La formación de espumas en lagos naturales
Se muestra en esta entrada la explicación científica a un fenómeno hasta ahora poco habitual en Sanabria, pero muy conocido o frecuente en otros lagos y ríos naturales de todo el mundo, denominado formación de espumas endógenas. Asimismo se demuestra gráficamente cómo su origen resulta de una compleja combinación de factores naturales y biogénicos; y no está basado en la presencia de vertidos urbanos sin depurar.
Última actualización : 15/09/2017
¿ Qué causa la espuma que se forma en el litoral en un día ventoso ?
El origen de esta espuma, con un cierto olor a pescado y no jabonoso, es natural y se compone principalmente de compuestos orgánicos (ácidos húmicos, lípidos, proteínas, etc…) producto de la descomposición de materia vegetal o exudados de organismos acuáticos (generalmente fitoplancton). Estos compuestos orgánicos naturales tienen propiedades tensoactivas (“surfactantes”) similares a los jabones, y al batirse el agua por el oleaje en días de fuerte viento, se generan estas espumas que se acumulan en forma de bandas en las zonas abiertas o a lo largo de la costa.
La siguiente galería fotográfica fue tomada el día 5 de junio de 2017 por la mañana. En ella se observa un conjunto de masas de espumas flotando en la parte oeste del lago, no lejos de la entrada del río Tera. Más allá de la espectacularidad de las fotos, una primera valoración precipitada del fenómeno podría generar un cierto nivel de alerta ante la posibilidad de que dichas espumas se deban a la presencia de un vertido puntual.
! Pero si quieres conocer una respuesta científica fundamentada sobre su origen y el proceso de formación sigue leyendo ¡
¿ Cuál es su origen ?
Efectivamente, la formación de estas bandas de espumas, muy llamativas por su aspecto y grandes dimensiones, no es exclusiva de este lago. Se conoce el mecanismo de su formación en lagos, ríos y océanos desde hace décadas (Stommel, 1951; Schilling y Zessner, 2011). La materia orgánica presente en los lagos que forma parte de las algas u otro tipo de vegetación acuática, al descomponerse libera diversos compuestos al agua con propiedades “surfactantes” (proteínas, lípidos, azúcares,…), siendo los ácidos lipídicos los principales protagonistas de este fenómeno. En ocasiones, estas sustancias las forman ácidos orgánicos que provienen de la descomposición de material vegetal de zonas boscosas, humedales o turberas existentes en las cuencas de los lagos, y suelen tener un color más pardo.
Al igual que los lípidos o aceites usados en la fabricación del jabón, estas sustancias que flotan al pesar menos que el agua, cambian la tensión superficial de la misma, y al batirse la superficie con el oleaje producido por el viento se forman burbujas originando estas espumas de aspecto jabonoso. Cuando el viento sopla fuerte en una dirección durante bastante tiempo se crean unas celdas de circulación del agua superficial (“células de circulación de Langmuir”) en bandas paralelas y perpendiculares a la dirección del viento. A veces de manera ramificada formando líneas blancas sobre la superficie del agua en forma de “Y”.
Estos compuestos orgánicos van generando espuma que se acumula en el punto donde se hunde el agua formando esas bandas más o menos equidistantes y perpendiculares al oleaje. Al cambiar de dirección el viento o calmarse, las bandas de espumas se arrastran hacia las orillas pudiendo acumularse con varios decímetros de espesor.
Esta segunda galería fotográfica fue tomada el mismo día 5 de junio de 2017, y en este caso a la hora de puesta del sol. En esos momentos las masas blancuzcas ya se habían dispersado y sin embargo se comenzaban a formar otros tipos de bandas de espuma (“streaks foam” en terminología anglosajona). En este caso muy lineales y estrechos a lo largo del eje mayor del lago; casi paralelas a la costa sur hacia donde el viento en superficie las arrastra.
¿Por qué se forma esta espuma blanca ? ¿ Es inofensiva ?
