El uso de sal para descongelar carreteras y estacionamientos se ha disparado en los últimos años. A medida que surgen las consecuencias ambientales, los científicos proponen soluciones creativas.

Si vive, y conduce, en un clima montañoso o del norte, ha visto camiones de carretera esparciendo cargas de sal de roca en las carreteras nevadas para derretir el hielo. Pero, ¿a dónde va la sal?

Gran parte termina en nuestros lagos y arroyos. UNA estudio reciente de 371 lagos en América del Norte - la mayoría en los estados del norte y el sur de Canadá - mostraron concentraciones de cloruro aumentando en más de un tercio. Más de dos docenas estaban avanzando hacia niveles dañinos para la vida acuática. Extrapolado a todos los lagos en las regiones del norte de los Grandes Lagos y el noreste de EE. UU., Alrededor de "7,770 lagos pueden estar experimentando concentraciones elevadas de cloruro, probablemente debido a la escorrentía de sal en las carreteras", concluye el estudio.

Los departamentos de mantenimiento de carreteras de EE. UU. Han estado esparciendo sal en calles y carreteras para derretir la nieve y el hielo desde la década de 1940, pero el uso de sal se disparó con el tiempo: de 0.15 toneladas métricas (0.16 toneladas) por año durante la década de 1940 a aproximadamente 18 millones de toneladas métricas ( 19.8 millones de toneladas) por año hoy. El uso de sal para carreteras es común y está creciendo en Canadá, Europa, Japón, China e incluso Sudamérica. Tanto como 60 millones de toneladas métricas (66 millones de toneladas) pueden aplicarse en todo el mundo cada año. A diferencia de los productos químicos que se descomponen en compuestos menos dañinos, la sal para carreteras persiste y puede permanecer en el agua y el suelo durante años, hasta que finalmente se diluye y se lleva el agua en movimiento.

Investigaciones recientes muestran que en muchas vías fluviales, el cloruro tiene una tendencia ascendente persistente, con el potencial de dañar a las comunidades acuáticas e incluso dañar el agua potable.A pesar del uso cada vez mayor, los efectos de la sal para carreteras en arroyos, lagos y aguas subterráneas se han ignorado en gran medida hasta hace poco. Tan recientemente como en 2014, cuando el biólogo Rick Relyea comenzó a estudiar los efectos de la escorrentía cargada de sal en el Instituto Politécnico Rensselaer, “el mundo de la ciencia no prestó mucha atención a los impactos de la sal de las carreteras en el agua”, dice. "Ahora estamos prestando mucha más atención".

Investigaciones recientes muestran que en muchas vías fluviales, el cloruro tiene una tendencia ascendente persistente, con el potencial de dañar a las comunidades acuáticas e incluso dañar el agua potable.

Ni Relyea ni otros investigadores sugieren que las cuadrillas de salazón en las carreteras deban sacrificar la seguridad pública por el bien de arroyos y lagos saludables, pero dicen que hay formas de reducir el uso de sal sin afectar el mantenimiento de las carreteras en invierno.

La misma sal vieja

Para derretir el hielo y evitar la acumulación de hielo nuevo en las carreteras de invierno, los equipos de carreteras aplican sal. En los EE. UU., El uso de sal es más intenso en el medio oeste, la región de los Grandes Lagos, Nueva Inglaterra, Alaska y los Apalaches del norte. La sal de carretera es principalmente cloruro de sodio, el mismo material que se rocía sobre los alimentos, pero en forma granular gruesa. Cuando se disuelve en lodo, baja el punto de congelación y hace que el hielo se derrita. Por la misma razón, la sal se esparce en aceras y estacionamientos.

Alternativas más caras, como cloruro de magnesio y cloruro de calcio, funcionan mejor a temperaturas inferiores a 15 ° F (–9.4 ° C). "Pero todavía tienen cloruro, por lo que'no son mejores para el medio ambiente ", dice brooke asleson, gerente de proyectos de cuencas hidrográficas del área metropolitana de la Agencia de Control de la Contaminación de Minnesota (MPCA).

El cloruro es el componente de la sal que más preocupa a la vida acuática. Se ha demostrado que el cloruro es benigno en concentraciones bajas, pero a medida que aumentan las concentraciones, la sal puede matar al plancton, perturbar las comunidades acuáticas, aumentar la proliferación de algas y atrofiar a los peces. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos ha establecido un umbral a largo plazo para la vida acuática de 230 miligramos por litro. La pauta de Canadá para la exposición a largo plazo es de 120 mg / litro. (A modo de comparación, el agua de mar tiene una concentración de cloruro de casi 20,000 mg / litro).

"Solo ese contraste te hace darte cuenta de que no'"Tengo una buena idea de qué concentraciones realmente están dañando nuestro medio ambiente", dice Hilary Dugan, profesora asistente en el Centro de Limnología de la Universidad de Wisconsin-Madison y autora principal del estudio de los lagos de América del Norte, publicado esta primavera en el Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias.

