CYANOBLOOM – Herramienta avanzada de gestión de riesgos para la detección e identificación precoz de floraciones de algas tóxicas.

Resumen del proyecto

Las cianobacterias son organismos microscópicos que se encuentran de forma natural en todo tipo de aguas. En entornos cálidos y ricos en nutrientes (altos niveles de fósforo y nitrógeno), las cianobacterias pueden multiplicarse rápidamente, creando floraciones que pueden producir toxinas, las cianotoxinas, que afectan a la calidad del agua y pueden ser perjudiciales para los seres humanos, los animales y el medio ambiente.

En la actualidad, los métodos de detección de las cianofloraciones se basan principalmente en la recogida de muestras in situ y en análisis de laboratorio, lo que limita la detección precoz de estas floraciones debido a una frecuencia de muestreo insuficiente. Existen otras iniciativas para apoyar la toma de decisiones en la gestión del agua potable, como la teledetección por satélite, las sondas basadas en la fluorescencia y los drones; sin embargo, estas herramientas deben equiparse con soluciones avanzadas de obtención de imágenes (multiespectrales, hiperespectrales) para alcanzar la precisión necesaria. Además, deben complementarse con métodos analíticos para determinar la toxicidad real de las floraciones. La OMS recomienda la introducción de métodos moleculares para el seguimiento de las cianobacterias toxigénicas.

El proyecto CYANOBLOOM pretende demostrar una solución para la detección precoz de las floraciones de cianobacterias tóxicas en los embalses públicos de abastecimiento de agua mediante una combinación de vigilancia a distancia (es decir, por medio de datos obtenidos de satélites públicos y privados) y mediciones in situ (es decir, mediciones hiperespectrales sobre el terreno con análisis genético de las muestras recogidas). Como resultado, la probabilidad de identificar a tiempo una floración aumentará del 0,82-1,11% actual al 90%. La nueva solución se probará en cuatro depósitos de agua situados en ES (2), SE y NL.

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Las cianobacterias pueden formar floraciones en aguas dulces, marinas y salobres. Son especialmente prolíficas en masas de agua tranquilas como lagos, estanques, presas y embalses, o ríos de corriente lenta, debido a las condiciones ideales de crecimiento por los largos tiempos de residencia del agua. Estas floraciones pueden causar graves problemas para el medio ambiente, la calidad del agua y la salud pública. Además, algunas floraciones de cianobacterias, las llamadas floraciones de algas ciano-nocivas (cyanoHABs) producen toxinas que pueden inducir enfermedades graves como trastornos gastrointestinales, dermatitis, insuficiencia hepática e incluso mortalidad en animales y humanos. 

La detección precoz y la alerta de las cianoHAB adquieren una importancia vital para mitigar eficazmente sus efectos. En este sentido, el proyecto CYANOBLOOM proporcionará un enfoque innovador que combinará métodos ópticos para detectar lo antes posible la aparición de floraciones con la posibilidad de actuar antes que con los métodos tradicionales. Por lo tanto, el objetivo general de CYANOBLOOM es desarrollar una solución de vigilancia precoz de las floraciones de cianobacterias, superando las limitaciones de las soluciones de vigilancia actuales. 

CYANOBLOOM proporcionará un proceso eficaz para asegurar el suministro de los servicios de agua (toma de agua potable, agua recreativa) que garantizará los más altos niveles de seguridad debido a la mejora del 80-90% en el tiempo de detección y del 10-20% en la floración tóxica de cianobacterias. 

Las soluciones del proyecto CYANOBLOOM se demostrarán en los siguientes lugares

1. Lagos Södra Bergundasjön y Norra Bergundasjön (Växjö, Suecia). Los lagos Södra Bergundasjön y Norra Bergundasjön están situados en el centro de Växjö (Suecia) y se han caracterizado durante mucho tiempo por problemas de eutrofización en forma de floraciones masivas de algas verdeazuladas, fugas de nutrientes del fondo, fondos agotados por el oxígeno y, en algunos casos, muerte de peces. Aunque los amplios esfuerzos de restauración han mejorado significativamente el estado nutricional de los lagos para que no vuelvan a un estado hipertrófico con el tiempo, se requieren esfuerzos adicionales de restauración.
2. Lago Westeinderplasses (Países Bajos). El lago se utiliza para la navegación comercial y el ocio, y a menudo sufre floraciones de la cianobacteria tóxica Microcystis. Aunque se llevan a cabo controles periódicos según el «Blauwalgenprotocol» holandés, estos métodos son caros y los resultados suelen estar disponibles demasiado tarde, por lo que el lago suele permanecer cerrado durante algunas temporadas, con las consiguientes pérdidas para el sector turístico. . 
3. Embalse de Urrunaga (España). Este lago es el segundo embalse más grande del País Vasco. Es un lago recreativo donde, durante el verano, la concentración de Chl aumenta debido al incremento de personas que visitan el lago para disfrutar de las diferentes actividades acuáticas que se pueden practicar como regatas, esquí acuático, paddle surf o piragüismo. Sin embargo, hasta el momento este lago carece de controles periódicos que puedan determinar la calidad del agua. 
4. Consorcio de Aguas de Bellús del Júcar (España). El embalse de Bellús es conocido por la baja calidad de sus aguas, debido al vertido de efluentes procedentes de zonas industriales.  La única actividad que se realiza en el embalse es la pesca recreativa, ya que su uso principal es el riego y la prevención de inundaciones. Hasta la fecha, no existen controles periódicos representativos de la calidad del agua.

