XIII. LAS INDUSTRIAS QU�MICAS DEL MAR

EL AGUA del mar contiene sales minerales en una proporci�n promedio de 35 gramos disueltos en cada litro de agua, donde se hallan pr�cticamente presentes, en concentraciones variables, todos los elementos qu�micos conocidos, y que forman los recursos minerales del mar. Las sales que se encuentran en proporciones constantes son: cloruro de sodio, cloruro de potasio, sulfato de magnesio y bicarbonato de calcio; adem�s figuran, en cantidades peque�as, los llamados oligoelementos, dif�ciles de determinar y extraer con las t�cnicas usuales.

Desde hace mucho tiempo, el hombre recurre al oc�ano para alimentarse y viajar por �l, pero s�lo recientemente ha comenzado a apreciar su potencial como fuente de combustibles minerales, y utilizando los actuales conocimientos de las ciencias del mar, que han desarrollado el aprovechamiento de estos recursos, trata de extraerlos en condiciones econ�micamente competitivas con respecto a los que proceden de fuentes localizadas en tierra firme.

Como uno de los principales recursos qu�micos de los oc�anos se debe considerar el "agua del mar", que permitir� la obtenci�n de agua potable a partir de ella, ya que existe gran d�ficit de ese apreciado l�quido en varios lugares de la superficie terrestre.

La obtenci�n de agua potable ha sido uno de los objetivos permanentes del hombre a lo largo de los dos �ltimos siglos, pero s�lo hasta la segunda mitad del presente se logr� descubrir m�todos de potabilizaci�n en gran escala, y en la actualidad se est�n llevando a cabo programas importantes en diversas naciones, entre las que destacan Gran Breta�a, Israel, Estados Unidos y la Uni�n Sovi�tica.

En la actualidad, los m�todos de desalaci�n m�s econ�micos se basan en la evaporaci�n del agua, y el que m�s se utiliza es el denominado de evaporaci�n multietapa, en el que se aprovecha el vapor de agua producido para calentar m�s agua del mar antes de enfriarlo y obtener el agua dulce. En las plantas instaladas en el Golfo P�rsico y en el Caribe se destila el agua por este procedimiento con un promedio de cuatro etapas de calentamiento aprovechando el propio vapor producido.

La planta m�s moderna, instalada en Freeport, Texas, produce 4 000 metros c�bicos de agua dulce por d�a, utilizando doce etapas de evaporaci�n, con un rendimiento de 10 kilogramos de agua por kilo de combustible quemado. La mayor planta que emplea este proceso est� localizada en el �rea de Los �ngeles, California, y produce 570 mil metros c�bicos de agua dulce diarios.

Otro sistema para desalaci�n es el m�todo por congelaci�n, en el que se aprovecha la formaci�n de hielo para que cuando el agua se solidifique se separen las sales disueltas en ella; posteriormente, la masa de hielo es fundida y convertida en agua dulce. Se han dise�ado m�todos distintos para congelar el agua del mar, principalmente haci�ndolo por medio de presiones bajas. Las plantas que usan este m�todo no han tenido gran desarrollo y s�lo se cuenta con peque�as plantas piloto que llegan a desalar menos de 400 metros c�bicos de agua por d�a.

Uno de los m�todos modernos para obtener agua potable a partir de la salada, es el que emplea una membrana semipermeable en donde se llevan a cabo reacciones fisicoqu�micas complejas y s�lo se realiza con aguas de una concentraci�n salina baja, m�s o menos de 8 gramos de sales por litro; por eso, s�lo se trabaja con aguas de lagos salados o como etapa final de otros procedimientos en los que se siga un proceso de desalaci�n progresiva.

Tambi�n en la actualidad se ha puesto en pr�ctica la utilizaci�n del hielo de los dos grandes casquetes polares, para obtener agua dulce. Los primeros trabajos los realiz� la armada de los Estados Unidos al desplazar enormes icebergs en el Oc�ano Glacial �rtico; sin embargo, parece que por las caracter�sticas de las grandes masas de hielo, la operaci�n es m�s rentable en la Ant�rtida.