En muchos casos, los umbrales de EE. UU. Y Canadá ya se están superando. Mantener el agua dulce "fresca", según el artículo de Dugan, "es de vital importancia para proteger los servicios de los ecosistemas que proporcionan los lagos de agua dulce, como agua potable, pesca, recreación, irrigación y hábitat acuático".

Peaje en vías navegables

El artículo de Dugan rastrea las concentraciones de cloruro a largo plazo en los lagos de América del Norte con registros detallados disponibles. La mayoría se encontraba en lo que los investigadores llamaron la "Región de los Lagos de América del Norte", que incluye Connecticut, Maine, Massachusetts, Michigan, Minnesota, New Hampshire, Nueva York, Ontario, Rhode Island, Vermont y Wisconsin.

Los niveles medios de cloruro oscilaron entre casi ninguno y 240 mg / litro, por encima de los estándares de EE. UU. Y Canadá. Aproximadamente el 10 por ciento en la región de los lagos excedió los 100 mg / litro. Y quizás lo más preocupante, un poco más de un tercio de los lagos en general mostraron tendencias ascendentes persistentes en las concentraciones de cloruro.

Dugan atribuye el aumento de los niveles a factores como más carreteras, carreteras más grandes, más tráfico y más estacionamientos. Los lagos con mayor concentración de cloruro a largo plazo fueron aquellos con mayor proporción de superficies impermeables, como carreteras y estacionamientos, en sus cuencas. Pero no se necesitó mucho, tan solo el 1 por ciento de la superficie de la carretera dentro de medio kilómetro (tercio de milla) del cuerpo de agua. “Fue un porcentaje sorprendentemente pequeño de superficie impermeable lo que provocó aumentos a largo plazo en el cloruro”, dice Dugan. "No estoy seguro de que alguien esperara que ese porcentaje fuera tan bajo". Según su estudio, el 27 por ciento de los grandes lagos en los Estados Unidos tienen más del 1 por ciento de superficies impermeables cercanas.

Gran parte de la sal se escurre por estas superficies poco después de su aplicación o con el derretimiento primaveral. Pero una parte se filtra en el suelo, creando un "depósito de cloruro", dice Dugan. "Incluso si dejamos de aplicar sal para carreteras hoy,'Existe una alta probabilidad de que los niveles de cloruro [en los lagos] continúen aumentando durante un tiempo a medida que algunos de esos cloruros se eliminan del suelo ".

El panorama general de Dugan en las plazas de los lagos de América del Norte con Asleson's análisis de grano más fino de las Ciudades Gemelas de Minnesota, en las que 19 lagos superan actualmente el estándar de calidad del agua para el cloruro. Y las concentraciones de cloruro estaban aumentando en la mayoría de los lagos de Twin Cities.

“Cuando tiene un área de cuenca hidrográfica que tiene una densidad de caminos del 18 por ciento o más [en toda la cuenca], es donde es más probable que vea problemas de calidad del agua debido a la sal de deshielo invernal”, dice Asleson.

Cascadas tróficas

Si bien el cloruro aún no está envenenando nuestras vías fluviales, el cloruro tiene el potencial de cambiar las comunidades acuáticas, frenar el crecimiento de los peces, ayudar a las especies exóticas e incluso afectar el turismo.

Rick Relyea es director de Rensselaer's Proyecto Jefferson en Lake George, un profundo y claro dedo de agua de 32 millas (51.5 kilómetros) de largo en el norte de Nueva York. Relyea y sus colegas monitorean el lago y realizan experimentos en hábitats artificiales para determinar los efectos del cloruro y otros componentes de las sales en la vida acuática.

Las altas concentraciones de sal en las carreteras indujeron una "cascada trófica", reduciendo el zooplancton y produciendo un aumento en su alimento, el fitoplancton, que parecía prosperar en la alta salinidad.“Cuando alguna actividad como la sal de carreteras daña una especie, normalmente no es el final de la historia”, dice Relyea. "Afecta indirectamente a muchas otras especies".

En el estudio de Relyea, las altas concentraciones de sal en las carreteras indujeron una "cascada trófica", reduciendo el zooplancton y produciendo un aumento en su alimento, el fitoplancton, que parecía prosperar en la alta salinidad.

El equipo de Relyea también descubrió que la exposición a la sal impulsó la evolución del zooplancton hacia la tolerancia a la sal. “Esas poblaciones de zooplancton que fueron derribadas por mucha sal en realidad se recuperaron y empezaron a hacerlo realmente bien”, dice. Esa tolerancia se transmitió a las generaciones posteriores. “Ese es realmente el mensaje esperanzador”, dice. "Eso'No es que debamos ignorar el problema. Eso'Espero que podamos ganar algo de tiempo hasta que resolvamos el problema ".

En otro estudio, los renacuajos criados en agua salada se convirtieron en ranas machos en lugar de hembras a una tasa un 10 por ciento mayor de lo esperado. El equipo no comprende el mecanismo subyacente, dice Relyea, pero "la explicación es claramente que hemos convertido a algunas de las hembras en machos anatómicos mientras que son renacuajos".

