Por qué las floraciones de cianobacterias están aumentando en lagos y embalses de Estados Unidos

Por qué las floraciones de cianobacterias están aumentando en lagos y embalses de Estados Unidos

Las floraciones de algas nocivas (HABs) ya no son eventos raros o estacionales. En todo Estados Unidos, las floraciones de cianobacterias están apareciendo a principios de año, durando más hasta el otoño y alcanzando niveles de biomasa más altos que nunca registrados. Para las empresas de agua municipales, esta tendencia significa mayores costos operativos, asesorías públicas más frecuentes y mayor presión regulatoria.

Comprensión por qué estas floraciones están aumentando es esencial para desarrollar estrategias de gestión de reservorios a largo plazo y anticiparse a los riesgos antes de que afecten al tratamiento del agua potable.

Este artículo desglosa los principales impulsores del aumento de las cianobacterias en los sistemas de agua dulce de Estados Unidos, y lo que los administradores de servicios públicos necesitan observar en el futuro.

1. El aumento de las temperaturas y el calentamiento climático

Las cianobacterias prosperan en agua tibia. Muchos de los géneros más problemáticos (Microquistis, Dolichospermum, Planctothrix) crecen más rápido a temperaturas superiores 77°F (25°C).

A medida que los lagos se calientan:

• La temporada de floración comienza antes (finales de primavera en lugar de mediados de verano)
• La estratificación se vuelve más estable, dando una ventaja a las cianobacterias flotantes
• Disminuye el enfriamiento nocturno, reduciendo la mezcla vertical
• Períodos más largos de estancamiento permitir que la biomasa se acumule

Monitoreo a nivel nacional muestra que la temperatura de las aguas superficiales aumenta en 1—3°C en muchos embalses de agua potable en los últimos 30 años. Este cambio por sí solo aumenta dramáticamente la frecuencia e intensidad de la floración.

2. Aumento de la carga de nutrientes de las cuencas hidrográficas

El fósforo y el nitrógeno son los principales impulsores del crecimiento de cianobacterias. Incluso los aumentos modestos de nutrientes pueden causar grandes floraciones.

Vías clave de nutrientes:

Escurrimiento agrícola

• Sobrepulverización de fertilizante
• Aplicaciones de estiércol
• Sistemas de drenaje de baldosas que transmiten rápidamente nutrientes a los ríos

Aguas pluviales urbanas

• Fertilizante de céspedes y campos de golf
• Residuos de mascotas
• Lavado de partículas en la carretera
• Desagües pluviales de alta velocidad sin retención

Carga interna de sedimentos

Cuando las aguas del fondo se vuelven anóxicas, el fósforo se libera de los sedimentos y se transporta a la columna de agua, alimentando las flores a mitad de temporada.

Eventos de precipitaciones extremas

Las tormentas modernas entregan pulsos cortos e intensos de escorrentía, inyectando rápidamente altas cargas de nutrientes en los reservorios.

3. Estratificación más estable en embalses

La estratificación, la separación del agua superficial tibia de las capas más frías y profundas, se está volviendo más persistente a medida que aumentan las temperaturas.

La estratificación estable favorece a las cianobacterias porque:

• Pueden regular su flotabilidad y permanecer en la zona fótica
• Las algas competidoras (algas verdes, diatomeas) a menudo se hunden fuera de la luz
• Las aguas profundas se vuelven bajas en oxígeno, lo que aumenta la liberación interna de fósforo
• Los eventos de mezcla se vuelven menos frecuentes, lo que permite que las flores se construyan sin ser molestados

Muchas empresas de servicios públicos ahora observan que la rotación de primavera es más corta y que la rotación de otoño ocurre semanas más tarde que en décadas anteriores, lo que extiende la ventana de floración.

4. Temporadas de cultivo más largas

Históricamente, la temporada de floración comenzó en junio y terminó en septiembre. Ahora:

• Las flores están apareciendo en finales de abril o principios de mayo
• La biomasa significativa persiste en Octubre y noviembre
• Las floraciones de invierno ocurren ocasionalmente en los estados del sur.

Una temporada de crecimiento más larga aumenta el número de ciclos de floración por año y aumenta la probabilidad de eventos de toxinas.

5. Sequías más frecuentes y condiciones de flujo lento

Las cianobacterias prefieren el agua de movimiento lento, cálida y estancada.

