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El cambio climático presenta nuevos desafíos para el suministro de agua potable

El cambio climático presenta nuevos desafíos para el suministro de agua potable
El embalse de Rappbode en la región de Harz es el embalse de agua potable más grande de Alemania. Crédito: André Künzelmann

El embalse de Rappbode en la región de Harz es el embalse de agua potable más grande de Alemania, y suministra agua potable a alrededor de un millón de personas en áreas que incluyen la región de Halle y la parte sur del estado de Sajonia-Anhalt. 


por la Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemanes


La temperatura del agua en el embalse ahora tiene el potencial de aumentar significativamente debido al cambio climático. Si el calentamiento global promedio alcanza entre 4 y 6 grados para el año 2100, como sugiere la tendencia actual, las condiciones de temperatura en el embalse de Rappbode serán comparables a las del lago de Garda y otros lagos al sur de los Alpes. 

En un artículo de Science of the Total Environment revista, un equipo de investigadores dirigido por el Centro Helmholtz de Investigación Ambiental (UFZ) escribe que los operadores del embalse podrían compensar parcialmente los impactos que esto tendrá en el suministro de agua potable; para hacerlo, tendrían que cambiar la forma en que se encuentra el embalse. gestionado.

Los impactos del cambio climático ya se pueden ver en el embalse de Rappbode: durante los últimos 40 años, la temperatura de la superficie del agua en el embalse ha aumentado alrededor de 4 grados en los meses de verano. Esta tendencia podría continuar, como lo ha demostrado ahora un equipo de investigadores dirigido por el Dr. Karsten Rinke, que investiga los lagos en UFZ. Trabajando sobre la base de un modelo de lago desarrollado por investigadores estadounidenses, el equipo tuvo en cuenta posibles estrategias de gestión de embalses para pronosticar los impactos que el cambio climático podría tener en la temperatura del agua y en la estructura física del lago, que controlan la estratificación y la mezcla estacional del cuerpo. de agua. Su investigación analizó tres escenarios para futuras emisiones de gases de efecto invernadero. Las denominadas «vías de concentración representativas» (RCP) describen si las emisiones de gases de efecto invernadero se detendrán (RCP 2.6), seguirán aumentando (RCP 6.0) o incluso seguirán aumentando sin cesar (RCP 8.5) para 2100.

Para los escenarios RCP 2.6 y RCP 6.0, los autores del estudio proyectaron que la temperatura promedio en la superficie del agua del embalse Rappbode aumentará en 0.09 grados o 0.32 grados respectivamente cada década para el año 2100. Esto correspondería a un aumento total. de alrededor de 0,7 grados (RCP 2,6) y alrededor de 2,6 grados (RCP 6,0) a finales de este siglo. Como se esperaba, el aumento de las temperaturas sería el más alto en el escenario RCP 8.5, que vería la temperatura del agua aumentar en 0,5 grados cada década o aprox. 4 grados para el 2100.

Sin embargo, en lo que respecta al uso de agua potable, lo que ocurre en los estratos más profundos del embalse, es decir, a 50 metros de profundidad o menos, es más grave, ya que aquí es donde se saca el agua cruda antes de ser tratada para prepararla para beber. agua. Es cierto que los impactos para el 2100 serían relativamente menores en los escenarios RCP 2.6 y RCP 6.0, ya que la temperatura del agua continuaría en alrededor de 5 grados durante todo el año. Sin embargo, la temperatura del agua aumentará significativamente en el escenario RCP 8.5, en casi 3 grados para fines de siglo. Como resultado, el agua en las profundidades del depósito se calentaría a alrededor de 8 grados. «Esto convertiría un embalse en las tierras altas más al norte de Alemania en un cuerpo de agua comparable al lago Maggiore o al lago de Garda hoy en día», dice el científico de UFZ Rinke.

«Un aumento de temperatura a 8 grados casi duplica la demanda de oxígeno, es decir, la cantidad de oxígeno que consumen los organismos durante sus procesos de respiración y degradación», dice el autor principal Chenxi Mi, quien se centra en los impactos climáticos en el embalse Rappbode en su doctorado en UFZ. El aumento del consumo de oxígeno ejercerá una presión adicional sobre el presupuesto de oxígeno del agua, porque la duración del estancamiento de verano, la fase de estratificación de temperatura estable en los lagos en los que el agua profunda está cerrada al suministro de oxígeno de la atmósfera, ya se está extendiendo debido al clima. cambio. Además, el agua más caliente tampoco puede absorber tanto oxígeno. Las posibles consecuencias incluyen la disolución intensificada de nutrientes y metales disueltos del sedimento, el crecimiento de algas y un aumento de algas verdiazules.

En otras palabras, el escenario 8.5 tendría impactos en el suministro de agua potable si ocurriera. Los operadores del embalse extraen el agua cruda de los estratos más bajos por una buena razón, ya que el agua allí es fría y contiene solo niveles bajos de sustancias en suspensión, metales disueltos, algas, bacterias y microorganismos potencialmente patógenos. Si el contenido de oxígeno disminuye más rápidamente debido al aumento de la temperatura del agua, el riesgo de contaminación aumenta, por ejemplo, debido a sustancias liberadas del sedimento y mayor crecimiento de bacterias. El tratamiento del agua, por tanto, requeriría un mayor esfuerzo por parte de los operadores, y tendrían que hacer frente a mayores demandas en cuanto a la capacidad de tratamiento que necesitarían reservar. «Esto significa que evitar que las aguas profundas se calienten también vale la pena desde la perspectiva del suministro de agua potable, y la forma ideal de hacerlo son políticas climáticas ambiciosas que limiten el calentamiento», dice Rinke.

Pero los operadores no son completamente impotentes contra el calentamiento del agua profunda en el depósito. Las simulaciones del modelo creadas por el equipo de Rinke muestran que una parte del calor se puede exportar utilizando un sistema inteligente para extraer el agua. Esto tiene que ver con el agua que se libera a las aguas aguas abajo, es decir, el agua que se extrae y se drena al curso de agua debajo del embalse para mantener estables las condiciones de descarga. Esta descarga, denominada corriente abajo, debería retirarse no de los estratos inferiores como hasta ahora, sino de cerca de la superficie.

«Este enfoque permitiría que se liberara nuevamente el calor adicional causado por el cambio climático», explica Rinke. Sin embargo, agrega, sería imposible evitar que el agua profunda se caliente si la temperatura del aire aumenta más allá de los 6 grados. «A pesar de que los operadores han tenido que lidiar más con la escasez de agua debido a los años muy secos que hemos tenido recientemente, es igualmente importante pensar en la calidad del agua . En términos de gestión de embalses, definitivamente tenemos opciones y podemos responder a las nuevas condiciones provocadas por el cambio climático. De esta forma, podemos paliar ciertos impactos negativos a través de medidas de adaptación climática ”.

Los operadores del embalse Rappbode en la empresa Talsperrenbetrieb Sachsen-Anhalt son conscientes de ello. Han estado trabajando en estrecha colaboración con Karsten Rinke y su equipo de investigadores en UFZ durante muchos años para evaluar los impactos del cambio climático y debatieron sobre las posibles opciones para adaptar el embalse Rappbode. El Talsperrenbetrieb ya está planificando nuevas infraestructuras que permitirán implementar las nuevas estrategias de gestión.


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