Efectos de los derrames sobre la vida marina

Efectos de los derrames de hidrocarburos

Efectos sobre la vida marina

Contaminación física y asfixia:

Los residuos persistentes de hidrocarburo derramado y emulsiones de agua en hidrocarburo pueden provocar en los organismos desde sofocamiento hasta muerte debido a la inhibición de las funciones normales de alimentación, respiración y movimiento. Esto afecta principalmente a aquellos organismos que entren en contacto con la superficie contaminada del mar, incluyendo mamíferos marinos y reptiles, aves que se alimentan buceando o en grupos sobre la superficie, la vida marina costera, y animales y plantas cultivados y almacenados en áreas afectadas por la marea.

Toxicidad:

La toxicidad se mide en función del tiempo de exposición y concentración de una sustancia requeridos para causar un cierto nivel de efectos. Los componentes más tóxicos de un hidrocarburo son aquellos que, aún teniendo la mayor solubilidad en agua, se pierden rápidamente por evaporación cuando ocurre un derrame. Es por eso que es poco frecuente que concentraciones letales de componentes tóxicos produzcan una gran mortalidad en la vida marina, siendo casos muy puntuales, de corta duración, y probablemente asociados a derrames de productos livianos refinados o crudo fresco. Los organismos que presentan más riesgo de ser afectados son animales y plantas que viven en áreas de poco intercambio de agua o con condiciones especiales, tales como la incorporación de hidrocarburo crudo en sedimentos estables, causando altas concentraciones de componentes tóxicos que persisten por períodos mayores a los normales. Los mamíferos marinos y las aves son especialmente susceptibles a padecer problemas pulmonares al entrar en contacto con derrames de hidrocarburos con alta tasa de evaporación.
Se ha demostrado experimentalmente que existen también efectos subletales, producidos por una prolongada exposición a una concentración de hidrocarburo o sus componentes menor que la que provocaría la muerte, que afectan seriamente a la capacidad de los organismos marinos de reproducirse, crecer, alimentarse o desarrollar otras funciones.

Acumulación e impregnación:

Los organismos marinos naturalmente acumulan sustancias en sus cuerpos que aparecen en bajas concentraciones en el agua circundante. Este mecanismo vital para plantas y animales puede llevar también a la incorporación de componentes de hidrocarburos. Es por ello que organismos que se alimentan filtrando el agua marina tales como ostras, mejillones y almejas son especialmente susceptibles a estos efectos.

Interacción entre el hidrocarburo y los sistemas biológicos:

