Evaluación de diferentes tecnologías para la inactivación de organismos fitoplanctónicos en aguas de lastre

Resumen

Debido a que la mayor parte del transporte internacional se realiza a través de buques y el tráfico marítimo anual cada vez es mayor, el intercambio de aguas de lastre se ha convertido en uno de los principales problemas ambientales, principalmente por el intercambio de especies transportadas en el agua de lastre que pueden convertirse en especies invasoras. En torno a 10 000 millones de toneladas de agua de lastre son intercambiadas anualmente provocando una nueva invasión de especies marinas cada nueve semanas según datos de la Organización Marítima Internacional (OMI). Para solventar este problema, la OMI aprobó en el año 2004 el Convenio internacional para el control y la gestión del agua de lastre y los sedimentos de los buques (BWMC), entrando en vigor en el año 2017 y representando el conjunto de los 94 países firmantes a principios de 2023 más del 92% de la flota mercante internacional. El BWMC, en su regla D-2 establece unos estándares para la concentración máxima de organismos viables en el agua de lastre descargada. Para cumplir con los estándares establecidos por el BWMC, los buques deberán contar, antes del 8 de septiembre de 2024, con un sistema de gestión del agua de lastre (BWMS). En la presente tesis doctoral, se han evaluado y optimizado algunas tecnologías de tratamiento de aguas de lastre, con aplicación a la inactivación de organismos fitoplanctónicos (microalgas y cianobacterias), debido a que la mayoría de las investigaciones realizadas hasta la actualidad han estado focalizadas en bacterias. Las tecnologías estudiadas han sido la radiación ultravioleta (UV) aplicada con lámparas de mercurio de baja presión (BP) y con LEDs, ozonización, procesos de oxidación avanzada (POAs) y tratamientos térmicos. En el caso de la radiación UV también se ha evaluado la posibilidad de evitar la fotoreactivación (mecanismos de reparación del daño al ADN dependientes de la luz visible) mediante un postratamiento de cinco días de oscuridad. Finalmente se ha realizado un estudio energético y económico de los distintos tratamientos como orientación para la selección de una determinada tecnología a la hora de implantar un BWMS a bordo de un buque. La radiación UV combinada con un postratamiento de cinco días de oscuridad y la ozonización son tratamientos competitivos económicamente. A pesar de que la ozonización es más económica los bajos costes de ambas tecnologías hacen más interesante la radiación UV por ser más sencillos los procesos de homologación de los BWMS sin el uso de sustancias activas y también por ser un tratamiento más simple, seguro y respetuoso con el medio ambiente. Aunque los LEDs UVC son más eficaces en cuanto a la inactivación que las lámparas UV de mercurio de BP, actualmente el tratamiento con estas últimas sigue siendo más económico. Como organismos estudiados en los diferentes experimentos se han utilizado las microalgas Phaeodactylum tricornutum y Tetraselmis suecica y las cianobacterias Anabaena sp. y Synechococcus sp. Actualmente el BWMC, en la regla D-2 sobre las concentraciones máximas de organismos en el agua de lastre descargada no considera, más allá de tres bacterias especificadas nominalmente, los organismos menores a 10 µm en dimensión mínima, a pesar de representar estos una proporción mayor a los organismos por encima de ese tamaño y tampoco propone un organismo de prueba normalizado (STO) dentro de las categorías sí contempladas (entre 10 y 50 µm y mayores a 50 µm de dimensión mínima). En la presente tesis se ha propuesto la cianobacteria Synechococcus sp. como STO para los tratamientos basados en radiación UV en la categoría de organismos menores a 10 µm y a la microalga Tetraselmis suecica para la categoría entre 10 y 50 µm de dimensión mínima.