El agua de lastre es un peso muerto requerido para la navegación de las embarcaciones. Estas se convierten en vectores de especies no-nativas, pudiendo causar problemas ecológicos, económicos y de salud pública. Esta investigación realizó ciencia aplicada en búsqueda de una solución en puerto para este problema. Para ello, se hizo un montaje experimental en un centro de testeo de agua de lastre (Países Bajos) y en el Rodadero, Santa Marta (Colombia), lugares influenciados por zonas portuarias a su alrededor. Inicialmente se analizó y caracterizó el agua marina natural del Caribe Colombiano en el Rodadero, teniendo en cuenta: conteos de bacterias (E. coli, Vibrio, Enterococcus), organismos viables de fitoplancton y zooplancton. Se seleccionó un tipo de tratamiento a partir un montaje experimental, datos poblacionales de fitoplancton, zooplancton y bacterias bajo condiciones de un control negativo y 7 tratamientos: desinfección solar (SRAD), radiación ultravioleta (UV), oxidante (H2O2) y los Procesos Avanzados de Oxidación (PAOs): UV/H2O2, UV/TiO2, UV/TiO2/H2O2, and UV/TiO2/H2O2/RAD, cada uno con tres replicas. Se compararon los porcentajes de bacterioplancton organismos muertos después de 2, 4 y 6 horas de exposición a cada tratamiento, encontrando que, dependiendo del grupo de organismos, hay un tratamiento que logra mayor número de individuos muertos. Se encontró que la radiación solar y el H2O2 con [-31.6 a 80.9%] y [0 a 95.4%] de mortalidad respectivamente, no fueron tan eficientes como los PAOs UV/H2O2 y UV/TiO2/H2O2 con eficiencias de [91.26 a 100%] y [83.85 a 100%] respectivamente, proponiendo un diagrama de flujo que no puede prescindir del pretratamiento para retirar el zooplancton, además requiere un reactor anular UV/TiO2/H2O, para la implementación del PAO en los prototipos. Posteriormente, se evaluó el prototipo a escala laboratorio con agua natural en el Atlántico Norte, enriquecido con las poblaciones de Tetraselmis contracta y evaluando parámetros de diseño para posteriormente construir un prototipo piloto, portátil, y móvil de la tecnología desarrollada. Finalmente, se procedió a realizar un registro de patente ante la Superintendencia de Industria y Comercio de Colombia. | Requerimientos de sistema: Adobe Acrobat Reader | Ships’ ballast water is a dead weight required for safe navigation. This water becomes a vector for invasive species, which can cause ecological, economic and public health problems. This research carried out applied science in search of a port-based solution for this problem. For this, experimental assays were conducted in a ballast water test site in The Netherlands and in the Caribbean Sea (El Rodadero, Santa Marta, Colombia), two locations affected by international shipping. Initially, natural seawater was analyzed and characterized by quantifying numbers of bacteria (E. coli, Vibrio, Enterococcus) as well as viable organisms of phytoplankton and zooplankton, subjected to a negative control and 7 different treatments: Solar disinfection (SRAD), Ultraviolet radiation (UV), oxidant (H2O2) and Advanced Oxidation Processes (AOPs): UV/H2O2, UV/TiO2, UV/TiO2/H2O2, and UV/TiO2/H2O2/SRAD, each one with three replicates. The percentages of dead organisms were compared after 2, 4 and 6 hours of exposure to each treatment. Treatment efficiency defined as the percentage of dead individuals varied among treatments and depended on the group of organisms. In general, SRAD and H2O2 were less efficient in decrease organism numbers, with -31.6 to 80.9% and 0 to 95.4% mortality efficiency. On the other hand, the AOPs UV/H2O2 and UV/TiO2 achieved 91.3 to 100% and 83.85 to 100% efficiency respectively. Based on these results a process diagram is proposed, with a filter stage for zooplankton removal and considerations necessary for its later development. Subsequently, the selected treatment was evaluated with natural seawater from the North Atlantic, enriched with Tetraselmis contracta populations for evaluating design parameters to finally build a mobile prototype and file a patent request. | Ingeniero Químico