Naturalmente existen fluctuaciones en el número de individuos de las poblaciones de plantas y animales debido a cambios en las condiciones ambientales. Las poblaciones de diferentes especies adaptadas a un hábitat particular, se encuentran en una situación de equilibrio mantenido principalmente por las relaciones tróficas. Así, la composición y estructura etaria de las distintas poblaciones dentro de un hábitat marino particular, lejos de ser constantes, se hallan en un estado de equilibrio dinámico.
Esas fluctuaciones naturales hacen, en algunos casos, difícil evaluar los efectos reales de un derrame de hidrocarburo.
La capacidad de plantas y animales de sobrevivir a la contaminación por hidrocarburo puede variar, no solo debido a diferencias inherentes entre especies sino también a la influencia de otras tensiones como puede ser la ocurrencia de un derrame durante la época reproductiva de una especie dada.
Los mecanismos de protección adoptados por diferentes especies para sobrevivir periodos de stress natural pueden ser buenos en el caso de un derrame de hidrocarburo, como son la inmovilidad y el cierre de valvas, la protección en refugios o el aislamiento de si mismos frente a las condiciones adversas del ambiente circundante.
Las especies varían en su capacidad de recuperación luego de un derrame: las especies abundantes con etapas juveniles móviles producidas regularmente en grandes cantidades pueden repoblar un área con mayor rapidez cuando se reestablecen las condiciones previas al derrame, a diferencia de especies de larga vida que maduran lentamente y tienen tasas reproductivas bajas. Se ha observado que las tasas de recuperación es mayor en regiones tropicales que en ambientes fríos.
Asimismo las diferentes fases de crecimiento de una especie pueden variar significativamente en cuanto a la tolerancia y reacción frente a la contaminación por hidrocarburos, siendo los huevos y las larvas más susceptibles que los adultos. Sin embargo, muchas especies marinas producen un gran número de huevos y larvas para sobrevivir a las pérdidas naturales consecuencia de la predación, condiciones ambientales adversas o falta de hábitat o alimento adecuados. Este hecho hace que ante una pérdida local de huevos o larvas causada por un derrame puntual, no tenga necesariamente un efecto significativo en el tamaño de las poblaciones adultas futuras, aunque esto dependerá también de la magnitud del derrame y del área afectada y de la distribución de las especies en cuestión. Esta posibilidad no debe ser tomada de ninguna manera como excusa para disminuir la prevención o la mitigación de un posible siniestro.
Es importante destacar en cuanto a la capacidad de restablecer las características de un ambiente luego de un derrame, que la degradación del hábitat producida por estas tareas puede ser más destructiva a largo plazo que la pérdida de la vegetación por el derrame mismo.
La existencia de una capa de hidrocarburo en la interfase agua-aire trae como consecuencia la perturbación de los intercambios gaseosos, especialmente el intercambio oxígeno-agua. Asimismo se modifican las propiedades físicas del medio, como la tensión superficial, pH, potencial de óxido-reducción y temperatura.
El petróleo crudo y el refinado son substancias complejas constituidas por cientos de compuestos químicos, muchos de los cuales son tóxicos para la vida marina y pueden inducir efectos letales y subletales muy serios. Dos tipos de dichos compuestos químicos son los alcanos e hidrocarburos aromáticos. Entre ellos, los Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP) constituyen un grupo principal de contaminantes debido a su potencial bioacumulativo, persistencia y toxicidad. Asimismo son carcinógenos, contribuyendo a una amplia gama de problemas de salud humana y enfermedades en los organismos acuáticos. Los HAP se bioacumulan por transferencia de la cadena alimenticia y se enlazan al material orgánico en los sedimentos. Asimismo, el petróleo contiene numerosos componentes tales como nitrógeno, sulfuros y varios metales pesados que finalmente afectan a los animales.
Los derrames de petróleo producen efectos negativos en los mamíferos marinos:

-Por vía inhalatoria
Los hidrocarburos aromáticos contenidos en el petróleo (como xilenos, bencenos y toluenos), tienen efectos muy diversos, que van desde una irritación del epitelio respiratorio a nivel local, hasta graves problemas como inflamación, congestión y hemorragias pulmonares en caso de una inhalación severa de las emanaciones tóxicas. La absorción de estos compuestos volátiles, facilitada por la presencia de lesiones del parénquima provocadas por parásitos pulmonares, puede producir lesiones sistémicas a nivel hepático, renal y del sistema nervioso central.

- Por vía gastrointestinal
La ingestión de petróleo genera irritación y destrucción de epitelios esofágico, gástrico e intestinal, produciendo a su vez una alteración en la motilidad gastrointestinal y los consecuentes síndromes de maldigestión y mala absorción. En casos más graves pueden producirse gastroenteritis y gastroenteritis hemorrágicas. Las úlceras gástricas producidas por nematodos (tipo anisakis sp.), facilitan que las lesiones descriptas incrementen su gravedad.
La absorción gastrointestinal de los componentes del petróleo produce daños sistémicos importantes a nivel hepático, renal y del sistema nervioso central. Se han observado focas mostrando depresión/excitación, natación errática, desequilibrios locomotores, como resultado de la afectación del sistema nervioso central por las mareas negras.
Los metabolitos producto de la degradación del petróleo que no pueden ser expulsados por orina o heces, terminan acumulándose en diferentes partes del organismo de los animales, con efectos a largo plazo. Si bien son necesarias investigaciones más profundas sobre los efectos crónicos de la acumulación de estas substancias en el organismo de tortugas y mamíferos marinos, pero parecen afectar negativamente a los sistemas inmunitario y reproductor.

