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
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