RESULTADOS ESPERADOS

El proyecto CYANOBLOOM diseñará y demostrará un sistema innovador y eficaz para la detección precoz de floraciones de cianobacterias en embalses públicos de abastecimiento de agua. Como resultado, se desarrollará una herramienta integral de gestión de riesgos para la identificación temprana de FAN en masas de agua que garantizará los más altos niveles de seguridad. Esta herramienta ayudará a las autoridades responsables de la gestión del agua a diseñar acciones más eficaces para contrarrestar las floraciones de cianobacterias.

Los principales resultados esperados del Proyecto CYANOBLOOM son los siguientes:

• Aumentar la probabilidad de detectar a tiempo y alertar de una floración en el sitio de monitoreo en un 80-90% y reducir la probabilidad de pasar por alto una floración tóxica de cianobacterias en el sitio de monitoreo a un 10%-20%.
• Multiplicar por 10 el número de masas de agua vigiladas.
• Aumentar los datos recogidos de las masas de agua procedentes de los satélites VHR, hiperespectral y Copernicus.
• Aumentar la probabilidad de detectar el inicio de la floración en el sitio de monitoreo reducirá el tiempo de exposición a floraciones tóxicas en un 80%.
• Reducir la ocurrencia de cortes de suministro de agua en un 10%.
• Reducir los problemas de salud en un 85-90%.
• Reducir los casos de infección y las visitas médicas, lo que también supondrá un ahorro para el sistema sanitario de hasta 15.000 euros por caso.
• Reducir los costes de las medidas de control y mitigación al proporcionar una solución rentable, ahorrando grandes esfuerzos e inversiones para restaurar los lugares donde se encuentra el agua. 
• Reducir las pérdidas económicas de la pesca comercial, recreativa y turística al aumentar las posibilidades de detección precoz de los cianoHABs en un 80%-90%.
• Creación de empleo.

PARTICIPANTES

El consorcio CYANOBLOOM está formado por un equipo multidisciplinar de 6 participantes de España, Holanda, Alemania y Suecia. CYANOBLOOM cuenta con 5 PYMEs: (ANBIOTEK, SISTEMAS GENOMICOS, WATER INSIGHT, BROCKMANN CONSULT y BROCKMANN GEOMATICS) y un ACLIMA, Cluster Vasco de Medio Ambiente.

El coordinador del proyecto es ANBIOTEK, una PYME española que es una de las principales empresas de servicios de monitorización de la calidad de las aguas naturales del País Vasco. Su equipo está formado por profesionales altamente especializados, que han participado en múltiples proyectos relacionados con los campos de la vigilancia y la gestión de los ecosistemas acuáticos. La experiencia de ANBIOTEK se extiende también al campo de la teledetección de aguas continentales y al desarrollo en fase inicial de un modelo de predicción para la cuantificación de pigmentos fotosintéticos algales. 

SISTEMAS GENOMICOS es una PYME española especializada en secuenciación genética con casi dos décadas de experiencia en el campo de la biología molecular y la genética, con especialización en técnicas dirigidas a los campos de la sanidad, la agroalimentación y la investigación. Sistemas Genómicos es la división de genómica y genética del Grupo Synlab, un grupo biomédico con más de 40 años de experiencia en el diagnóstico de precisión utilizando la especialización y aunando dos áreas de vanguardia: el diagnóstico por imagen y el diagnóstico genético. Sistemas Genómicos cuenta con una amplia trayectoria en investigación y estudios de vanguardia, y colabora activamente en numerosos proyectos nacionales e internacionales de I+D+i.

WATER INSIGHT es una PYME holandesa experta en la monitorización innovadora de la calidad del agua, tanto in situ como a distancia basada en datos de satélite. WATER INSIGHT es el desarrollador de la WISPstation, el instrumento de monitorización utilizado para este proyecto y de la WISPcloud, la base de datos que recoge los datos de las localizaciones de monitorización. 

BROCKMANN CONSULT es una PYME alemana que ofrece servicios de software y geoinformación centrados en datos y productos de observación de la Tierra (EO). Sus servicios se basan en productos de calidad del agua para aguas interiores y costeras, así como para ecosistemas costeros. BC ejecuta varias infraestructuras de procesamiento en diferentes sistemas en la nube y sus soluciones de software proporcionan herramientas e interfaces para que los usuarios trabajen con datos EO en muchas aplicaciones diferentes.

BROCKMANN GEOMATICS es una PYME sueca de consultores geoinformáticos que ofrece servicios que comprenden productos de información y soluciones metodológicas basadas en la teledetección y la tecnología SIG. Dos de las principales aplicaciones de BG son la vigilancia de humedales y la calidad del agua. BG gestiona servicios operativos y acuerdos marco con autoridades y usuarios finales responsables de la vigilancia medioambiental local, regional y nacional.

ACLIMA es el Cluster de Medio Ambiente del País Vasco que está dentro del Plan de Acción de Política Industrial del Gobierno Vasco. En ACLIMA participan entidades públicas y privadas. Actualmente cuenta con 128 miembros: 98 empresas privadas, 4 universidades, 6 centros de investigación y representantes del gobierno regional, diputaciones forales y principales municipios. El objetivo de este cluster es promover la cooperación para desarrollar nuevas oportunidades de negocio e incrementar la innovación en el sector medioambiental. Esta entidad se ha convertido en el principal centro de interacción del sector medioambiental vasco a nivel nacional y colabora activamente con otros proyectos españoles de cooperación transregional para la demostración y la innovación.