-Por contacto con la piel y mucosa
La impregnación externa con petróleo genera lesiones sobre la piel de delfines, focas y tortugas marinas. Esto afecta principalmente a las focas, ya que su mecanismo termorregulador no depende solo de su capa de grasa sino también, de la presencia del pelo. Así pueden generarse efectos opuestos como una hipotermia (por la imposibilidad de retener el calor corporal) o bien, una hipertermia (por la imposibilidad de eliminarlo).
El contacto directo del petróleo con las mucosas producirá en éstas una irritación, afectando con mayor gravedad a nivel ocular, pudiendo generar lesiones que van desde el simple lagrimeo hasta las graves úlceras corneales, pasando por los diferentes grados y tipos de conjuntivitis y el blefaroespasmo.

En tal sentido Simmonds y Hutchinson (1992) describen que si bien algunos delfines podrían detectar el petróleo en la superficie del mar, gracias a su sistema de ecolocalización, éstos no saben que es peligroso. Por lo que una vez en la mancha, el petróleo puede penetrar por el respiradero y por la boca, provocándoles una intoxicación directa, lo que muestra que los cetáceos pueden ser sumamente susceptibles a este tipo de polución. La gravedad de las alteraciones que el petróleo ocasione a estas especies estará función, fundamentalmente, del mayor o menor grado de contacto del crudo con los animales.
En cuanto al impacto de un derrame de hidrocarburos sobre las aves, podemos mencionar que este grupo es particularmente susceptible a la contaminación por hidrocarburo al congregarse en grandes bandadas en el mar o las costas para alimentarse, aparearse o mudar su plumaje. La ingestión de hidrocarburo por las aves al acicalar su plumaje puede ser letal. Sin embargo, la causa de muerte más frecuente es por asfixia, hambre o pérdida de calor corporal por el empaste del plumaje con hidrocarburo haciendo que dicho plumaje pierda sus propiedades impermeables y aislantes.
Los derrames de hidrocarburos afectan principalmente a aquellas especies de aves que son longevas, maduran tardíamente y tienen tasas reproductivas bajas, impidiendo su rápida recuperación.

Efecto sobre actividades antrópicas

Impacto sobre actividades recreacionales:

Debido al impacto visual que producen, los derrames de hidrocarburos afectan en gran medida al turismo causando preocupación en el público y en propietarios de hoteles y restaurantes e interfiriendo en actividades recreacionales tales como natación, velerismo, pesca, submarinismo y avistaje de fauna. Los hidrocarburos persistentes y sus residuos son los que causan mayor preocupación.
La rápida recuperación de las áreas afectadas por un derrame requiere de técnicas de limpieza altamente efectivas pero que pueden resultar muy dañinas a la vida marina local y modificar de manera significativa el ambiente.

Impacto sobre la Industria:

Los derrames de hidrocarburos pueden también afectar adversamente a aquellas industrias que dependen de agua de mar para sus operaciones normales, tales como centrales hidroeléctricas o plantas desalinizadoras, que bombearían cantidades importantes de hidrocarburo a través de las tomas de agua. También puede ser afectada la actividad de astilleros y puertos como resultado de un derrame y de las tareas de limpieza, interfiriendo en el tránsito de buques, generando retrasos y contaminación directa de los muelles, cabos de amarre y cascos de embarcaciones. También pueden verse interrumpidas otras actividades normales de puerto tales como servicios de ferry, operaciones de esclusas y remolque, y actividades que puedan implicar un riesgo de incendio, especialmente luego del derrame de un hidrocarburo muy liviano u otro material inflamable.

