Vertidos hipersalinos en ecosistemas costeros

Transcripción

1 Vertidos hipersalinos en ecosistemas costeros Por qué estudiamos el vertido de salmuera al mar? El Plan Hidrológico Nacional (Real Decreto Legislativo 2/2004, y posterior Ley11/2005, de 22 de junio) Deroga el anterior PHN Transvases Apuesta por fuentes no convencionales (desalación) Objetivo: duplicar hasta 980 Hm 3 /año la producción de agua desalada en el año 2010 Se desarrolla a través del Programa AQUA 27 desaladoras en el arco Mediterráneo (ACUAMED), que, en su mayoría vierten el agua de rechazo al mar 1

2 El vertido de salmuera al océano, Tiene un efecto regional ó local? Volumen de agua evaporada cada día en el Mediterráneo E x A = 6 x m 3 /día (A = 2.4x10 6 km 2 ) Volumen de agua desalada Ej. (Desaladora de Alicante) - 5x10 4 m 3 /día Se deberían construir 100 millones de desaladoras El efecto de verter agua de como la de Alicante para que el volumen de agua desalada fuera el 1% de la evaporación neta en el Mediterráneo rechazo al mar es LOCAL! Contaminamos al verter salmuera al mar? Definimos el término contaminación como «la acción y el efecto de introducir materias, o formas de energía, o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica» (Ley de Aguas) 2

3 Contaminamos al verter salmuera al mar? Definimos el término contaminación como «la acción y el efecto de introducir materias, o formas de energía, o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica» (Ley de Aguas) Puede afectar la salmera al ecosistema costero? Y porqué? J = L p ( ψ ψ ) m p ψ = P π τ ψ = Potencial hídrico de una solución P = Presión estática π = Presión osmótica concentración de sales τ = Presión matricial 3

4 La Posidonia Oceanica es sensible Fanerógama marina, endémica del Mediterráneo Ocupan grandes extensiones ( Praderas ) entre los 0.5 y 30 m de profundidad Beneficios para el ecosistema costero marino: elevada producción primaria, control de erosión, mantenimiento de la biodiversidad, Tipificada como hábitat natural de interés comunitario (LIC) dentro de la Directiva Europea de Hábitats Especie adaptada a condiciones oligotróficas, con altos requerimientos de luz, y estenohalina (no vive en zonas con grandes oscilaciones de salinidad) 4

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6 L Emisor Receptor Efecto = f ( niveles de inmisión niveles de emisión, distancia-l, dispersión del contaminante, sensibilidad del receptor) Objetivos A partir de qué niveles de salinidad se producen impactos negativos? Cómo se comporta la salmuera en el mar, y porqué? Cómo cuantificamos y describimos ese comportamiento? Qué medidas se pueden adoptar, para evitar o minimizar las consecuencias negativas de los vertidos (alternativas de vertido)? Casos de estudio Recomendaciones en la literatura Y en las próximas sesiones, analizaremos con mayor detalle el comportamiento de la salmuera. 6

7 Estudios de sensibilidad de Posidonia Oceanica Estudio de los efectos de incrementos de salinidad sobre la fanerógama marina Posidonia oceanica y su ecosistema, con el fin de prever y minimizar los impactos que pudieran causar los vertidos de aguas de rechazo de plantas desaladoras (2003) Convenio de colaboración entre la Sociedad Estatal ACSegura, CEDEX, Univ. de Barcelona, CEAB (CSIC), Univ. de Alicante y Centro Oceanográfico de Murcia (2000) Recomendaciones sobre umbrales críticos Se recomienda evitar el vertido en zonas con estos ecosistemas (o con otros potencialmente sensibles), siendo preferible que el vertido afecte a fondos de arenas carentes de vegetación. en ningún punto de la pradera podrá superarse la salinidad de 38.5 psu en más del 25% de las observaciones en ningún punto de la pradera la salinidad podrá superar 40 psu en más del 5% de las observaciones Necesidad de hacer un seguimiento ambiental 7