Se ha calculado que los icebergs del banco de Ross podr�an abastecer de agua dulce a las tierras �ridas del oeste de Am�rica del Sur; los del banco de Amery al oeste de Australia y el gran banco de hielo de Filchner a la costa oeste de �frica. Se estima que de un iceberg de 2 500 metros de largo y 230 metros de grueso se podr�an obtener 785 mil millones de litros de agua; el problema radica en el costo del proceso.

El aprovechamiento de las sales contenidas en el agua del mar hoy en d�a todav�a est� limitado por la falta de m�todos adecuados para hacerlo industrialmente, ya que la construcci�n de plantas capaces de tratar grandes cantidades de agua, hasta el momento, resulta antiecon�mica. Sin embargo, se est�n realizando estudios que tratan de asegurar su rentabilidad.

Figura 27. Iceberg, fuente de agua dulce.

En un futuro pr�ximo la utilizaci�n de estas sales de agua del mar se tendr� que estimular ya que es alarmante el estado en que se encuentran las reservas terrestres de estos compuestos qu�micos; los expertos han calculado que en algunos casos no durar�n ni 50 a�os, si se sigue el actual ritmo de extracci�n. Al mismo tiempo, cada d�a se desarrollan tecnolog�as para la explotaci�n de aquellos compuestos cuya extracci�n del agua del mar interese.

En la corteza del planeta que forma el fondo del oc�ano, se encuentran grandes yacimientos minerales que el hombre siempre ha tratado de explotar, operaci�n considerada como "miner�a submarina". La primera industria minera en el mar que aparece en la historia de la humanidad y de la que se tiene registro, es cuando el hombre aprende a obtener "sal com�n" por evaporaci�n solar del agua del mar, hace m�s de 4 000 millones de a�os.

Como el cloruro de sodio se obtiene utilizando la energ�a del Sol, esta sal es llamada tambi�n "sal solar"; para esto se necesita una serie de lagunas de evaporaci�n por donde va circulando el agua para que se depositen diferentes compuestos en cada una de ellas, hasta llegar a obtener la sal pura que puede servir para consumo humano.

Una de las plantas que obtiene la sal m�s pura es la de la compa��a Leslie Salt situada en la Bah�a de San Francisco, California. Sin embargo, existen otras que tambi�n logran buenos �ndices de pureza, como la Diamond Crystal Salt de Bahamas; la International Salt en Bonaire, Antillas Holandesas, y la que opera en Guerrero Negro, Baja California Sur, en M�xico: hace 30 a�os considerada como la principal productora de sal en el mundo, produce cinco millones de toneladas anuales de sal y ocupa 25 mil hect�reas, siendo �stas las salinas m�s grandes de la Tierra; Jap�n compra el 95% de esa producci�n.

Tambi�n existen salinas importantes en Am�rica del Sur, como las de Santiago del Estero, en Argentina, y las de Iquique, en Chile.

Figura 28. Salinas de Guerrero Negro, Baja California Sur, M�xico.

Adem�s del consumo humano directo, este cloruro de sodio se utiliza para descongelar las carreteras y para obtener la llamada "sosa c�ustica" o "sosa de los jaboneros", as� como otros componentes importantes en la industria, como el �cido clorh�drico.

Se considera que el segundo paso del hombre en el aprovechamiento de los recursos qu�micos del mar se dio cuando los fenicios aprendieron a extraer por molienda de los caracoles del g�nero Murex un producto para tintes, estableciendo la primera industria qu�mica con productos del mar. Despu�s los polinesios utilizan los bloques de los arrecifes de coral en la industria de la construcci�n. Muchos otros pueblos han empleado conchas marinas para fabricar cal. Realmente, el mar no debe considerarse como un campo minero nuevo, sino como un campo potencial que ser� aprovechado conforme se desarrolle la tecnolog�a adecuada.

Aunque es muy extensa la lista de los minerales que se podr�an extraer del mar, son pocos los que tienen en la actualidad rentabilidad econ�mica, y menos todav�a los ya explotados comercialmente. Con excepci�n del petr�leo crudo y del gas, s�lo una docena m�s o menos de sustancias minerales se explotan en este momento en fuentes oce�nicas de todo el mundo, entre ellas se encuentran: arena, grava, carbonatos de las conchas, titanio, circonio, esta�o, uranio; todos estos minerales se extraen de dep�sitos superficiales, mientras el carb�n y el hierro se explotan debajo del suelo del mar como una prolongaci�n de los yacimientos terrestres; el azufre se extrae fundido en los dep�sitos del subsuelo marino.

