La ciencia detrás del control interactivo de algas: MPC-Buoy

“Cuando se tratan las algas con ultrasonidos, estas pueden volverse resistentes a los ultrasonidos. El control interactivo de algas ayuda a prevenir esto ajustando los tratamientos a lo largo del tiempo”. – Lisa Brand, directora de tecnología de LG Sonic

¿Por qué el control tradicional de algas no es suficiente?

Los florecimientos de algas nocivas (FANs) se encuentran entre los retos más apremiantes en la gestión del agua en la actualidad. A medida que se intensifica el cambio climático y aumenta la contaminación por nutrientes, los florecimientos de algas aparecen con mayor frecuencia y duran más tiempo en los embalses de agua potable, los lagos industriales y las industrias mineras.

Aunque los ultrasonidos se han convertido en la solución preferida sin productos químicos, los sistemas convencionales que utilizan frecuencias fijas se quedan cortos con el tiempo. Esto se debe a que las algas no son estáticas, sino que se adaptan. Especies como las algas verdeazuladas (cianobacterias) pueden regular su flotabilidad, formar espumas en la superficie e incluso desarrollar resistencia a señales ultrasónicas constantes.

Para controlar eficazmente las algas, es fundamental adoptar tecnologías avanzadas que puedan adaptarse a estos cambios. Aquí es donde el control interactivo de algas cambia las reglas del juego.

La importancia del control de las algas

El control de las algas es esencial para mantener la temperatura del agua y la salud y sostenibilidad de los ecosistemas acuáticos. El crecimiento excesivo de algas puede provocar una serie de problemas, entre los que se incluyen

• Daños a los organismos acuáticos: los florecimientos de algas pueden producir toxinas que pueden dañar o matar a los organismos acuáticos, incluidos los peces, las plantas y otras formas de vida acuática.

• Problemas de calidad del agua: los florecimientos de algas pueden contaminar el agua potable, afectar al sabor y al olor del agua y reducir su claridad.

• Impactos económicos: Los florecimientos de algas pueden afectar las actividades recreativas, el turismo y la pesca comercial, lo que resulta en pérdidas económicas significativas.

• Riesgos para la salud humana: Los florecimientos de algas pueden producir toxinas que pueden dañar la salud humana, incluyendo daños al hígado y los riñones.

Las medidas efectivas de control de algas, como los sistemas de control de algas por ultrasonido, pueden ayudar a prevenir estos problemas y mantener la salud y la sostenibilidad de los ecosistemas acuáticos.

Cómo se adaptan las algas y por qué es importante

Las algas son organismos altamente adaptables. Pueden prosperar en aguas cálidas o frías, bajo hielo espeso o en entornos con escasez de nutrientes. Entre las plantas y bacterias competidoras, suelen ser las primeras en adaptarse debido a su rápida reproducción y sus mínimos requisitos de recursos. Comprender la biomasa de las algas es fundamental para desarrollar técnicas eficaces que prevengan los florecimientos de algas nocivas, ya que factores ambientales como la temperatura influyen significativamente en el crecimiento y la adaptación de las algas.

Las algas verdeazuladas, en particular, se elevan a la superficie del agua utilizando vesículas de gas, pequeñas cámaras de flotabilidad que agrandan o encogen en función de la disponibilidad de luz solar. Tienen vesículas de gas que son grandes o pequeñas dependiendo de la columna de agua. Por eso es tan eficaz alterar la flotabilidad de las células de las algas mediante ultrasonidos. El tratamiento evita que las algas lleguen a la superficie, donde absorben la luz y realizan la fotosíntesis, deteniendo el florecimiento antes de que se produzca.

Comprensión del control interactivo de las algas mediante ultrasonidos

La tecnología de ultrasonidos interactivos hace mucho más que emitir ondas sonoras. Utiliza datos en tiempo real y parámetros adaptativos, como la frecuencia, la amplitud, la duración y el orden, para actuar sobre las algas en función de su tipo y fase de crecimiento.

La tecnología altera la estructura y la función de las células de las algas, lo que provoca cambios en el metabolismo y la posible muerte de las células.

Las algas responden de forma diferente en función de:

• Su especie
• Las condiciones ambientales (luz, nutrientes, temperatura)
• Si están en fase de crecimiento activo, en su punto álgido o en fase de descomposición

En lugar de utilizar una frecuencia «aplicable para todos», nuestra solución aplica un conjunto de señales ultrasónicas en constante cambio, lo que garantiza que las algas no se adapten y que el sistema siga siendo eficaz durante todo el año.

¿Cuál es la eficacia del control interactivo de algas?