Como ya hemos explicado más arriba, estas espumas están formadas principalmente por ácidos grasos junto a otras sustancias orgánicas como proteínas y azúcares de origen natural, con propiedades surfactantes similares a los jabones. Una vez formadas, las espumas pueden actuar como acumuladores de partículas flotantes u otras sustancias hidrofóbicas de naturaleza orgánica o inorgánica, como nutrientes (diversas formas de nitrógeno -N-, fósforo -P- y carbono -C-), cationes, compuestos orgánicos de diversa naturaleza, polen, esporas, restos de insectos, plancton y otros microorganismos, polvo, restos de vegetación, etc…, adquiriendo colores más parduzcos o de aspecto “sucio”. Por tanto, estas espumas no representan un riesgo para la salud humana al no existir fuentes naturales (ej. cianobacterias generadoras de toxinas y espumas) o vertidos de sustancias de naturaleza tóxica en el lago.
Las principales diferencias entre las espumas de origen natural y las producidas por contaminación por detergentes u otros vertidos de actividades humanas son las siguientes:
· las espumas naturales pueden ser blanquecinas o de color parduzco, y las artificiales son siempre blancas;
· las naturales presentan un olor a pescado, tierra o hierba cortada, y las artificiales suelen tener un olor dulzón, perfumado o jabonoso, o bien de aguas fecales;
· las naturales se forman con el viento en la superficie de todo el lago en bandas paralelas, y las artificiales generalmente más cerca o en torno al lugar donde se ha originado un posible vertido o foco de contaminación.
En los días en los que se produjo la mayor formación de espumas en el lago, se realizó la toma de muestras de agua del lago en la zona central del mismo, así como en 8 puntos repartidos por todo el litoral, y en los principales cursos de agua de entrada al lago, incluido el río Tera. El análisis químico del agua de estas muestras (iones, compuestos de N, P y C) mostró los valores habituales registrados mensualmente en el seguimiento del lago realizado por el Programa Bianual Intensivo desde hace 2 años; no observándose ningún indicio que pudiera relacionarse con un posible vertido accidental en el lago o en alguno de sus tributarios.
La concentración de compuestos de nitrógeno (N), fósforo (P) y carbono (C) en las espumas, es lógicamente superior a la del agua superficial, ya que están formadas casi exclusivamente en términos de masa por compuestos orgánicos, actuando además como acumuladores de polvo, partículas y material orgánico flotante. Siendo éstos últimos elementos los responsables del color marronáceo que van tomando con el tiempo.
En la siguiente galería se muestra la formación de espumas en el litoral Este y en la salida del lago el día 23 de junio.
Evolución de las espumas en la playa de los Enanos el 4 de julio
Tras un periodo variable después de su formación las espumas se van degradando paulatinamente, y en este periodo de tiempo pueden acumular partículas que se depositan desde la atmósfera o mezclarse con el biofilm superficial (Clic ¡) en las ensenadas más protegidas. En este momento la espuma blanca se torna pardo-rojiza o marrón, y puede a veces tener un aspecto oleaginoso. Esto es debido a su origen en la degradación de los ácidos grasos y otros productos hidrofóbicos excretados por el fitoplancton, y también por la acumulación de otras sustancias producto de la degradación de la vegetación en la orilla del agua: como por ejemplo los taninos. Así como de otros seres vivos que viven en las orillas tanto de origen animal como vegetal.
En la siguiente galería se muestra la formación de espumas en la salida del lago al final del día 19 de julio tras los fuertes vientos (rachas de hasta 8 m/s) sobre la superficie del lago los dos días anteriores.
18 de julio por la mañana: fuerte oleaje, formación de espumas en la zona limnética del lago con algunas bandas originadas por el efecto de las células de circulación de Langmuir. Posteriormente derivan hacia las orillas y se concentran mayoritariamente en la costa sur del lago, en especial en la zona del salida del agua hacia el río Tera.
19 de julio por la tarde:
En la siguiente galería se muestra la formación de espumas al amanecer en el lago el día 26 de julio tras los fuertes vientos nocturnos (rachas de hasta 4 m/s) dominantes del O y NO.
26 de julio : finas bandas de espumas endógenas arrastradas hasta el litoral sur
¿ Por qué este año se han formado espumas endógenas en el lago de Sanabria y en otros ecosistemas de Sierra Segundera ?
La formación de estas espumas en las orillas durante los días de fuerte viento no es un suceso reciente, sino que se conoce desde hace décadas en otras muchas lagunas y arroyos de todo el complejo lacustre de Sierra Segundera. En la actualidad su aparición parece más recurrente.
Sirva como ejemplo esta galería de fotos tomadas en los veranos de 2016 y 2017 en varias lagunas y embalses de la Sierra de que la formación natural de espumas es un suceso habitual y de que la hipótesis de su origen en vertidos urbanos sin depurar no es suficiente para explicar su formación.