La incipiente miner�a marina no ha logrado llegar a grandes profundidades, ya que est� concentrada en las terrazas continentales submarinas hasta profundidades de 120 metros y todav�a el valor total anual de estos productos minerales del oc�ano es m�nimo, alrededor de 4 mil millones de d�lares, lo que equivale a s�lo el 6% de los 73 mil millones de d�lares estimados como valor anual de todos los productos minerales explotados en los continentes. De estos minerales, el petr�leo crudo y el gas suman cuatro quintas partes del valor total, mientras que todos los otros s�lo representan la otra quinta parte.

El requerimiento futuro de estos minerales fue estimado en 1976, consider�ndose que para 1985 se duplicar�a y que para el a�o 2000, se triplicar�a; sin embargo, algunos cient�ficos han pensado que salvo pocas excepciones, como el oro, la plata y el uranio, las fuentes terrestres tradicionales seguir�n siendo adecuadas para satisfacer la mayor parte de las necesidades de minerales, por lo menos hasta el fin del presente siglo; aunque por ahora no existe una necesidad urgente de explotar los recursos minerales submarinos, es conveniente evaluar su potencial presente y futuro.

Estos minerales se pueden encontrar en diferentes formas, unos se localizan en los dep�sitos superficiales del suelo oce�nico formados por sedimentos de restos org�nicos, como acumulaciones de pedazos de concha, lodo calc�reo de origen biol�gico, as� como gr�nulos minerales y fragmentos de rocas erosionadas de los continentes. En los sedimentos detr�ticos se encuentran minerales pesados que contienen metales valiosos, como el esta�o y el uranio; a estas concentraciones se les llama "placeres".

Los minerales pesados de los placeres proceden principalmente del desgaste y la erosi�n de rocas y debido a su peso se necesitan fuertes corrientes para realizar su acarreo y dep�sito, por lo que generalmente se encuentran en las �reas donde los r�os desembocan, quedando los metales en la arena de la playa.

Localización		Materiales	Composición Química	Existencia
Playas antiguas submarinas		Minerales pesados o arenas negras "placeres" Arenas con metales preciosos	Cobalto, cromo, hierro, plata, tierras raras, titanio Oro, plata, platino	Alta Concentraciones localizadas
Plataforma Continental		Cristales de barita Gravas diamantíferas Concha Nódulos de fosfato Arenas de gluconita	Sulfato de bario Carbón (Diamante) Carbonatos Fosfato Potasa	No se conoce Alta en Sudáfrica Alta Alta (10 millones de toneladas) Alta (100 millones de toneladas)
Fondos Oceánicos		Diatomita Nódulos de manganeso Esférulas de ferroníquel Fango de globigerinas (Foraminíferos) Arcillas rojas Restos de animales y vegetales	Sílice Manganeso, cobre, cobalto, níquel, molibdeno, vanadio Níquel, fierro Carbonato de calcio Aluminio, cobre, cobalto, vanadio Cobre, cinc, cromo, fósforo, plomo, banadio, tierras raras	Alta (10 billones de toneladas) Alta (10 billones de toneladas) Alta (10 billones de toneladas) Alta (100 billones de toneladas) Alta (mil billones de toneladas) Alta

Figura 29. Principales minerales del oc�ano.

As�, es posible encontrar placeres de alto valor econ�mico, principalmente en playas de formaci�n reciente y en dep�sitos de antiguos cauces de r�os sepultados en la plataforma continental; por ejemplo, dep�sitos de metales muy pesados como los que contienen platino, esta�o y oro se localizan, por lo general, dentro de los 20 kil�metros de sus fuentes originarias, en cambio, los dep�sitos de metales no tan densos, como el circonio y la magnetita, pueden estar ubicados a varias decenas de kil�metros de ellas.

