¿Qué es la cianobacteria?

¿Qué es la cianobacteria? Una guía práctica para administradores de embalses

Para los servicios públicos municipales de agua, los administradores de la ciudad y los operadores de embalses

Las floraciones de cianobacterias se han convertido en uno de los desafíos más persistentes y costosos que enfrentan las empresas de agua potable en los Estados Unidos. A medida que las temperaturas se calientan, los ciclos de sequía se intensifican y los insumos de nutrientes aumentan, más reservorios están experimentando períodos de rápido crecimiento de cianobacterias y niveles elevados de toxinas. Para los administradores de la ciudad y los equipos de operaciones de agua, comprender qué son las cianobacterias, por qué florecen y cómo impactan el tratamiento es el primer paso hacia la prevención y el control a largo plazo.

Esta guía desglosa las cianobacterias desde una perspectiva de utilidad: biología, comportamiento, riesgos y lo que los operadores necesitan monitorear.

¿Qué son exactamente las cianobacterias?

Las cianobacterias, a menudo llamadas “algas verdeazuladas”, son bacterias fotosintéticas que se encuentran en casi todos los sistemas de agua dulce. A pesar del nombre, no son algas, son bacterias gramnegativas con la capacidad de realizar la fotosíntesis.

Prosperan en:

• Agua caliente y estancada
• Ambientes con alto contenido de nutrientes (especialmente fósforo y nitrógeno)
• Depósito estratificado con circulación limitada
• Cuas poco profundas y embalsames protegidos contra el viento

Las especies clave relevantes para los reservorios de agua potable de Estados Unidos incluyen:

• Microcystis aeruginosa
• Dolichospermum (Anabaena)
• Planctóthrix (Oscillatoria)
• Aphanizomenon
• Cilindrospermopsis (Raphidiopsis)

Estos grupos son responsables de la mayoría de los cierres de lagos, avisos de HAB y quejas de gusta/olor.

Por qué se multiplican tan rápido

Las cianobacterias son adaptativas, resilientes y oportunistas. A menudo superan a otras algas debido a tres ventajas biológicas:

1. Control de flotabilidad

Las vesículas de gas permiten que las cianobacterias floten o se hundan dependiendo de la disponibilidad de luz. Esta es la razón por la que se forman las escrías superficiales durante el día.

2. Fijación de Nitrógeno

Algunos géneros (Dolichospermum, Aphanizomenon) pueden extraer nitrógeno de la atmósfera, dándoles una ventaja en condiciones de bajo nitrógeno.

3. Eficiencia con poca luz

Pueden continuar la fotosíntesis con menor luz que muchas algas verdes.

Cuando el agua se calienta por encima de ~72°F (22°C) y hay nutrientes disponibles, las poblaciones pueden duplicarse rápidamente.

Por qué las cianobacterias son importantes para las empresas de agua

Los HABs crean serias cargas operativas, financieras y regulatorias para los sistemas de agua potable.

1. Cianotoxinas

Muchas cianobacterias producen toxinas dañinas para el hígado, el sistema nervioso y la piel:

• Microcistin (hepatotoxina; más común en EE. UU.)
• Anatoxina-A (neurotoxina; acción rápida)
• Cilindrospermopsina (hepatotoxina; más difícil de eliminar)

Incluso las flores no tóxicas pueden volverse tóxicas cuando están estresadas.

2. Compuestos de sabor y olor

Los principales culpables son:

• Geosmina
• MIB (2-metilisoborneol)

Estos compuestos impulsan las quejas de los clientes y aumentan el uso de carbono.

3. Desafíos de tratamiento

Los operadores a menudo se encuentran con:

• Alocamiento más rápido del filtro
• Aumento de la demanda de coagulantes
• Mayor producción de lodos
• Aumento de la turbidez y DOC
• Elevada demanda de desinfectante

Los tratamientos químicos pueden causar lisis celular repentina, liberando toxinas en la columna de agua.

4. Cargos regulatorios y de comunicación pública

Los eventos HAB a menudo desencadenan:

• Aumento del muestreo
• Avisos públicos
• Participación del Departamento de Salud del Estado
• Más reporting y documentación

Esto agrega carga administrativa y riesgo reputacional.

¿Qué causa las floraciones de cianobacterias?

Varios factores que interactúan crean condiciones ideales de floración.

Cargamiento de nutrientes

El fósforo es típicamente el nutriente limitante en los sistemas de agua dulce. Fuentes principales:

• Escurrimiento agrícola
• Riego y fertilizantes para césped
• Olegas pluviales
• Carga interna de sedimentos anóxico
• Sistemas sépticos que fallan

Incluso pequeños aumentos de nutrientes pueden desencadenar grandes floraciones.

Temperaturas cálidas

El cambio climático intensifica los HABs:

• División celular más rápida
• Temporadas de floración más largas
• Las cálidas temperaturas nocturnas reducen la mezcla térmica

Estratificación

El agua estable y en capas permite que las cianobacterias flotantes dominen la zona fótica.

Pronóstico del tiempo extendido en Calm

Las bajas velocidades del viento promueven la acumulación superficial.

Tiempo de retención hidráulica

Los reservorios de movimiento lento y de baja rotación acumulan biomasa más rápido.

Cómo los administradores de reservorios pueden identificar los HABs en etapas tempranas

La detección temprana evita la interrupción del tratamiento y reduce los costos.

Indicadores visuales

• Retas verdes
• Espumas superficiales
• Acumulaciones similares a la espuma
• Apariencia de “sopa de guisantes”

Instrumentación

Las utilidades modernas dependen de:

• Fluorómetros (sensores de ficocianina)
• Imágenes hiperespectrales o multiespectrales
• Perfiles de sondas (DO, temp, clorofil-a)
• Monitores de toxinas en línea

Muestreo

Un plan de monitoreo práctico incluye:

• Recuentos de células
• Ensayos de toxina
• Niveles de nutrientes
• Profundidad de Secchi
• Perfiles verticales de temperatura

El monitoreo de rutina reduce el riesgo de colapsos repentinos de floración.

La economía de las cianobacterias para los servicios públicos

Las floraciones aumentan los costos operacionales a través de:

• Mayor uso de productos químicos
• Mayores demandas laborales
• Retrolavado de filtros más frecuente
• Aumento del desgaste del equipo
• Administración de respuesta a emergencias

La prevención es consistentemente más rentable que el tratamiento reactivo.

Enfoques de administración a largo plazo

La mayoría de las empresas de servicios públicos combinan estrategias de cuencas hidrográficas y dentro del embalse.

Gestión de cuencas hidrográficas

• Reducir las entradas de fósforo
• Aumentar los tampones vegetativos
• Reequipar los sistemas de aguas pluviales
• Mejorar las prácticas agrícolas

Herramientas en depósito

• Aireación y mezcla
• Ultrasonido (control libre de químicos)
• Enfoques biológicos
• Dragado dirigido

Cada reservorio necesita un plan de manejo adaptado a la profundidad, circulación, carga de nutrientes y clima.

Comida para los Administradores de Agua

Las cianobacterias son organismos resistentes y de rápido crecimiento que prosperan en aguas cálidas, ricas en nutrientes y de movimiento lento. El desafío para las empresas de servicios públicos no es solo eliminar las floraciones, sino prevenirlas, mejorar el monitoreo y minimizar las interrupciones del tratamiento causadas por la liberación de toxinas.

Comprender la biología de las cianobacterias es la piedra angular del manejo eficaz de los HAB. Los artículos futuros explorarán por qué las floraciones están aumentando a nivel nacional y qué pueden hacer las empresas de servicios públicos para reducir sus impactos operativos.

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