«Agua nueva» para Acuicultura: remodelan la toma de agua de mar del CICESE


Tras 24 años, renuevan todo el sistema, con obra emblemática para este centro



Ciencias del mar y de la Tierra

Se dice fácil, pero gracias a esta emblemática infraestructura de apoyo se habían podido concretar 250 proyectos de investigación en el CICESE hasta finales de 2020, 350 tesis de maestría y 55 de doctorado, más de 800 publicaciones, cuatro patentes y 11 más en proceso de otorgamiento, entre otros productos académicos.

Hablamos del sistema de bombeo de agua de mar que opera en este centro de investigación desde 1998, y que ha permitido experimentar con organismos marinos vivos (erizo de mar, ostión, pulpo, abulón, langosta, totoaba, lenguado, jurel, pargo, botete, pez payaso, camarón, tiburones y microalgas, entre otros) para buscar innovaciones tecnológicas y científicas que puedan ser transferidas a los sectores social, salud y alimentario.

Un sistema que, tras 22 años de estar funcionando (sin el mejor de los mantenimientos, hay que reconocerlo, por falta de recursos), a punto estuvo de colapsar en 2020 y que, con una inversión de 4 millones de pesos, fue renovado substancialmente.

El doctor Juan Pablo Lazo Corvera, jefe del Departamento de Acuicultura, señala que hoy, a dos meses de terminada su remodelación y adecuación, el sistema opera con más agua y de mejor calidad, con mayor capacidad de almacenamiento y, sobre todo, con la seguridad de que se tendrá un abastecimiento constante para hacer los recambios y tratamientos que cada experimento requiere, beneficiando así a cinco departamentos académicos del CICESE: Acuicultura, Biotecnología Marina, Ecología Marina, Oceanografía Biológica e Innovación Biomédica.

Un poco de historia

El Departamento de Acuicultura del CICESE se creó como spin-off del de Ecología Marina en 1986; esto es, tres años antes de que terminara de construirse el edificio de la División de Oceanología (a la cual estaba adscrito), por lo que toda la experimentación con organismos vivos se hacía en las instalaciones que el CICESE rentaba en la avenida Espinoza desde los años 70, en el centro de Ensenada.

Nueve años después de haberse creado, comenzó la construcción en 1995 del edificio que finalmente lo albergaría en la parte media del campus, a una distancia de 850 metros de la línea de costa y a 69 metros de elevación.

A finales de 1996 comenzaron a ocuparse las nuevas instalaciones que además de cubículos y espacios para estudiantes y personal administrativo en un edificio de dos plantas, incluiría laboratorios y áreas de experimentación, principalmente un laboratorio central húmedo, otros dedicados a nutrición y ecofisiología, un laboratorio para cultivo de peces marinos, el laboratorio húmedo del Departamento de Biotecnología Marina, así como plataformas exteriores con invernaderos para mantener organismos en experimentación. Entre paréntesis: este movimiento significó la integración de todo el CICESE en un mismo campus.

La constructora encargada de la obra entregó el sistema de agua de mar el 1 de junio de 1997, pero las tareas de toma de agua, limpieza, filtración, esterilización y sobre todo distribución (considerando distancia y altura) constituyen un verdadero reto para la ingeniería hidráulica, por lo que en ese momento tuvo que re diseñarse una parte: las bombas de succión que estaban en la caseta de bombeo se movieron a un bunker que se construyó al final de una especie de muelle, del que bajan los tubos hacia la toma; esto se entregó en 1998. El sistema funcionó y así se mantuvo (con dos etapas de bombeo; una a los 3 metros sobre el nivel del mar, y la otra a los 47 metros) hasta los primeros años del nuevo siglo, en que fue necesario enviar agua de mar hasta la parte más alta del campus con una tercera etapa de bombeo, hacia unos invernaderos en que se experimentó, entre otras cosas, con cultivos de alta densidad de camarón.

Aquí ya hablamos de una distancia de 1,113 metros desde la línea de costa y una altura de 117 metros. Aprovechando esta nueva capacidad del sistema (la tercera fase de bombeo está 68 metros sobre el nivel del mar), se pudo dotar de líquido al nuevo edificio del Subsistema Nacional de Recursos Genéticos Acuáticos (SUBNARGENA) que, bajo la coordinación de la Dra. Carmen Paniagua Chávez, se inauguró en lo más alto del campus en 2012.

Primeras advertencias

Según recuerda el Arq. Ernesto Ayón Labastida, supervisor de Obra del Departamento de Obra y Mantenimiento de Inmuebles del CICESE, ya desde 2010 se podían apreciar algunos daños en la estructura próxima a la toma de agua, por los estragos que causa su exposición al ambiente marino.