Impacto sobre Pesquerías y Acuicultura:

Un derrame de hidrocarburo puede dañar directamente las embarcaciones y equipo utilizado para la captura y cultivo de especies marinas: equipo flotante, trampas fijas, redes, cabos de remolque, rastras de fondo, entre otros. También pueden registrarse disminuciones en las capturas de peces, moluscos y otros organismos marinos, ya sea por una disminución en el esfuerzo de pesca como por la mortalidad causada por la contaminación física con hidrocarburo derramado en aguas poco profundas. La existencia de peces y mariscos puede ser afectada a largo plazo también si el derrame afecta a huevos y larvas.
Las especies cultivadas, tales como peces, moluscos y algas marinas, tienen un mayor riesgo después de un derrame, y el manchado del equipo de cultivo puede convertirse en una fuente de componentes de hidrocarburo y contaminación de los organismos.
Comparativamente es más fácil cuantificar la mortalidad producida por un derrame en una especie cultivada de un tamaño conocido que de una población que existe libremente en la naturaleza.
Luego de un derrame de hidrocarburo puede ocurrir la pérdida de confianza en el mercado, por lo que resulta necesario realizar pruebas de calidad de aquellos productos obtenidos en la región del derrame. Dichas pruebas deben ser realizadas en forma subjetiva y por personal calificado que asegure estadísticamente que los productos son confiables. Asimismo pueden establecerse vedas controladas, en tiempo y espacio, sobre la pesca y cosecha de productos marinos con el objetivo de mantener la confianza en el mercado, evitar la contaminación de los equipos de pesca y captura, y permitir continuar con el desarrollo de la actividad cuando esto fuese posible.
El uso de dispersantes, o el hundimiento deliberado del hidrocarburo flotante no es recomendable en pesquerías o acuicultura debido al riesgo de impregnación por químicos o gotas de hidrocarburo disperso sobre los organismos cultivados.

Efectos de los fuel oils pesados sobre la vida salvaje

Luego de derrames accidentales de fuel oils pesados, los componentes más livianos y volátiles se perderán por evaporación, disolución y biodegradación. La fracción hidrosoluble, que puede contener hidrocarburos aromáticos y componentes polares, será responsable de los efectos tóxicos en los organismos. La fracción pesada remanente quedará atrapada en el sustrato o en los sedimentos. Los residuos alquitranados persistirán por muchos años en los sedimentos con posible resuspensión y un impacto continuo en los organismos bentónicos.
Distintos estudios de laboratorio han evaluado los efectos subletales de fuel oil pesado en organismos acuáticos. Algunos de estos efectos se detallan a continuación:

