ESPUMAS DE INVIERNO

La formación de espumas de origen endógeno durante el invierno

Se constata en esta entrada la presencia en invierno de un fenómeno natural frecuente en lagos y ríos de todo el mundo, denominado formación de espumas endógenas. Se comprueba 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 ni depende de la cantidad de turistas.

Última actualización : 03/04/2018

Espumas endógenas durante el temporal de invierno "Bruno"

El origen de esta espuma 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); por eso se consideran de origen endógeno.

Muchos compuestos orgánicos naturales producto de la descomposición y los detritus naturales del suelo y el agua tienen propiedades tensoactivas (“surfactantes”) similares a los jabones, y al batirse el agua por el oleaje en días de fuerte viento, generan estas espumas que se acumulan en forma de bandas en las zonas abiertas o a lo largo de la costa. En determinados casos se acumulan en las ensenadas a sotavento por lo que pueden verse fácilmente desde las orillas.

Las espumas se acumulan en el litoral del lago en los días más ventosos.

En la entrada titulada Espumas endógenas se mostró cómo se forman en la zona superficial de la masa de agua por convergencia de las turbulencias verticales del agua y el intenso oleaje. Cuando sopla el aire a mucha velocidad se forman filas de pequeñas estructuras espumosas que acaban formando bandas visibles de color blanco y que avanzan en el sentido del viento hasta las ensenadas.

En la siguiente galería se muestra la formación de bandas y acúmulos de espumas, en algunas orillas de la playa de Viquiella, el día 28 de diciembre bajo la influencia del temporal “Bruno” (rachas de hasta 13,5 m/s en las orillas del lago).

Por este mismo efecto de arrastre en la superficie del agua, en las ensenadas a sotavento se acumulan otros resto sólidos y elementos flotantes; por lo que se acaban formando grandes montoneras de hojarasca, palos y ramas procedentes de las propias orillas y en gran medida recogidas en toda la cuenca e introducidas en el lago por la crecida de caudal del Tera.

Los fuertes vientos y el arrastre de las corrientes de agua aportan gran cantidad de hojarasca hacia los fondos de la valles, y acaban por incorporarse al lago. Su gran flotabilidad les hace acompañar a las espumas en la superficie del agua y se acumulan a sotavento en las playas y en general en todo el litoral. Esta materia de origen natural supone un aporte importante de carbono y otros nutrientes para las comunidades bentónicas litorales, sobre todo los descomponedores (como muchas larvas y ninfas de especies de macroinvertebrados y otros animales microscópicos) y los mineralizadores (como los hongos acuáticos y las bacterias).

Por lo tanto, los acúmulos de restos vegetales únicamente suponen un pequeño “problema” de naturaleza estética en las playas hasta que son retirados; pero es necesario recalcar que forman parte de la geodinámica natural y los ciclos de elementos químicos en el ecosistema lacustre.

Espumas también en las pozas del Tera - Navaldelpozo

Aguas arriba de Ribadelago viejo no existe ningún asentamiento humano con influencia sobre el río Tera. Al final del cañón el río presenta una de las pozas más grandes de todo su curso, conocida como Navalpozo o Naval del pozo.

Tras pasar su tortuoso viaje por el cañón, lleno de pozas y rápidos sobre un sustrato rocoso muy duro e insoluble, las aguas del Tera alcanzan la zona del valle donde se localiza el lago. En estos rápidos el contenido del agua en sustancias orgánicas surfactantes es más elevado en las épocas de aguas altas, ya que se produce un generalizado lavado de los suelos de la cuenca.

Desde los terrenos más desprovistos de vegetación, los suelos frágiles,  las zonas sometidas a erosividad o incendio y las majadas frecuentadas por el ganado gran cantidad de nutrientes y otras sustancias orgánicas son puestas en movimiento gracias a la escorrentía. En este arrastre superficial los nutrientes depositados en la superficie durante los meses sin precipitaciones y los que caen al suelo estacionalmente por la marchitez de los vegetales, junto con los excrementos del ganado en la Sierra son removidos por el agua en movimiento siguiendo el gradiente de altitud y se incorporan (tanto en suspensión como en disolución) a través de red de drenaje a los cauces principales. Y finalmente llegan hasta el lago.

Navaldelpozo recibe continuamente espumas endógenas que se han formado en las pozas del cañón, y al ralentizarse el agua quedan atrapadas en sus orillas, agrupándose en espesas bandas flotantes a merced de la corriente. Es una prueba muy fácil de observar para comprender que se trata de un proceso sin incidencia de nutrientes u otras sustancias surfactantes (como los jabones o detergentes) que se pueden incorporan a los cauces por efecto de los vertidos urbanos sin depurar correctamente.

En esta zona del Tera sin ninguna influencia urbana , sólo los factores naturales pueden explicar la formación de estas espumas.

En la siguiente galería se muestra la acumulación de espumas en la entrada de Navaldelpozo el día 28 de diciembre, llevadas hasta allí por el fuerte caudal del Tera y el efecto de la turbulencia en los rápidos.

Visualiza unos vídeos complementarios en el canal AELS de Youtube 

Sigue la formación de espumas endógenas durante todo el invierno

En las siguientes galerías de fotos y vídeos puedes comprobar cómo en febrero se han producido nuevos focos de espumas de origen endógeno en los cursos de agua que bajan de la Sierra, y antes de que tengan ninguna influencia urbana en la zona del entorno de Ribadelago.

En concreto bajos los rápidos del Tera que existen antes de llegar a la confluencia con el Segundera, aprovechando el obstáculo que supone en la orilla la presencia de la plataforma de registro de presencia de visón americano; y en el río Segundera en la zona de resguardo junto al gran caudal del emisario de Moncabril, que tiene mucho más caudal que el propio cauce natural del río. 

En el río Tera en la confluencia con el Segundera:

En el río Segundera en la confluencia con la salida de agua de la central de Moncabril:

Espumas endógenas en marzo-18 durante la borrasca "Hugo"

Tras unos días de fuerte temporal se vuelven a formar las espumas de origen endógenas al final de la estación invernal, en este caso gracias a las lluvias y vientos traídos por los temporales “Gisele” y posteriormente “Hugo” y que han mantenido en su nivel habitual de invierno el lago, e incluso más elevado de lo normal, durante algunos días.

En la entrada titulada Espumas endógenas se mostró cómo se forman en la zona superficial de la masa de agua.

Las espumas se acumulan en el litoral del lago y las pozas del Tera tras días ventosos, incluso en momentos de fuerte caudal.

En la siguiente galería se muestra la acumulación de espumas, el día 28 de marzo de 2018 desde la playa de Viquiella, que se forman en toda la superficie del lago azotada por el viento y que luego son llevadas hasta las orillas formando bandas.

En esta galería se muestra la acumulación de espumas en una poza del río Tera poco después de su salida del lago.

Visualiza vídeos complementarios en el canal AELS de Youtube 

ESPUMAS ENDÓGENAS

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 :

· Stommel, 1951

· Schlinder, 2001

· Dokulil y Teubner, 2011

· Schilling y Zessner, 2011

· 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

· Gili, Sabater y Fortuño. 2009. Espumas de montaña. Investigación y Ciencia, mayo 2009. Nº 392. Pp: 36-37

· 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 :

· Wikipedia

· michigan.gov

· des.nh.gov 

· in.gov

· columbia.edu

También puedes encontrar más información en la biblioteca de AELS