Relyea descubrió que los niveles de sal en el lago George están aumentando, pero aún son demasiado bajos para afectar la vida acuática. Los arroyos en la cuenca son una historia diferente. Las concentraciones de cloruro aumentan a niveles 100 veces mayores que las que se encuentran en los lagos, y permanecen altas durante el año a medida que el cloruro se filtra del suelo. "Ese'Probablemente sea cierto en todo el norte de EE. UU. y Canadá ”, dice Relyea.

Otra investigación ha demostrado que la sal puede afectar el crecimiento de la trucha. El cloruro de calcio tuvo el mayor efecto de las sales de carreteras comunes, en concentraciones de cloruro de 860 a 3,000 mg / litro. El efecto fue mayor en la concentración más alta, reduciendo el peso de la trucha arco iris en más del 30 por ciento. "Si crece más lentamente, puede ser más susceptible a los depredadores, le tomará más tiempo ser reproductivo, pondrá menos huevos", dice Relyea. "El crecimiento de un pez lo es todo".

El uso elevado de sal también puede causar problemas a los humanos. Relyea dice que el sodio en la sal puede desencadenar la liberación de otros metales del suelo que corren hacia las vías fluviales. El calcio liberado puede favorecer a algunas especies sobre otras. “Ahora le facilita las cosas a algunas especies invasoras, como las almejas asiáticas, los mejillones cebra, varios caracoles, les facilita la tarea de establecerse si alguna vez llegan a su lago”, dice.

La sal para carreteras también daña y mata la vegetación, aunque los efectos se concentran a 200 pies de las carreteras.

El uso elevado de sal también puede causar problemas a los humanos. La sal se filtra en las aguas subterráneas, elevar la salinidad del agua potable. En Madison, Wisconsin, donde vive Dugan, "That'una gran preocupación para los municipios y las plantas de tratamiento de agua ”, dice. Y de acuerdo con una investigación de la EPA y el Servicio Geológico de EE. UU., El alto contenido de cloruro aumenta la corrosión del plomo venenoso de viejas tuberías de agua.

Soluciones bajas en sal

Los investigadores han experimentado con sustitutos de la sal, como el jugo de remolacha, que reduce la temperatura de congelación y derrite el hielo a medida que el azúcar que contiene se disuelve en la carretera. Pero el azúcar es un fertilizante que alimenta el crecimiento de algas.

“En la mayoría de los lagos, ya tenemos suficientes nutrientes, particularmente en lagos claros e infértiles. Ellos'Será más verde y menos transparente y menos agradable estéticamente para la mayoría de las personas ”, dice Relyea. “Cuanto menos transparente se vuelve el agua, menos valiosa es la atracción para los turistas y menos ingresos llegan a las comunidades”.

Muchos estados regular el almacenamiento de sal en las carreteras. Pero muchos no lo hacen. Y ninguno regula específicamente la aplicación de sal para carreteras, dice Asleson. En cambio, se anima a los departamentos de mantenimiento de carreteras a utilizar las mejores prácticas de gestión. New Hampshire ofrece una programa voluntario de certificación y formación para aplicadores privados que mantienen grandes superficies como estacionamientos. Asimismo, Canadá ha desarrollado una "código de Prácticas" para uso de sal en carreteras.

La MPCA ha creado una herramienta basada en la web para los departamentos de obras públicas y otros profesionales del mantenimiento invernal para ayudar a evaluar sus propios programas, desde pequeños detalles (¿sobrellenan sus camiones de sal y arena?) Hasta grandes problemas (¿almacenan sal en el exterior? ). "Nosotros'Hemos analizado todos los aspectos que pudimos con este grupo central de expertos en mantenimiento invernal para encontrar todas las oportunidades posibles para reducir el uso de sal ”, dice Asleson.

Asleson cree que el mayor cambio para usar menos sal es cambiar a soluciones líquidas. La salmuera se esparce más uniformemente, se queda quieta y comienza a trabajar inmediatamente porque la sal ya está en solución. Como resultado, rociar salmuera líquida es más efectivo con menos sal. Asleson dice que las ciudades que han cambiado a camiones cisterna han reducido el uso de sal hasta en un 70 por ciento y han reembolsado su inversión en equipos en uno o dos años.

En el norte de Nueva York, dice Relyea, los gobiernos locales han estado adoptando los llamados arados de borde vivo. La hoja del arado, en lugar de ser sólida, está dividida en secciones cortas que se mueven de forma independiente y que siguen los contornos de la carretera y eliminan mejor la nieve y el hielo. Eso deja menos hielo para ser eliminado por productos químicos, lo que reduce el uso de sal. "Todavía tienes sal, pero no'sal tanto ”, dice.

“El tema de la sal es biológicamente muy complejo, pero creo que ha motivado a la gente a pensar en cómo podemos tener carreteras seguras y ecosistemas saludables al mismo tiempo”, dice Relyea. “Si las comunidades pudieran tener la capacidad a través de la tecnología para comprar menos sal, poner menos sal menos veces, pagar menos tiempo al conductor del camión y ayudar a sus lagos que son grandes atracciones turísticas, realmente puede ser beneficioso para todos los involucrados. En realidad, no se trata de poner la salud de los ecosistemas en contra de la seguridad pública ".

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