Cuando la sequía reduce el flujo de entrada:

• Disminuyen las tasas de lavado
• Aumenta el tiempo de residencia en el agua
• Los nutrientes se acumulan en lugar de ser exportados
• Las aguas superficiales se calientan más rápido
• Disminuya la circulación

La sequía crea condiciones ideales de floración, especialmente en municipios poco profundos, lagos recuperados y embalses de riego.

6. Lluvias intensas y eventos de escorrentía

La otra cara de la sequía, las fuertes tormentas, también contribuyen a los HABs.

Grandes tormentas:

• Entrega rápida escorrentía rica en nutrientes
• Respender el fósforo de los sedimentos
• Introducir materia orgánica que las cianobacterias utilizan como sustrato
• Causa picos de turbidez a corto plazo seguidos de una limpieza rápida

Este patrón de “festín luego tranquilo” alimenta a las cianobacterias y luego les da las condiciones ideales para florecer.

7. Antigüedad de la infraestructura de reservorios

Muchos embalses municipales fueron diseñados hace décadas y no fueron construidos para manejar las cargas modernas de nutrientes o las condiciones climáticas.

Los sistemas envejecientes a menudo exhiben:

• Reducción de la capacidad de circulación y destratificación
• Acumulación de sedimentos que conduce a la carga interna
• Sistemas de aireación que ya no alcanzan el performance de diseño
• Límite de cuencas hidrográficas
• Estructuras anticuadas de control de aguas pluviales

La infraestructura diseñada para el clima de la década de 1960 y las cargas de nutrientes de la década de 1960 se enfrentan a dificultades en condiciones de 2025.

8. Expansión de cianobacterias en nuevas regiones

Las cianobacterias son cada vez más comunes en zonas que antes se consideraban demasiado frías.

Los estudios ahora documentan los HABs en:

• Norte de Michigan
• Aguas limítrofe de Minnesota
• Embalses de las praderas canadienses
• Lagos de Nueva Inglaterra
• Embalses occidentales de gran altitud

Esta expansión corresponde al calentamiento de las aguas, al enriquecimiento de nutrientes y a la reducción de la duración de la cubierta de hielo.

9. Aumento de la prevalencia de cepas productoras de toxinas

Muchas especies de cianobacterias tienen cepas tanto tóxicas como no tóxicas. Los factores estresantes ambientales, como el calor, los picos de nutrientes, los choques químicos y la competencia, pueden seleccionar cepas productoras de toxinas.

Las empresas de servicios públicos en varios estados han reportado:

• Niveles más altos de microcistin
• Detección más frecuente de anatoxin-a
• Eventos ocasionales de cilindrospermopsina en regiones donde anteriormente estaba ausente

Este cambio eleva tanto la complejidad del tratamiento como el riesgo para la salud pública.

10. Reducción de la dilución de la manta de nieve más pequeña y del derretimiento más temprano

En el oeste de Estados Unidos:

• La mochila de nieve se está reduciendo
• El derretimiento ocurre antes
• El flujo máximo ocurre semanas antes

Esto significa que los reservorios se calientan antes y se diluyen menos, aumentando la susceptibilidad al HAB.

Lo que esto significa para las empresas de agua

Las utilidades deben esperar:

• Florecimientos más frecuentes
• Mayor pico de biomasa
• Temporadas de floración más largas
• Aumento de la variabilidad de toxinas
• Eventos de sabor y olor más persistentes
• Mayores costos de tratamiento

Es poco probable que la tendencia al alza de los HABs se revierta sin una gestión significativa de las cuencas hidrográficas, tecnologías modernas en los yacimientos y sistemas de vigilancia mejorados.

Puntos clave para los gestores municipales de agua

• Las cianobacterias están aumentando debido a calentamiento climático, carga de nutrientes, estratificación y cambios hidrológicos.
• Las temporadas de floración se están expandiendo en ambos extremos, comenzando antes y terminando más tarde.
• El clima extremo (tormentas + sequías) intensifica las condiciones de floración.
• La infraestructura envejecida no puede mantenerse al día con la dinámica moderna de nutrientes y temperatura.
• Las empresas de servicios públicos necesitan estrategias de múltiples capas que aborden tanto los procesos de cuencas hidrográficas como en los embalses.

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