On un día soleado a mediados de junio, rodeado por la vasta extensión azul del lago Erie occidental, el Dr. Thomas Bridgeman ató un bote de plancton goteante en la parte trasera de un barco de investigación. Se inclinó para desenroscar un frasco de vidrio del fondo de la red, luego sostuvo el frasco bajo la luz del sol, mirando su contenido.
Bastante claro, notó, aparte de un par de mechones que parecían papel de tejido húmedo; las primeras pistas de cianobacterias, también conocidas como algas verdeazuladas, que se acumularían en una floración algal dañina para julio.
“Se acerca”, dijo.
Pronósticos como el suyo son de gran interés en Toledo, Ohio, y en las ciudades cercanas en el noroeste de Ohio y el sureste de Michigan, donde medio millón de residentes recuerdan claramente el shock del 2 de agosto de 2014. Ese es el día en que se despertaron con un aviso que les advertía que no bebieran agua de ningún grifo suministrado por la Planta de Tratamiento de Agua de Toledo.
Una floración algal dañina se había asentado alrededor de la toma de agua cruda de la planta justo fuera de la Bahía de Maumee en la cuenca occidental del lago Erie, aprendieron, y estaba liberando toxinas llamadas microcistinas más rápido de lo que los operadores podían eliminarlas. Los expertos en tratamiento de agua se apresuraron a resolver la crisis durante los siguientes tres días, mientras los residentes afectados vaciaban los estantes de las tiendas de agua embotellada y hacían fila en los sitios de distribución organizados por voluntarios.
“La Universidad de Toledo estaba recibiendo muchas llamadas, especialmente en el Campus de Ciencias de la Salud”, recordó el Dr. Frank Calzonetti sobre la crisis.
Ahora vicepresidente de innovación y desarrollo económico en la Universidad de Toledo (UToledo), una universidad pública de investigación y centro médico académico que se encuentra a menos de 15 millas de la costa de la Bahía de Maumee, Calzonetti lideró los esfuerzos de investigación institucional en ese momento.
“La gente quería saber qué estaba pasando y cómo la exposición a la microcistina en el agua les afectaría a ellos y a sus mascotas”, dijo Calzonetti. “Nos miraban a nosotros para liderazgo durante la crisis.”
UToledo asumió inmediatamente ese papel de liderazgo, convocando a un equipo de científicos, ingenieros, médicos, abogados y expertos en salud pública en la Fuerza de Tarea de Agua de UToledo. Algunos, como Bridgeman, profesor de ecología y director del Centro del Lago Erie de UToledo, ya estaban muy familiarizados con los problemas relacionados con las florecimientos algales dañinos. Otros, como el Dr. Dragan Isailovic, un profesor que investiga la química de las floraciones en el Departamento de Química y Bioquímica de UToledo, rápidamente se adaptaron para aplicar su amplia experiencia al problema más apremiante de la región.
Han pasado diez años desde que se dio la señal de todo claro, devolviendo la confianza a los grifos de Toledo, y Bridgeman, Isailovic y sus colegas de la Fuerza de Tarea de Agua de UToledo mantienen su compromiso con la investigación sobre la calidad del agua, permaneciendo a la vanguardia de los esfuerzos para monitorear más efectivamente la calidad del agua y predecir con precisión las floraciones, eliminar eficientemente las toxinas del agua, comprender a fondo los efectos en la salud de la exposición y prevenir completamente la formación de floraciones algales dañinas a través de políticas y gestión del uso del suelo. Su trabajo está respaldado por millones de dólares en premios patrocinados externamente para apoyar la investigación sobre la calidad del agua, incluidos de agencias como la Fundación Nacional de Ciencias, Institutos Nacionales de Salud, Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, Servicio Geológico de EE. UU., Departamento de Energía de EE. UU. y Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. UToledo también sigue muy involucrado en la Iniciativa de Investigación de Floraciones Algales Dañinas del Departamento de Educación Superior de Ohio, que fue fundada en respuesta a la crisis del agua en 2014.
“Esta no es investigación por el simple hecho de investigar”, dijo el Dr. Youngwoo Seo, profesor en los departamentos de Ingeniería Civil y Ambiental y Ingeniería Química de UToledo. “Estamos compartiendo nuestros datos y nuestras recomendaciones con los operadores y gerentes de las plantas de tratamiento que trabajan día y noche para mantener el agua limpia. Estoy feliz de haber construido una colaboración tan sólida con estas agencias para poder apoyar a quienes viven en la región, incluyendo a mi propia familia.”