La ocurrencia de especies exóticas en el estuario de la Laguna de los Patos puede ser vinculada con el vertimiento de aguas de lastre de las embarcaciones que atracan en el puerto de Río Grande, una vez que el mismo es clasificado como conspicuo receptor de agua de lastre, para el cual no se han adoptado medidas de administración ambiental. El reconocimiento que la invasión de especies exóticas por esta vía es un problema desde escala local hasta escala internacional, viene estimulando iniciativas científicas, legales y de gestión para disminuir este problema. El puerto de Río Grande recibe buques de gran capacidad y concentra carga en ruta internacional, lo que aumenta su susceptibilidad a invasiones y la necesidad del manejo ambiental. Este trabajo propone la implementación de un modelo de evaluación de riesgo en el área, creado por el Programa Globallast. El modelo permite el cálculo de un coeficiente de riesgo global basado en la frecuencia con que el puerto es visitado y en índices de similitud entre los puertos de origen y de Río Grande. Los resultados sugieren la utilidad del modelo como herramienta para un programa de gestión ambiental para la zona portuaria | The occurrence of exotic species in the estuary Laguna de los Patos could be related to the ballast water released at the port of Rio Grande once it has been classified as a conspicuous receptor of ballast water; no related environmental management measures have been adopted. The recognition that invasions of exotic species via ballast water are an increasing problem from local to international scales has stimulated scientific, legal, and management initiatives in order to control the problem. The port of Rio Grande receives large-capacity ships and concentrates cargo from international routes, thereby increasing its susceptibility to exotic species and the need to manage this threat. This paper proposes the implementation of a risk evaluation model for the area, created by the Globallast Program. The model generates a global risk coefficient based on the frequency with which the port is visited and similarity indexes for the ports of origin and Rio Grande. The results suggest the model is a useful tool for environmental management programs in the port area

Resumen. La navegación marítima es esencial para la economía. Con el avance tecnológico y buques más rápidos, la frecuencia de los viajes transoceánicos ha aumentado, incrementando el riesgo de impactos negativos ambientales y socio-económicos asociados a la descarga descontrolada de agua de lastre. Esta agua es cargada por los buques para conservar su estabilidad y maniobrabilidad, pero que lleva materias en suspensión, incluyendo agentes biológicos, que pueden generar bioinvasiones. Por lo anterior, y reconociendo la importancia de un enfoque precautorio se hace necesario contar con una herramienta de gestión preventiva que permita discernir cuando el deslastre es potencialmente peligroso. Esta revisión propone una herramienta basada en la frecuencia y volumen del agua de lastre desde un mismo puerto de origen, la similitud ambiental entre el puerto de origen y el receptor del lastre y la presencia de especies de riesgo en el puerto de origen. Para esto se desarrolló el cálculo de un Coeficiente de Riesgo Global (CRG), que deberá ser estimado para cada buque que arribe al Puerto antes de que inicie el deslastre. Si CRG >16%, el riesgo es probable, entonces correspondería verificar el recambio de agua de lastre en aguas oceánicas como lo exigen las regulaciones internacionales. Se recomienda medir in situ la Materia Orgánica Cromofórica Disuelta (CDOM por sus siglas en inglés), ya que permite discriminar entre agua costera y oceánica. Si del análisis resulta que el agua es costera, significa el incumplimiento del intercambio del agua de lastre en alta mar, entonces se debería evitar la descarga de lastre en el puerto. | Abstract. Shipping is essential to the economy. With the technological advance and faster vessels, the frequency of transoceanic trips has increased, increasing the risk of negative environmental and socio-economic impacts associated with the uncontrolled discharge of ballast water. Being this the water loaded by the ships to conserve its stability and maneuverability, but that takes matters in suspension, including biological agents, which can generate bioinvasions. Due to the above, and recognizing the importance of a precautionary approach, it is necessary to have a preventive management tool that allows to discern when unload ballast water is potentially dangerous. In this review, a tool based on the frequency and volume of ballast water coming from the same source port, the environmental similarity between the source and recipient port, and the presence of risky species in the source port, is proposed. A Coefficient of Global Risk (CRG) has to be estimated for each vessel arriving at the port in order to evaluate if the ballast water can be unloaded. For values of CRG > 16%, which means it is likely the risk, it is necessary to verify if the required replacement of ballast water in the open sea has been done in compliance with international regulations. It is recommended in situ measurements of the Chromophoric Dissolved Organic Matter (CDOM) since it allows the discrimination between coastal and oceanic water. If the ballast water turns out to be of coastal origin the lack of compliance of the regulation can be detected, thus preventing the discharge of that water in the port area.