Además del mantenimiento a esta estructura de soporte, otro aspecto importante era intentar disminuir la presión de bombeo del sistema para preservar el mayor bien que tiene esta infraestructura, que son las tuberías, porque éstas pasan (enterradas, claro está) a un costado de la Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño (FIAD) de la UABC, y luego por debajo de la autopista Tijuana-Ensenada, según comenta Carlos Campos Rodríguez, quien junto con Francisco Morineau Escalante, son los técnicos encargados de mantener operando el sistema las 24 horas del día, siete días a la semana, todo el año.

Por eso en 2013 se presentó un proyecto para modernizarlo. Toda la estructura metálica que estaba junto a la toma de agua se cambió por acero inoxidable, incluyendo la “soportería” de la tubería (la que va incluso por debajo del muelle), así como los soportes y carcasas de los motores, y los variadores (esto ya en la parte eléctrica).

Se adquirieron en 2014 tres tanques de 100 metros cúbicos cada uno para aumentar la capacidad de almacenamiento de agua de mar, y para asentarlos se construyeron plataformas (bases de concreto) donde comienza el terreno del CICESE, en la esquina noroeste que, por ser el punto más bajo del campus, es donde se tiene la segunda etapa de bombeo.

Juan Pablo Lazo y Ernesto Ayón coinciden en señalar que estos trabajos permitieron operar algunos años. Pero en forma paralela, 1. Hoteles y asentamientos residenciales crecieron en el área cercana a la toma, por lo que la calidad del agua ha disminuido notablemente, lo que incrementa la necesidad de limpiarla antes de que llegue a los tanques de distribución, aumentando así los costos, 2. Con el cambio climático y el aumento en la contaminación provocada por nosotros, los humanos, las temporadas de marea roja han aumentado, al igual que el crecimiento de pasto marino lo que, de nuevo, hace que se tenga que acrecentar el mantenimiento de tuberías, así como la limpieza y esterilización del agua.

   

Juan Pablo Lazo y Ernesto Ayón Labastida

Operando en niveles críticos

Aunque se trató de trabajar en etapas para renovar algunas secciones del sistema o cambiar equipos de acuerdo a las prioridades, el principal problema se continuó presentando en la estructura del muelle. Adicionalmente, en 2019 dejó de funcionar uno de los tres tanques que se instalaron con el proyecto de 2014, y a los pocos meses colapsó el segundo.

Con el último de estos tanques operando al 50% de su capacidad y la estructura del muelle, la que soporta la tubería, nuevamente deteriorada, la operación del sistema se volvió crítica a lo largo de 2019. “En cualquier momento la estructura podía colapsar. Eso implicaba tres cosas: la primera, una afectación para la investigación y el desarrollo académico del CICESE porque nos quedaríamos sin agua de mar; otra, el desastre ecológico y el impacto ambiental que representaba que esta estructura colapsara, y la tercera, que si esto sucedía también se iba a afectar la toma de agua de mar de la UABC, pues están una al lado de la otra, por lo que ambas instituciones saldrían perjudicadas”.

Según explica Juan Pablo Lazo: “No fue tan fácil el manejo porque se perdía el punto intermedio de almacenamiento de agua, pero gracias a que se tenía la potencia para llegar a los tanques originales, y a que bajó el consumo de agua porque se atravesó la pandemia, pudimos seguir operando, con creatividad. El tanque que quedó lo seguimos utilizando para no afectar proyectos, solo que a media capacidad, por seguridad.

“No sé con precisión cuánto tiempo llevábamos solicitando dinero a diferentes instancias para hacer la remodelación: al CONACYT, CICESE, gobierno del estado, SAGARPA, y no habíamos obtenido más que recursos para mantenimiento menor. Pero para tener nueva infraestructura y hacer todos estos cambios, pues no. Afortunadamente, con la entrada de David Covarrubias como nuevo director de este centro de investigación, en alguna de las pláticas que se tuvieron acerca de las cosas importantes y necesarias respecto a infraestructura, se decidió apoyar este proyecto con recursos provenientes del fideicomiso del CICESE que, por estar en proceso de cancelación, se tenían que ejercer. Todo ello nos terminó beneficiando”, indicó.

Ernesto Ayón explicó que el presupuesto que se requería para modernizar todo el sistema implicaba equipo de monitoreo y sensores para llegar a un esquema automatizado, “que obviamente nunca llegamos porque era de unos 14 millones de pesos”.