Se observó reducción en los niveles de glucosa en sangre y leve daño en la morfología de las agallas o branquias luego de la exposición de trucha arco iris (Salmo gairdneri) con hasta 200 mg/l de Fuel Oil Pesado (también llamado Bunker C o Fuel Oil Pesado nº 6) por 96 horas (McKeown, B.A. and March, G.L., 1978). El efecto de este hidrocarburo aumentó de manera significativa al mezclarlo con un dispersante.
Cyprinodon variegatus (especie de pez conocida como papalote)expuesto a Bunker C mostró diferencias en la tasa respiratoria y una depresión en el consumo de oxígeno (Anderson, J.W. et al, 1974).
El período entre mudas para juveniles del cangrejo bayoneta (Limulus polyphemus) mostró un aumento lineal con una exposición a concentraciones crecientes de Bunker C (Strobel, C.J. and Brenowitz, A.H., 1981).
Las ostras americanas (Crassostrea virginica) mostraron la habilidad de cerrar sus caparazones para minimizar la exposición al Bunker C (Anderson, R.D. and Anderson, J.W., 1976).
Estudios realizados con coral, anémonas marinas y una especie de zoántidos fueron desarrollados sumergiendo los animales directamente en el hidrocarburo por un periodo de tiempo y luego vueltos a agua limpia (Wicksten, M.K., 1984; Reimer, A.A., 1975; Reimer, A.A., 1975; Birkeland, C. et al, 1976). Ciertas especies de coral pueden sobrevivir a cortas exposiciones (de 5 a 30 minutos) al Bunker C (Reimer, A.A., 1975). Bunker C parece afectar el comportamiento de alimentación de los zoántidos Palythoa variabilis, ya que los animales no pueden discriminar entre partículas inertes y partículas químicamente activas por algún tiempo luego de ser expuestos (Reimer, A.A., 1975). Las secreciones mucosas producidas por estas especies marinas pueden estar reduciendo el impacto del hidrocarburo.
Altos niveles de hidrocarburos fueron encontrados en las agallas, hígado y riñones de truchas arco iris (Salmo gairdneri) expuestas a Bunker C con cloro marcado (McKeown, B.A. and March, G.L., 1978). Un aumento en veinte veces en los niveles fue observado cuando se utilizó un dispersante en combinación con el Bunker C.
Los niveles de hidrocarburos en mejillones (Mytilus edulis) aumentaron rápidamente por 60 días después del derrame y luego rápidamente disminuyeron (Lee, R.F. et al, 1981; Boehm, P.D. et al, 1982). Un año después del derrame, las concentraciones en tejidos permanecieron elevadas en relación a los niveles basales, observándose probablemente una degradación preferencial de los n-alcanos en los tejidos.
La almeja Macoma balthica mostró un rápido pero modesto incremento en los niveles de hidrocarburos después del derrame del Tsesis. A diferencia del mejillón, se observó una ligera depuración, posiblemente debido a la reintroducción of partículas con petróleo de los sedimentos bentónicos (Boehm, P.D. et al, 1982). Un efecto similar fue observado con la almeja Mya arenaria luego del derrame del Arrow en Chedabucto Bay (Vandermeulen, J.H. et al, 1977).
En general, las especies litorales y supralitorales son las que probablemente se ven más afectadas inicialmente por el hidrocarburo, pero es en estos organismos en que se ha observado la recuperación más rápida (Linden, O. et al, 1979; Geyer, R.A., 1980; Thomas, M.L.H., 1978; Thomas, M.L.H., 1973; Chan, G.L., 1974; Chan, G.L., 1972). Después de la colisión de un buque tanque y derrame en la Bahía de San Francisco, se estimó que entre 4,2 y 7,5 millones de invertebrados intermareales fueron cubiertos por hidrocarburo (Chan, G.L., 1977). Tres años después del derrame, la tasa de reclutamiento para muchas especies volvió a ser normal, aunque la diversidad de especies se vio impactada. Organismos altamente móviles son más capaces de recolonizar el área afectada por el derrame que animales de baja movilidad. (Geyer, R.A., 1980; Notini, M., 1978).
Se ha observado la ingestión de gotas de hidrocarburo por el zooplancton y la incorporación de hidrocarburo en los pellets fecales (Johansson, S. et al, 1980; National Research Council, 1985; Soule, D.F. et al, 1978). Debido a esto la biomasa de fitoplancton de la columna de agua y la producción primaria pueden llegar a aumentar después de un derrame de fuel oil pesado (Linden, O. et al, 1979; Kineman, J.J. et al, 1980). Luego del derrame del buque tanque liberiano Arrow en la Bahía Chedabucto, Nueva Escocia en 1970, el 10% del hidrocarburo fue asociado con el zooplancton y el 20% del hidrocarburo remanente fue conducido a los sedimentos del fondo como pellets fecales.
No se observó ningún impacto en peces luego de derrames, posiblemente debido a su capacidad de evitar el área impactada.
Los organismos bentónicos son los más susceptibles a los efectos de largo plazo luego de un derrame. Diez meses después del derrame del Tsesis, no se observó ningún signo de recuperación de los organismos bentónicos (Linden, O. et al, 1979). Los resultados de este estudio mostraron que los sedimentos más profundos del fondo suave y su vida acuática residente son más vulnerables a estos hidrocarburos que otros sistemas.
Los únicos estudios terrestres de fuel oil pesados que pudieron ser ubicados tienen relación con el impacto sobre marismas salinas representativas. La estación del año influyó fuertemente en el grado de daño observado. Spartina alterniflora empetrolada en los meses de invierno luego del derrame del Arrow no mostró efectos en los meses de primavera cuando las raíces de las plantas penetraron el hidrocarburo (Wolfe, D.A., 1977). Durante el verano, el calentamiento y la removilización subsiguiente del hidrocarburo llevó a un aumento en la exposición. Al año siguiente, solo recuperó totalmente un número reducido de plantas. Esto ha sido observado en otras localidades, con altas mortalidades durante el primer año después del derrame, con una recuperación recién a los dos años y un crecimiento normal de la población recién después de cinco años (Baker, J.M. et al, 1993; Thomas, M.L.H., 1978; Roland, J.V. et al, 1977; Webb, J.W. et al, 1981).
Está bien documentado el empetrolamiento de aves y cubrimiento de plumas por el residuo de alquitrán luego de derrames (Smail, J. et al, 1972). Se han realizado estudios de laboratorio para evaluar el efecto de la contaminación por hidrocarburo en la capacidad de eclosión de los huevos.
El tratamiento de huevos de pato silvestre (Anas platyrhynchos) con 5 μl o más de Bunker C aplicados a la cáscara mostró una rápida reducción en la supervivencia y éxito de eclosión reducido a un 36% (Szaro, R.C., 1979; Green, J. and Trett, M.W., 1989). Los patos nacidos de huevos cubiertos con hidrocarburo, sin embargo, no mostraron diferencias significativas en el peso respecto de los controles. También se registró una reducción significativa en el éxito de eclosión en los huevos de pelícano marrón (Pelecanus occidentalis) luego de un derrame de Bunker C en relación a huevos no contaminados (Green, J. and Trett, M.W., 1989).
Huevos de codorniz contaminados con Bunker C por vía materna mostraron una reducción en la producción de huevos y en la viabilidad de los mismos (NAP, 1985; Wootton, T.A. et al, 1979). Patos silvestres expuestos a Bunker C por aplicaciones en la molleja mostró una disminución en el peso corporal con la exposición a concentraciones crecientes (Rocke, T.E. et al, 1984). La ingestión de Bunker C por estos patos también causó un aumento significativo en el porcentaje de mortalidad al exponerse a Pasteurella multocida, un patógeno. Basados en este estudio, las aves que sobreviven al cubrimiento inicial con fuel oil pesados pueden tener disminuida su resistencia a enfermedades o a perturbaciones ambientales.

