tipo de turismo, este más natural, dando la oportunidad a nuevos emprendimientos que tengan como fuerte el punto de vista sustentable. Sin llegar a un diseño arquitectónico, analizando la zona y el turismo (o falta de) del lugar, la planta de tratamientos de cianobacterias con la zona de generación de energía y los diferentes productos que se mostraron anteriormente pueden perfectamente estar acompañados de un entorno de reflexión y meditación. Implantando en la zona un tipo de turismo que se está propagando últimamente con el beneficio de tener un entorno 100% sostenible, desde la producción de energía hasta los alimentos que se cosechan en el mismo campo donde se hizo habitualmente.

12

En esquema se visualizan diferentes grupos de padrones, se selecciona el que tiene las flechas celestes. Se propone una laguna (indicada en negro), la laguna tiene la característica de ser impermeable a la napa freática como se indica en la pág. 10 junto a la laguna se ubica la arquitectura que contendrá la maquinaria para el tratamiento de las cianobacterias. Al lado de la arquitectura contenedor de maquinaria se ubica el centro de meditación con hospedaje que utiliza el agua potable que se produce como resultado del tratamiento de las cianobacterias. También utiliza la energía que se produce, mientras que los nutrientes pueden o no ser utilizados por el emprendimiento turístico.

Las imágenes a la izquierda corresponden a Villa Serrana, mientras

que

la

derecha

corresponde al lugar que se propone

como

caso

de

estudio.

En la siguiente lámina se indica el mecanismo de actuación junto con las actividades

que

se

HUMEDALES

realizan desde el punto de vista agrícola.

13

04

Enfoque

arquitectónico 1

En la sección superior se muestra una

A nivel de campo se conforma una laguna

serie de actividades que ocurren en el

con un biorreactor y una planta de

campo

tratamientos

de

Uruguay.

Las

actividades

para

generar

fertilizante,

principales corresponden a la agricultura,

biodiesel y proteínas. Se puede extender la

ganadería y forestación. Se indican los

producción

sectores a intervenir por el tratamiento de

biorremediación.

y

generar

medios

de

cianobacterias.

+

1

En la Represa Hidroeléctrica de Salto Grande se pretende utilizar las estructuras existentes para la instalación de una planta de tratamientos móvil que absorba la capa superficial de rio para tratar el líquido y obtener biodiesel para la obtención de energía eléctrica.

En ambos casos el espejo de agua con cianobacterias trabaja para la obtención de O2

O ²

CO ²

mediante un proceso de fotosíntesis oxigénica.

+

2

14

+

Concluciones

05

2 En la actualidad existen los mecanismos para generar diferentes productos en base a la incubación de cianobacterias. En varios paises se plantan cianobacterias con la finalidad de conseguir fertilizante, energía, proteinas y agentes de biorremediación. En varios laboratorios se estudia la capacidad de generar atmósfera debido a la fotosíntesis oxigenica y la capacidad de adaptación del organismo En Uruguay las cianobacterias delatan un problema ambiental que tiene como repercuciones negativas en la salud y en el turismo del pais. Por ende en la economía del 11.383.094 7.152.703 44.938.712

8.320 13.584

mismo. Debido a la contaminación que viene aguas arriba al Rio Uruguay (88%) y a la contaminación que genera la industria uruguaya (12%) los yacimientos de

20.537

cianobacterias

son

naturales y

de

tamaños

considerables. Por lo cual generar una industria en 208.385.000 16.154

base a ello genera una remuneración económica para las

empresas

productoras y

un

habitat

más

sostenible.

24.435 3.529.014

De acuerdo con el esquema realizado en la página 5, se realiza un

Aportaciones Contaminación

nuevo diagrama donde se indica que pese a la contaminación que

tratamiento de aguas que se indica a modo de proyecto que se puede

Represa de Salto Grande

Río Uruguay

pueda venir de aguas arriba al Río de la Plata es mediante el

Agua Limpia

corregir la proliferación de cianobacterias en las costas del Rio de la

Costas Uruguay

Plata y del Oceano Atlántico.

Desde el punto de vista Uruguayo la contaminación al río bajarían drasticamente al existir un nuevo enfoque en referencia

a las

cianobacterias. Bajo condiciones similares el panorama es alentador.

Río de la Plata Oceano Atlán�co

15

06

Bibliografía

2015, Regiones agropecuarias del Uruguay. MGAP 2016, Nuestro suelo. MGAP 2004, Evaluación del Drenaje Natural de las Tierras del Uruguay. Molfino J.H., Califra A. 2012, Biorremediación en suelos contaminados con hidrocarburos en Colombia. Ma. A. Trujillo Toro, J. F. Ramirez Quirama 2016, Agrotóxicos en Uruguay: Mirada desde los afectados. DINAMA-MVOTMA 2008, Fijación de nitrógeno por Cianobacterias y fertilización en arroz, INIA 2009, Uso biofertilizante de dos cultivos de cianobacterias. Ma. A. Cruz Salazar 2017, Cianobacterias como determinantes ambientales de la salud. Presidencia de la Nación 2015, Gestión de recursos hídricos en Uruguay: Estado actual y perspectivas. INNOTECLATU 2013, Uruguay Ciencia n°16, Sylvia Bonilla

Alejandro Arquitectura Arcardini Medio Ambiente Ravera Teconología

Mbarch · UPC