Se aprueban e inician los trabajos

En una serie de reuniones celebradas en marzo de 2021 donde participaron, además del director general del centro, los doctores Edgar Pavía, Juan Pablo Lazo, Carmen Paniagua, Elizabeth Ponce; el director administrativo Saúl López Medina, y los responsables de Recursos Materiales y de Obras y Mantenimiento, Julio César Escobedo y Roberto Yáñez, respectivamente, se acordó apoyar una propuesta que terminó ajustada a un techo presupuestal cercano a los 4 millones de pesos. Así, los trabajos comenzaron en junio de 2021.

Trabajar en la línea de costa, en sincronía con el oleaje y las mareas, en un ambiente de muy alta energía, pero a la vez sumamente delicado, implica afrontar una serie de retos, a cual más de interesantes.

El primero: trabajar de común acuerdo con la UABC. Hubo negociaciones y un convenio que estableció la autorización de ingreso y el compromiso de que al concluir los trabajos todas las áreas verdes, andadores y de paso tenían que quedar como estaban originalmente.

Segundo: ningún escombro, ya sea metálico, de concreto o de cualquier tipo, podía caer al mar, pues además del daño ecológico podía afectar el transporte y acarreo de arena, y azolvar la poza de donde ambas instituciones extraen el agua de mar.

Tercero: trabajar en función de las mareas y el oleaje. El mar tiene la mala costumbre de dificultar (por decir lo menos) casi cualquier obra que se pretende construir en la línea de costa: dobla y corroe el metal, rompe la madera, impide que fragüe bien el concreto o que se trabaje con equipo eléctrico, o bien derriba estructuras, lo que obliga a modificar proyectos y rehacer los cálculos estructurales, entre otras sutilezas.

¿Por qué fue un reto trabajar de común acuerdo con la universidad? Porque ambas tomas están casi juntas, y el único paso por el que se podían introducir grúas o vehículos pesados para transportar escombro, era por donde pasan sus líneas de agua, las cuales, obviamente, se tenían que proteger.

Por ello los primeros sondeos y excavaciones fueron para buscar su tubería, y luego seguirla porque se tenía que encofrar, es decir, hacer una cama de concreto de unos 30 cm debajo del tubo, y por arriba otra de 40 cm, para que las grúas y el equipo pesado no las tronara. Los registros se protegieron con tapaderas y en el pasto se puso una cama de granito; “ahí sí sabíamos que se iba a echar a perder. También hubo sorpresas, como un cruce de fibra óptica que nadie se lo esperaba; se tomaron unas lozas de concreto de las que se estaban retirando, se colocaron encima, luego una cama de granito y se acabó el problema”, relata el arquitecto Ayón.

Otro asunto complejo y costoso fue quitar la estructura existente, porque simplemente no se puede tirar escombro al mar. La solución fue construir un tapial, una especie de plataforma abajo del muelle que permitiría trabajar; es decir, hacer la demolición, que el escombro cayera en ella y de ahí retirar todo manualmente.

El problema fue que cuando comenzaron los trabajos, el muelle ya se estaba desmoronando. “Entonces se tomó la decisión, por seguridad, de rigidizar lo que íbamos a demoler para que no nos cayera material encima. Para eso se tuvo que hacer un cálculo estructural para ver qué aguantaba y qué puntos eran los principales, y empezamos a rigidizar con PTR’s (unas piezas de acero estructurales, cuadradas, que se utilizan en la construcción) los marcos donde estaban los apoyos, por si llegaba a fallar la estructura no se colapsara completamente”.

La estructura de acero inoxidable que se iba a colocar en la parte superior del muelle para cargar la tubería y luego bajarla hasta meterse al mar, se mandó a hacer al taller de metal mecánica de CICESE, mientras se hacía la obra civil: medía 13 metros de largo por 2.5 de ancho. Pero las mareas altas de octubre y el fuerte oleaje jugaron una mala pasada y afectaron a tal grado el avance de obra que se tuvo que cambiar el proyecto.

De los ocho pilotes que se consideraron para soportar todo el entramado, dos los aventó la marea. Para decidir cómo se reduciría la estructura, pues no podía quedar volada, se sostuvieron reuniones en octubre y noviembre en las que se involucró personal del Departamento de Oceanografía Física para ver lo de mareas y transporte litoral, y en diciembre se decidió reducir la estructura metálica de 13 a 8 metros. Igualmente se tuvo que modificar cómo bajaría la tubería de succión y por dónde iba a pasar ahora, ya abajo del mar. Se buscó la marea más baja y concreto que fraguara rápido y no se deslava, y se pusieron cuatro camisas de tubería (una de respaldo, para usarla en caso de que surja algún problema).