Seo fue otro miembro inaugural de la Fuerza de Tarea de Agua, aportando a ella una experiencia fácilmente aplicable en biofilms y procesos de tratamiento de agua. En la primera ronda de proyectos financiados por la Iniciativa de Investigación de Floraciones Algales Dañinas, comenzó con lo básico: ¿Qué métodos de tratamiento podrían utilizar los operadores de la planta para filtrar de forma segura las toxinas algales, aparte del aceptado pero costoso método de filtración de carbón activado? Seo y sus colaboradores compartieron sus hallazgos con los administradores de agua en Toledo y en todo Ohio, un primer ejemplo de cómo la crisis del agua catalizó una relación de trabajo cercana entre UToledo y la Planta de Tratamiento de Agua de Toledo.
La investigación de Seo, respaldada por la Fundación Nacional de Ciencias, informaría más tarde la transición de la ciudad a un nuevo proceso de tratamiento de agua que implementa un biofiltro y ozonización. Trabajó en estrecha colaboración con funcionarios de la ciudad y un panel de expertos para validar el diseño que se puso en marcha en 2021, y ha monitoreado el sistema desde su instalación, compartiendo datos que han permitido a los operadores optimizar la operación. Hoy, también lidera un proyecto de 1.4 millones de dólares bajo el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. para desarrollar tecnología avanzada para la detección temprana y gestión de floraciones algales dañinas, y un proyecto de 1.5 millones de dólares bajo la misma agencia para introducir nuevos métodos de monitoreo y tratamiento en fuentes y plantas de tratamiento interiores.
Seo y sus colaboradores también consultan rutinariamente sobre las formas más efectivas, económicas y ambientalmente responsables de eliminar toxinas del agua en utilidades regionales en Bowling Green, Celina, Defiance y Oregon, Ohio.
“Ha sido extremadamente útil tener expertos de la Universidad de Toledo en el lugar”, dijo Joe Ewers, superintendente de la Planta de Tratamiento de Agua de Defiance. “Ellos entienden los problemas que estamos viendo a un nivel muy intrincado y pueden ayudarnos a abordarlos.”
La detección temprana también es vital para proteger el suministro de agua potable de la región, permitiendo a los operadores de las plantas de tratamiento adaptar proactivamente sus técnicas de tratamiento a las condiciones específicas que rodean la toma de agua cruda en un momento dado. Este enfoque ahorra dinero y mejora el sabor del agua mientras se proporciona un alto nivel de seguridad.
Bridgeman está a la vanguardia de este esfuerzo, utilizando en parte datos que él y un equipo de personal e investigadores estudiantes recopilan en los viajes casi semanales que han estado registrando en el lago Erie occidental desde 2002. Él y sus colaboradores también monitorean una red de instrumentos de alta tecnología, incluido un sensor de algas en tiempo real que UToledo instaló en la estación de bombeo de toma de agua de la ciudad de Toledo en el este del condado de Lucas en 2022.
La instalación puso a la instalación en el mapa como la primera en la nación en probar la tecnología basada en fluorescencia que detecta un pigmento que indica la posible liberación de toxinas de las cianobacterias. Los investigadores documentaron su éxito en la revista Science of The Total Environment en abril.
Cuando sonaron los teléfonos en el Campus de Ciencias de la Salud de UToledo en 2014, una de las áreas clave de preocupación planteadas por los llamantes eran los efectos en la salud de la exposición a las cianotoxinas. Las preguntas eran difíciles de responder, y no solo para los investigadores médicos y expertos en salud pública de UToledo.
“Esto absolutamente no había estado en el radar de nadie”, recordó la Dra. Joan Duggan, especialista en enfermedades infecciosas y profesora en la Facultad de Medicina y Ciencias de la Vida de UToledo.
Ella y sus colegas han contribuido desde entonces a lo que ella llama una “explosión de investigación en esta área en la última década”, incluido un estudio bajo el Centro de los Grandes Lagos para Aguas Dulces y Salud Humana para investigar los efectos de las toxinas aerosolizadas. El Centro de los Grandes Lagos es co-dirigido por UToledo y la Universidad de Michigan.
“Recibimos preguntas directamente de clínicos de UToledo sobre los posibles efectos de la exposición a la microcistina. ¿Está teniendo un efecto estacional en sus pacientes asmáticos, por ejemplo? La respuesta simple es que no lo sabemos”, dijo el Dr. Steven Haller, profesor asociado de medicina en UToledo. “Este estudio debería comenzar a responder algunas de esas preguntas y darnos a todos una mejor idea de quién puede ser susceptible a las toxinas producidas durante las floraciones algales dañinas.”
Mientras tanto, otros expertos de la fuerza de tarea están comprometidos en prevenir las floraciones algales dañinas.