Fuente: Heavy fuel oils. Prepared by CONCAWE’s Petroleum Products and Health Management Groups. Product dossier no. 98/109.

Impacto de actividades de prospección sísmica

El impacto de actividades prospección sísmicas se produce en varios niveles, sintetizados en el siguiente cuadro extraído de Aguilar de Soto, N. y Hernández, A. “Cetáceos, Pesca y Prospecciones Petrolíferas en las Islas Canarias”. Informe Técnico. Universidad de la Laguna, Tenerife, Islas Canarias, España, citado como “modificado de Gordon et al, 1998”:

Daños físicos:

Daños a tejidos corporales.
Daños graves a las estructuras auditivas.
Cambio permanente del umbral de sensibilidad (reducción irrecuperable de la sensibilidad auditiva a ciertas frecuencias).
Cambio temporal del umbral de sensibilidad (reducción recuperable de la sensibilidad auditiva).

Daños perceptivos:

Solapamiento y ocultación de sonidos biológicos relevantes por ruidos de origen antrópico, incluyendo sonidos comunicativos, ecolocalización (sonar altamente especializado) y sonidos asociados evitación de predadores o colisiones con embarcaciones.

Efectos comportamentales:

Interrupción de comportamientos normales, por ejemplo alteración de ritmos respiratorios y de inmersión, alejamiento de ciertas áreas, etc. Estos efectos se dan incluso a varios km de la fuente de emisión (hasta 73 km dependiendo de la especie, correspondiendo a niveles de presión acústica recibida entre 125 y 133 dB re. 1 µ PA).
Cambio de rutas migratorias para evitar la cercanía de los barcos de prospección.

Efectos crónicos:

Stress con consecuencias de inmunodepresión y reducción de viabilidad reproductiva. Incremento del gasto energético.
Repercusiones poblacionales a largo plazo: Insuficientemente conocidas debido a la falta de estudios dedicados a lo largo de un período suficiente de tiempo.

Efectos indirectos:

Reducción en la disponibilidad de presas y por tanto de la actividad trófica.
Pérdida de calidad del hábitat: En un medio acuático con capacidad de transmitir el sonido cinco veces mayor que en el aéreo, dos de las medidas más importantes de la calidad de hábitat son la contaminación química y la contaminación acústica (ICES, 2000)