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 Hm3/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

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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 1014 m3/día (A = 2.4x106 km2)  Volumen de agua desalada Ej. (Desaladora de Alicante) - 5x104m3/día 

Se deberían construir 100 millones de desaladoras como la de Alicante para que el volumen de agua desalada fuera el 1% de la evaporación neta en el Mediterráneo

¡El efecto de verter agua de 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)

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¿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 p −ψ m )

ψ = P − π −τ    

ψ P π τ

= Potencial hídrico de una solución = Presión estática = Presión osmótica ∝ concentración de sales = Presión matricial

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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)

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Emisor

L

Receptor Efecto = f ( niveles de emisión, … distancia-L, … niveles de dispersión del contaminante, … inmisión 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.

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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

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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

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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?

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¡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 ρ ( S , T ) = ρ 0 {1 - α (T - T0 ) + β (S - S 0 )} ρ0 = Densidad de referencia (1028 kg/m3) T0= Temp. de referencia (10 oC) S0= 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) **(recordad el Principio de Arquímedes), g’ (salmuera en agua de mar)

~ 2 x 10-1 m/s2 ~ 2 x 10-1

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¿Cómo cuantificamos el grado de mezcla entre el vertido y el fluido ambiente?

Ve, Ce

Ca Va+Ve

S=

Va + Ve Ve

DILUCIÓN

S=

Ce − Ca C ≈ e C − C a Ca →0 C

S1 < S2