Cabe hacer mención que durante los trabajos, la UABC permitió hacer una interconexión a su toma para solventar las necesidades urgentes del CICESE. En particular, desde la unidad de reproducción y crianza de totoaba, a cargo del Dr. Conal David True, con quien se tiene una excelente relación académica.

Finalmente, la toma de agua de mar quedó lista en enero de 2022, y en febrero comenzaron a hacer pruebas. Los cambios y modificaciones del proyecto permitieron ciertos ahorros, por lo que se pudieron destinar recursos a mantenimiento que no estaba considerado: “como emplastar el llamado bunker, la caseta de succión, emplastar el área de bombeo, impermeabilizar las cisternas, pintar, ya no solo la toma en sí, que era la más problemática, sino que empezamos a dar mantenimiento a otros puntos que estaban en mal estado”, señala Ernesto Ayón.

Ahora que se retomaron las actividades presenciales en el CICESE, las necesidades de consumo de agua de mar para experimentación ascienden a 100 metros cúbicos diarios, los cuales se pueden bombear hasta las instalaciones de Acuicultura en 3 horas con el sistema operando a 100 libras por pulgada cuadrada de presión. Para tener un punto de comparación, la Comisión Estatal de Servicios Públicos de Ensenada (CESPE) distribuye agua en esta ciudad utilizando 30 libras de presión.

Representación de cómo llega el agua de mar desde la toma hasta los laboratorios y áreas de experimentación

Por otro lado, la capacidad de almacenamiento actual (considerando que dos tanques de 100 metros cúbicos dejaron de operar en 2019) es de unos 600 metros cúbicos: 200 en terrenos de la UABC; otros 200 en los tanques existentes al final del estacionamiento de Acuicultura (a 70 metros de altura); un circuito cerrado donde se recupera agua factible de reutilizarse con un tratamiento (entre 60 y 140 metros); dos tanques en el área de plataformas de 50 metros cada uno, y el tercer tanque de 100 metros que opera al 50% y que se piensa reforzar para poder utilizarlo completamente.

 

Reportaje gráfico de cómo quedó la remodelación del sistema

 

El doctor Juan Pablo Lazo explicó que se tienen dos sistemas al servicio de los usuarios: uno es de flujo abierto, lo que significa que el agua viene del mar, pasa por los estanques de cultivo y luego sale nuevamente al medio, y el otro es cerrado, lo que permite recircular el agua de manera continua. Operan dependiendo de las necesidades de cada experimento, por lo que juntos integran un sistema muy robusto para trabajar.

En el sistema cerrado, agregó, el agua que sale de los estanques lleva diversos elementos, pero sobre todo materia orgánica, que son desechos de los peces, crustáceos, moluscos y de todos los organismos que, al alimentarse, producen orina y heces. “Esa agua va cargada con todo eso, y la idea es eliminar todos esos compuestos para que sea reutilizable”.

Además, Francisco Morineau precisó que también se hace una selección muy estricta en este punto, porque “hay experimentos de patología (enfermedades de organismos) y esa no la podemos reutilizar porque afectaríamos a todos los demás experimentos. Se hace un análisis y se ve la factibilidad de poder usar su agua de desecho para nosotros captarla, tratarla y entonces poderla suministrar”.

¿Y qué tan bien quedó el sistema? Juan Pablo Lazo no disimula su entusiasmo. “La construcción quedó muy bien, se le echó mucha cabeza. Me atrevería a decir que con esta renovación nos da para 20 o 30 años más. Lo importante es darle mantenimiento, no dejar que decaiga, porque vivimos al lado del mar y eso deteriora mucho. A partir de ahora es año con año darle buen mantenimiento y no dejar que se deteriore”.

- ¿Aumentó también la capacidad respecto al número de experimentos, de proyectos o de tesis que se pueden estar haciendo?

“Sí, y con mayor seguridad. Una cosa muy importante es que cuando empiezas tu experimento, es muy complicado conseguir y mantener los organismos, a diferencia de otro tipo de tesis en que no manejas organismos vivos. El hecho de que estemos seguros de que la calidad del agua va a ser buena, es muy importante en el número y la calidad de experimentos que podemos hacer. Sí van a aumentar estos números, y sobre todo la seguridad de que no va a haber un punto en que no hay agua para hacer recambios o tratamientos para los experimentos; de recibir agua nueva de buena calidad. Ahora ya estamos con condiciones bastante robustas en ese sentido”, consideró finalmente el doctor Lazo.

 

Palabras clave: Toma de agua, agua de mar, acuicultura, Juan Pablo Lazo, Ernesto Ayón

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