Actualmente, el esta�o es explotado en los placeres marinos con resultado econ�mico; en Tailandia, Indonesia y Malasia se extrae el esta�o de dep�sitos originados por cauces de r�os sumergidos que se encuentran en la plataforma y son prolongaci�n de los de la tierra. El esta�o tambi�n se draga en las costas de Inglaterra, y la magnetita se extrae de placeres de playas sumergidas en el Jap�n. Estos dep�sitos minerales est�n ubicados a menos de 35 metros de profundidad y a 10 kil�metros de la costa.

Tambi�n en placeres de playas sumergidas del sudoeste de �frica se recogen diamantes a profundidades comparables; otros minerales como el circonio, la ilmenita y el rutilo se extraen en playas de formaci�n reciente y se dragan en las de Australia y de la Florida; la monacita se produce, sobre todo, en Brasil.

Aunque todav�a no se explotan comercialmente, los placeres marinos formados por oro, platino y cromita son promesas para el futuro. El valor total mundial de todos los minerales de placeres marinos que se explotan en la actualidad se estima en m�s de 50 millones de d�lares; de esta suma el esta�o representa m�s de la mitad.

El bromo, elemento utilizado como antidetonante en la gasolina y para volatilizar el plomo e impedir que se acumule en los motores, es extra�do del agua del mar, en la que se calcula que por cada metro c�bico existen 65 gramos de este valioso elemento.

Hasta hace poco tiempo la mayor parte del bromo proced�a del agua del mar; sin embargo, en la actualidad tambi�n lo obtienen de "salmueras" concentradas en el subsuelo costero, alcanzando una producci�n mundial de cientos de miles de toneladas.

La fosforita y los n�dulos de manganeso, que se forman como precipitados qu�micos en el fondo del oc�ano, son otras sustancias minerales con posibilidades de utilizaci�n futura.

La fosforita est� limitada a las m�rgenes continentales a lo largo de las plataformas externas y de los taludes continentales superiores, en profundidades por lo general menores de 300 metros. Aparece, principalmente, a lo largo de las m�rgenes occidentales de los continentes, donde la cantidad de organismos en tierra es m�nima; por ejemplo, frente a las regiones des�rticas del mundo.

Los grandes dep�sitos de fosforita se extienden frente a Baja California, al sudeste de Estados Unidos, al oeste de M�xico, de Per�, de Chile y en la Uni�n Sudafricana; tambi�n es posible que aparezcan en el noroeste de �frica y en el oeste de Australia. Las acumulaciones de fosforita en el fondo del oc�ano son grandes y ayudan a la producci�n de fertilizantes, constituyendo su aplicaci�n m�s importante.

Los n�dulos de manganeso son concreciones de tierras negras, que se localizan en los fondos oce�nicos y son ricos en �xidos de hierro y magnesio, adem�s de n�quel, cobalto y cobre.

Estos n�dulos, de los que no se conoce su origen y naturaleza exactos, generalmente se encuentran a profundidades mayores de 4 000 metros; sin embargo, en la meseta de Blake, al sudeste de los Estados Unidos, aparecen a 300 metros de profundidad. Se han localizado en los oc�anos Pac�fico, Atl�ntico e �ndico, donde cubren decenas de millones de kil�metros cuadrados y si s�lo una peque�a parte del total de los dep�sitos conocidos pudiera explotarse, suministrar�an una fuente pr�cticamente inagotable no s�lo de manganeso sino de los otros metales.

Aparte de estos minerales submarinos pr�ximos a la superficie se encuentran otros reci�n descubiertos en las depresiones profundas, calientes y llenas de salmuera del Mar Rojo. Los sedimentos de granulaci�n fina que cubren estas cuencas contienen cinc, cobre, plomo, plata y otros metales. Hasta ahora, se ignora si estos minerales pueden ser explotados econ�micamente. Se ha sugerido que su origen es hidrotermal: proceden de salmueras calientes y ricas en minerales, provenientes de fallas vinculadas con la hendidura del Mar Rojo. De ser as�, podr�an existir otros dep�sitos de este tipo en valles oce�nicos con caracter�sticas similares.