En línea con H2Ohio, la iniciativa integral de calidad del agua de Ohio, investigadores como el Dr. Kevin Czajkowski, profesor distinguido en el Departamento de Geografía y Planificación de UToledo, y el Dr. Kennedy Doro, profesor asociado en el Departamento de Ciencias Ambientales de UToledo, utilizan su experiencia en campos como las tecnologías de teledetección y las aplicaciones ambientales de la geofísica para investigar los usos más efectivos de los humedales que previenen el flujo de nutrientes excesivos a los cuerpos de agua. Las políticas relacionadas con la protección del lago se consideran dentro de la Facultad de Derecho de UToledo, donde Evan Zoldan dirige el Instituto Legal de los Grandes Lagos para apoyar la investigación, mantener publicaciones y patrocinar conferencias sobre asuntos legales, económicos y sociales importantes para los Grandes Lagos.
“Diez años después de la crisis del agua, tengo confianza en que nuestro agua potable en Toledo es segura de toxinas algales”, dijo Bridgeman. “Tenemos tecnología mucho más sofisticada en el lago y en la planta de tratamiento de lo que teníamos en 2014, lo que permite a los servicios públicos tratar el agua de manera proactiva antes de que la microcistina se acerque a un grifo. Aunque nuestra agua del grifo es segura, a veces las floraciones aún impiden que las personas disfruten de la pesca y la recreación en el lago Erie. Es hora de que intensifiquemos los esfuerzos para prevenir las floraciones por completo.”
Para obtener más información sobre cómo UToledo ha estado trabajando para proteger la calidad del agua y la salud del lago Erie para medio millón de personas en la región que dependen de ella para el agua potable, visite utoledo.edu/research/water-quality/.
Referencias
Nicki Gorny, “UToledo, Laboratorio Nacional Investiga Qué Impulsa el Crecimiento de las Floraciones Algales del Lago Erie,” Noticias de UToledo, 13 de junio de 2024, https://news.utoledo.edu/index.php/06_13_2024/utoledo-national-lab-investigate-what-fuels-growth-of-lake-eries-algal-blooms
Christine Billau, “Investigador Recibe Subvención para Estudiar la Eliminación de Toxinas de Floraciones Algales de Fuentes de Agua Potable,” Noticias de UToledo, 3 de octubre de 2016, https://news.utoledo.edu/index.php/10_03_2016/researcher-receives-grant-to-study-removal-of-algal-bloom-toxins-from-drinking-water-sources
Christine Billau, “El Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. Otorga a UToledo 1.4 Millones de Dólares para Desarrollar Nuevas Técnicas para Combatir Algas Tóxicas,” Noticias de UToledo, 13 de mayo de 2021, https://news.utoledo.edu/index.php/05_13_2021/u-s-army-corps-of-engineers-awards-utoledo-1-4-million-to-develop-new-techniques-to-combat-toxic-algae
Christine Billau, “UToledo Otorgado 1.5 Millones de Dólares para Combatir Floraciones Algales en Reservorios y Ríos Usados para Suministro de Agua Público,” Noticias de UToledo, 17 de abril de 2023, https://news.utoledo.edu/index.php/04_17_2023/utoledo-awarded-1-5-million-to-fight-algal-blooms-in-reservoirs-rivers-used-for-public-water-supply
Nicki Gorny, “Sensor de Algas Avanzado Probado en Toledo Resulta Una Herramienta Valiosa para Proteger el Agua Potable,” Noticias de UToledo, 20 de junio de 2024, https://news.utoledo.edu/index.php/06_20_2024/advanced-algae-sensor-tested-in-toledo-proves-valuable-tool-in-protecting-drinking-water
Tyrel Linkhorn, “UToledo Evaluará los Efectos de las Toxinas Algal Aeroportadas en 200 Residentes del Noroeste de Ohio,” Noticias de UToledo, 11 de julio de 2024, https://news.utoledo.edu/index.php/07_11_2024/utoledo-to-evaluate-effects-of-airborne-algal-toxins-in-200-northwest-ohioans
Tyrel Linkhorn, “UToledo Se Asocia con la Universidad de Michigan para Liderar Proyecto de Investigación de los Grandes Lagos,” Noticias de UToledo, 3 de junio de 2024, https://news.utoledo.edu/index.php/06_03_2024/utoledo-partners-with-university-of-michigan-to-lead-great-lakes-research-project
Acerca de la autora
Nicki Gorny es especialista en relaciones con los medios en la Universidad de Toledo, una universidad pública de investigación y centro médico académico en Toledo, Ohio. Se enfoca en compartir las historias de estudiantes y profesores que están logrando avances en áreas de excelencia investigativa, incluyendo la astronomía, la energía solar y la calidad del agua.
Acerca de la Universidad
La Universidad de Toledo es una fuerza regional que impulsa oportunidades de aprender, cuidar, trabajar y jugar. Como una universidad pública de investigación transformadora y centro médico académico en Toledo, Ohio, UToledo ha estado mejorando el bienestar de estudiantes, pacientes, empleados y de la comunidad mayor de Toledo durante más de 150 años. En UToledo, estamos formando a la próxima generación de realizadores. Aquellos que se atreven a hacer lo que otros solo sueñan. Aprenda más en UToledo.edu.