Dado que los cuerpos de agua son sistemas complejos con muchos factores que influyen en ellos, puede ser difícil aislar el impacto exacto de los ultrasonidos en la calidad del agua sin un gran esfuerzo y sin datos históricos previos al inicio del proyecto. Por lo tanto, es más práctico observar los indicadores operativos que se vieron afectados por los florecimientos de algas antes de la instalación de las boyas MPC y compararlos con los datos recopilados después de la instalación.

La boya MPC: control de algas basado en datos

El MPC-Buoy es un dispositivo flotante alimentado por energía solar que da vida a esta tecnología interactiva. Es más que una unidad de tratamiento, es un sistema inteligente de gestión del agua diseñado para abordar los retos de una planta de tratamiento de agua.

1. Monitoreo de la calidad del agua en tiempo real

Cada 10 minutos, la MPC-Buoy recoge datos sobre la calidad del agua, incluyendo:

• Clorofila-a (algas verdes)
• Ficocianina (algas azul-verdes)
• Turbidez, pH, temperatura, oxígeno disuelto

2. Análisis y predicción de datos

La boya envía estos datos a la nube, donde los algoritmos de IA:

• Detectan qué algas están presentes
• Identifican su etapa de crecimiento
• Predicen la formación de florecimientos de algas

3. Tratamiento adaptativo

Basándose en el análisis, el sistema selecciona y ajusta:

• Frecuencia de ultrasonidos
• Amplitud y duración
• Orden de las ondas

Mantener niveles equilibrados de oxígeno disuelto también es esencial en este proceso. Los niveles adecuados de oxígeno favorecen la vida acuática y ayudan a descomponer la materia orgánica, reduciendo la acumulación de nutrientes que alimenta el crecimiento de las algas. Al mejorar la circulación del agua y la distribución del oxígeno, esta solución respetuosa con el medio ambiente puede crear condiciones menos favorables para las especies de algas nocivas, al tiempo que promueve un ecosistema acuático más saludable.

Comparación de métodos de control de algas

Existen varios métodos disponibles para controlar el crecimiento de las algas, entre ellos:

• Control químico: se pueden utilizar productos químicos como algicidas o sulfato de cobre para matar las algas, pero también pueden dañar los organismos acuáticos y contaminar el agua.
• Control físico: se pueden utilizar métodos físicos, como los sistemas de control de algas por ultrasonidos, para controlar el crecimiento de las algas sin dañar los organismos acuáticos.
• Control biológico: se pueden utilizar métodos biológicos, como la introducción de peces que se alimentan de algas, para controlar el crecimiento de las algas, pero también pueden tener consecuencias no deseadas.
• Control de nutrientes: La reducción de los nutrientes en el agua puede ayudar a prevenir el crecimiento de las algas, pero puede ser difícil de lograr y requerir cambios significativos en las prácticas de uso del suelo.

Los sistemas de control de algas por ultrasonidos son un método no químico y no invasivo para controlar el crecimiento de las algas que puede ser eficaz en una amplia gama de entornos acuáticos.

Sostenible y escalable

A diferencia de los tratamientos químicos como el sulfato de cobre, que ofrecen un alivio a corto plazo pero alteran los ecosistemas, los ultrasonidos interactivos son:

• Respetuosos con el medio ambiente (inofensivos para los peces y las plantas acuáticas)
• Bajo mantenimiento (sin recargas, sin productos químicos)
• Totalmente automatizados (funcionamiento 24/7 basado en datos en tiempo real)
• Escalables en servicios de agua potable, presas de residuos industriales y lagos recreacionales

Este innovador sistema de control de algas utiliza ondas ultrasónicas para monitorear la calidad del agua y controlar las algas sin necesidad de productos químicos, lo que protege el equilibrio ecológico y reduce los costos operativos.

Es una forma más inteligente, segura y sostenible de gestionar las algas, que protege tanto las operaciones como los ecosistemas.

Conclusión

A medida que los florecimientos de algas nocivas se vuelven más persistentes y adaptables, los tratamientos de frecuencia fija ya no son suficientes. El control interactivo de algas con la boya MPC ofrece un enfoque más inteligente y receptivo al combinar el monitoreo en tiempo real con el tratamiento adaptativo por ultrasonidos. Esto garantiza una eficacia continua en condiciones cambiantes y con diferentes especies de algas. Al reducir la dependencia de productos químicos y mantener el equilibrio ecológico, favorece la salud del agua a largo plazo y la eficiencia operativa. En última instancia, se consigue un agua más limpia, ecosistemas más saludables y estrategias de gestión del agua más resilientes.