Hace casi exactamente tres años, en agosto de 2014, se les dijo a los residentes de Toledo, Ohio, que dejaran de beber inmediatamente el agua de su ciudad. El aviso de "no beber" duró tres días y envió a los residentes a través de las fronteras estatales en busca de agua embotellada. Casi medio millón de personas fueron afectadas.
¿El culpable? Un alga azul-verde llamada cianobacteria en el lago Erie, el suministro de agua de la ciudad. Cuando las condiciones son correctas, las cianobacterias florecen en grandes esteras fangosas. Estas floraciones pueden producir una toxina llamada microcistina, que causa una serie de efectos sobre la salud en los humanos, desde erupciones cutáneas y diarrea hasta daño hepático. Debido al cambio climático y los impactos humanos como la escorrentía agrícola, estas floraciones tóxicas se están volviendo más comunes.
"El problema es realmente mundial", dice el ecologista acuático Tom Johengen, director asociado del Instituto Cooperativo para la Investigación de los Grandes Lagos de la Universidad de Michigan.
Johengen y sus colegas esperan que el lago Erie, uno de los lagos más afectados en Estados Unidos, sea uno de los primeros en beneficiarse de una nueva solución. Están experimentando con una nueva tecnología, un "laboratorio robótico" en el fondo del lago, para analizar el agua y dar información y advertencias tempranas sobre la contaminación.
La tecnología se llama un procesador de muestras ambientales, o ESP, y se coloca en el fondo del lago a cuatro millas de la toma de agua para el suministro de agua municipal de Toledo. Pareciendo un compactador de basura industrial, el ESP a veces se describe como un "laboratorio en una lata". El ESP totalmente automatizado prueba el agua una o dos veces al día y envía los resultados de forma inalámbrica a los investigadores.
Esto es mucho más rápido que el proceso tradicional, que involucra a investigadores que viajan en bote a varios lugares, recolectando, filtrando y extrayendo muestras de riego, y luego analizándolas en busca de toxinas. Eso puede tomar hasta dos días. Y aunque las plantas de tratamiento de agua también controlan su suministro de toxinas, prueban el agua en el punto de consumo. Esto significa que si encuentran algo, ya está esencialmente dentro de la planta de tratamiento de agua. El laboratorio en una lata podría dar hasta un día de advertencia sobre el acercamiento de las toxinas de algas.
El ESP del lago Erie es el primero de su tipo en usarse en un sistema de agua dulce. Hay laboratorios similares en las costas de Maine y Washington, así como en otros lugares, que se utilizan principalmente para controlar las toxinas que pueden afectar a los mariscos. La investigación de Stanford ha demostrado que los ESP pueden ayudar a dar una alerta temprana a los pescadores y navegantes recreativos en un entorno de agua salada, haciéndoles saber que el agua y los peces pueden estar contaminados. Pero a medida que las floraciones de las cianobacterias empeoran, los investigadores dicen que los ESP probablemente se volverán más comunes en el agua dulce.
El cambio climático va a exacerbar el problema por dos razones, dice Johengen. El primero es el calentamiento de las aguas. A las cianobacterias les gusta el calor y prosperan en temperaturas superiores a los 68 grados Fahrenheit. Otras algas prefieren temperaturas más frías, por lo que cuando las aguas se calientan lo suficiente, las cianobacterias comienzan a superarlas y a ocupar grandes áreas. La segunda razón es la escorrentía. El cambio climático altera los patrones climáticos y produce tormentas más intensas. Las fuertes lluvias generan una gran cantidad de escorrentía agrícola, que drena los fertilizantes de las granjas al suministro de agua. Las cianobacterias devoran y prosperan estos nutrientes.
"La combinación de aguas más cálidas y altas entradas de escorrentía realmente puede provocar estas floraciones", dice Johengen.
Los investigadores esperan usar los datos ESP junto con modelos de computadora para comprender exactamente cómo se comportan las floraciones de cianobacterias. Planean rastrear el movimiento de floración tanto horizontal como verticalmente dentro del agua, utilizando información sobre las corrientes y el viento. Esto es importante porque la ubicación y el movimiento de una floración pueden predecir cómo podría afectar a los humanos. Una floración en la superficie solo puede afectar la recreación en el agua, lo que significa que los nadadores y navegantes deben ser advertidos. Pero una floración impulsada profundamente por las corrientes puede afectar el suministro de agua, ya que las plantas de tratamiento generalmente toman su agua desde cerca del fondo. En última instancia, los investigadores esperan utilizar los datos para ayudar a prevenir las floraciones tanto como sea posible.
"La erradicación de la floración probablemente nunca sucederá, pero podemos reducir absolutamente el tamaño y el impacto de estas flores", dice Tim Davis, un ecólogo del Laboratorio de Investigación Ambiental de los Grandes Lagos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA).
El proyecto, una colaboración entre el Instituto Cooperativo para la Investigación de los Grandes Lagos, el Laboratorio de Investigación Ambiental de los Grandes Lagos de la NOAA en Ann Arbor, los Centros Nacionales de Ciencia del Océano Costero de la NOAA y el Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey, planea traer dos ESP más al Lago Erie. Dos se implementarán todo el tiempo, y un tercero se puede rotar según sea necesario.
Los ESP no son una "bala de plata", dice Davis. Los investigadores seguirán haciendo un monitoreo semanal para obtener una mayor variedad de información sobre el agua en múltiples ubicaciones, no solo donde se implementa el ESP. Pero él y sus colegas creen que tecnologías similares se volverán más comunes a medida que se vuelvan más pequeñas y más baratas. En este momento, un ESP pesa alrededor de 1, 000 libras y cuesta $ 375, 000.
Unos once millones de personas viven a orillas del lago Erie, el más superficial y por lo tanto más cálido y propenso a las algas de los Grandes Lagos. Todos se verán afectados por el aumento de las floraciones tóxicas. También lo hacen los residentes cerca de muchos otros lagos estadounidenses, incluidos enormes cuerpos de agua como el lago Okeechobee en Florida y el lago Utah, cerca de Salt Lake City. Los recortes presupuestarios y la relajación de las regulaciones ambientales bajo la administración actual pueden obstaculizar los planes para la limpieza del agua, dejando a los lagos aún más propensos a las toxinas. Con ESP, quizás los residentes al menos puedan recibir una advertencia antes de que las toxinas lleguen a su agua potable.