Laguna de la Ventosa el día 5 de junio de 2017
Embalse de Cárdena el día 13 de julio de 2017
Embalse de Cárdena el día 14 de septiembre de 2017
Laguna de Lacillo el día 13 de julio de 2017
Laguna del Cuadro el día 13 de julio de 2017
Laguna de los Peces el día 16 de septiembre de 2016
Laguna de los Peces el día 12 de julio de 2017
Laguna de los Peces el día 19 de julio de 2017
Embalse de Puente Porto el día 13 de julio de 2017
¿ Será habitual observar este tipo de espumas en el futuro ?
El presente año hidrológico está resultando excepcionalmente más seco y cálido de lo habitual, habiéndose registrado menores precipitaciones durante el pasado periodo invernal y primaveral, así como temperaturas medias mensuales varios grados superiores a las medias globales en las series históricas. En el mes de junio pasado, la temperatura del lago era 5-6 grados mayor que en las mismas fechas del año anterior. Paralelamente, desde comienzos de año, se ha detectado un crecimiento excepcional de la diatomea Asterionella formosa, generando una biomasa algal superior a la habitual para esa época del año. Bajo temperaturas más altas de lo normal, los procesos de degradación de la materia orgánica generada por las algas se aceleran, aumentando la liberación de los compuestos orgánicos, entre los que se encuentran esos ácidos grasos causantes de espumas en los días con vientos moderados o fuertes en el lago.
En otras partes del mundo se está comprobando también que un calentamiento del clima puede estimular una mayor producción de la biomasa de algas en lagos incluso de carácter oligotrófico (Schindler, 2001), por lo que estos eventos de formación de espumas de origen endógeno, producidas por la degradación del fitoplancton, podrían volverse más frecuentes (Dokulil y Teubner, 2011).
Por tanto, no es descartable que en el futuro la formación y aparición de estas espumas naturales en las orillas del lago de Sanabria sea un evento habitual en función de las condiciones meteorológicas e hidrológicas que se sucedan cada año en el lago y en su cuenca. Un seguimiento continuo de las condiciones limnológicas del lago y su cuenca, ayudará a comprender mejor y con más detalle las causas que originan e intervienen en éste y otros procesos que se sucedan en el lago, así como la posible incidencia de algunas actividades humanas cuyos efectos sobre el ecosistema del lago pueden incrementarse o manifestarse en mayor medida bajo condiciones ambientales o climáticas más desfavorables.
La formación de espumas endógenas está documentada
Materiales naturales en los suelos de la cuenca tales como ácidos fúlvicos o húmicos, y otros biogénicos como los lipídicos, proteicos o coloidales provenientes de exudados de las microalgas (productos de descomposición de fitoplancton) pueden actuar a menudo como tensioactivos y generar espumas tanto en ambientes marinos como de agua dulce (Schilling y Zessner, 2011).
Este proceso es ampliamente descrito para el caso del lago Maggiore (Alpes italianos) por Stefani y colaboradores (2016) en relación con las distintas condiciones del lago y sus comunidades de fitoplancton en 2007, 2008 y 2010. Descartando rotundamente el aporte exógeno de los elementos causantes de las espumas, y relacionándolos directamente con la abundancia de comunidades de diatomeas, el excesivo calentamiento del agua debido a la radiación solar y la intensidad de la estratificación de la masa de agua.
Estos tres factores también se han dado conjuntamente en el lago de Sanabria durante la primavera y verano de 2017, y por lo tanto se produce algunos días la aparición de estas espumas de origen biológico de forma natural en las condiciones actuales del lago.
Algunas referencias bibliográficas para documentarse :
· Stefani, Salerno, Copetti, Rabuffetti, Guidetti, Torri, Naggi, Iacommi, Morabito y Guzzela, 2016
Algunos artículos divulgativos para leer más sobre espumas endógenas :
· Gili, Blasco y Carré. 2001. Espuma marina. Investigación y Ciencia
· Martínez-Abraín A. (2017) Sección Tribuna: Ríos vivos. Quercus (agosto-17) Nº 378. pp: 6-7.
Algunos enlaces internacionales sobre las espumas endógenas en lagos :
· in.gov
También puedes encontrar más información en la biblioteca de AELS