8 Recomendaciones sobre umbrales críticos Se recomienda evitar el vertido en zonas con estos ecosistemas (o con otros potencialmente sensibles), siendo preferible que el vertido afecte a fondos de arenas carentes de vegetación. en ningún punto de la pradera podrá superarse la salinidad de 38.5 psu en más del 25% de las observaciones en ningún punto de la pradera la salinidad podrá superar 40 psu en más del 5% de las observaciones Necesidad de hacer un seguimiento ambiental 8

9 Incógnitas más allá de los estudios de sensibilidad Cuales son los efectos de exposición crónica (i.e. dosis subletales)? El estudio del CEDEX examina sólo los efectos de la exposición a niveles de salinidad alta durante períodos cortos Frecuencia de exposición Interacción de la salinidad con otros factores como temperatura o luz Los descriptores utilizados indican una respuesta tardía al impacto: Hay indicadores más sensibles que permitan detectar condiciones subletales en fases tempranas? Cómo se comporta la salmuera una vez en el mar? 9

10 Se hunde y se dispersa! La fuerza motriz es la flotabilidad La flotabilidad es la fuerza neta (hacia arriba o abajo) que, debida a diferencias de densidad experimenta un elemento de fluido X de volumen unitario en otro fluido Y = g ρ ** La gravedad reducida g (= flotabilidad por unidad de masa) g = g ρ / ρ { 1 - α (T - T ) (S - S )} ρ ( S, T ) = ρ β 0 ρ 0 = Densidad de referencia (1028 kg/m 3 ) T 0 = Temp. de referencia (10 o C) S 0 = Salinidad de referencia (35 o / oo ó psu) α = Coeficiente de expansión térmica (1.7 x 10-4 K -1 ) β = Coeficiente de contracción salina (7.6 x 10-4 ) g (sal en agua dulce) ~ 2 x 10-1 m/s 2 **(recordad g (salmuera el Principio en agua de Arquímedes), mar) ~ 2 x

11 Cómo cuantificamos el grado de mezcla entre el vertido y el fluido ambiente? C a V e, C e Va+Ve S Va + V = V e e S = Ce C C C a a C a 0 Ce C DILUCIÓN S 1 < S 2 <S 3 C 0 C 1 S = C 1 0 / C1 C 2 S = C 2 0 / C2 S i = Q i /Q 0 11

12 Ejemplos de seguimiento ambiental 12

13 Desaladora de Jávea (Alicante) Fuente: J.L. Sánchez Lizaso -Q max = m 3 /día -Canal de 700 m -Dilución inicial 4:1 Salinidad vertido: 44psu -16 difusores J.L. Sánchez-Lizaso, et al. (2004) V Congreso Nacional AEDYR 300 m 13

14 Desaladora de Alicante J.L. Sánchez Lizaso - Q max = m 3 /día -Vertido = m3/día - Salinidad vertido: 68psu - Canal en superficie Y. Fernández-Torquemada, J.L. Sánchez-Lizaso, J.M. González-Correa, Desalination 182 (2005)

15 Abril, , km Alternativas de vertido que minimizan el impacto Jose Manuel Ruiz Fernández (2005), Ingeniería y Territorio No

16 Ubicación Playa de la Raja: Punto de vertido propuesto para desaladora de Bahía de Mazarrón Murcia) Se necesitan cartografías precisas de hábitats sensibles! Y si falla la ubicación Maximizar la dilución inicial del vertido: mezcla previa/ difusores Vertido en infraestructuras ya existentes: puertos, canales, ramblas, (p.e. desaladora de Carboneras aprovecha los emisarios de salida del agua de refrigeración de una central térmica) Combinación de alternativas (p.e. desaladora de Jávea utiliza difusores, mezcla previa y canal artificial) Conducciones (emisarios) 16

17 Emisarios submarinos Ej. San Pedro del Pinatar, Murcia (5km) Incrementan el riesgo ambiental (rotura accidental) En zonas con pendiente continental alta Maximizar la tasa de difusión inicial mediante el diseño adecuado de difusores (ej. Orientación de los difusores a 45º en relación al fondo, ó velocidades mínimas de salida de 3 m/s) Localización en zonas con corrientes y no protegidas Utilización difusores múltiples dispuestos a lo largo de m, al final del emisario En cualquier caso se necesitan (1) estudios previos del medio costero y (2) usar ecuaciones/ software con soporte oficial (ej. CORMIX). 17