Como minerales del lecho rocoso de los oc�anos, se explotan actualmente el carb�n, el hierro y el azufre. Se han encontrado yacimientos de carb�n bajo el mar an�logos a los continentales y, en muchos casos, son prolongaci�n de �stos; su explotaci�n s�lo se realiza en las plataformas continentales poco profundas, como ocurre en el Jap�n. Otros pa�ses que tienen miner�a submarina de carb�n son: Canad�, Reino Unido, Chile, Taiw�n y Turqu�a. El hierro se explota en forma similar a la del carb�n en Finlandia y Canad�. El azufre, que se extrae fundido mediante perforaciones, se explota frente a la costa del Golfo de M�xico.

Independientemente de estos elementos qu�micos que se encuentran en el agua del mar, existen otros que se pueden extraer de los organismos marinos que los sintetizan, como es el caso de algunos carbonatos y fosfatos.

Algunos animales marinos poseen poderosas toxinas, las cuales, convenientemente dosificadas, pueden ser utilizadas con fines ben�ficos; por ejemplo, de una de las esponjas marinas m�s venenosas, la del g�nero Haliclona, se extrae toxina en concentraciones de 10 partes por mill�n, compuesto que tiene propiedades antibi�ticas muy activas frente a varios tipos de bacterias, por lo que con ella se est�n elaborando antibi�ticos que matan bacterias altamente pat�genas, como la Staphyloccocus aureus y que pueden ser muy resistentes a la penicilina.

Este hecho ha producido la necesidad de realizar diferentes tipos de estudios, que caen dentro del campo de la llamada "farmacolog�a marina".

De los corales blandos conocidos como "abanicos de mar", que pertenecen a la especie Plexaura homomalla, abundante en el mar Caribe, se extraen las prostaglandinas utilizadas para elaborar productos farmac�uticos que se emplean para regular la actividad del m�sculo liso, por lo que son usadas en el tratamiento de afecciones gastrointestinales, principalmente en la cicatrizaci�n de las �lceras; adem�s estimulan la contracci�n del m�sculo del �tero y act�an como reguladores hormonales.

Algunos tipos de algas, vegetales marinos que abundan en las zonas costeras, han sido utilizados en la industria farmac�utica, como por ejemplo las del g�nero Gelidium, algas rojas usadas para preparar sustancias como el agar-agar que se emplea en el revestimiento de las grageas y en la preparaci�n de medios de cultivo para bacterias y hongos. Otras algas rojas, las del g�nero Chondras, son empleadas como anticoagulantes, y el alga parda denominada Laminaria produce el �cido alg�nico usado en farmacia para preparar el alginato de hierro asimilable con el que se combaten algunos tipos de anemia y de avitaminosis como el escorbuto, enfermedad que se presenta por la carencia de vitamina C; tambi�n sirve para el tratamiento del bocio, producido por la deficiencia de yodo.

En el alga marina Asterionella japonica se ha descubierto, en Niza, un antibi�tico probablemente superior a la estreptomicina y sus derivados, el que adem�s de destruir bacterias parece que tambi�n es eficaz contra los virus.

Los cient�ficos de la Universidad del Sur de California han estudiado un grupo de protocordados que viven adheridos a las rocas y que pertenecen al grupo de los Tunicados, que se caracterizan por rechazar todo tipo de tumor que se les quiera injertar, y han logrado extraer un compuesto al que denominaron "Didemnis" que posiblemente tiene propiedades que permiten controlar ciertos tipos de c�ncer.

De los h�gados de algunos animales, como el bacalao y los tiburones, se extraen aceites que contienen "ergocalciferol", compuesto que al ser activado con radiaciones ultravioletas tiene propiedades antirraquíticas al permitir la fijaci�n del f�sforo y el calcio en el tejido �seo; adem�s, en el aceite de h�gado de tibur�n se ha encontrado una concentraci�n muy elevada de vitamina A y en el del bacalao de vitamina D.

El valor de la farmacolog�a marina es inestimable para la ciencia m�dica, por lo que cada d�a un n�mero mayor de cient�ficos se est�n dedicando al estudio de productos naturales, derivados de plantas y animales marinos, que poseen actividad farmacol�gica.

Para el desarrollo de la industria qu�mica del mar, se hace necesario el incremento de la capacidad tecnol�gica, que permita atraer grandes inversiones para convertir los recursos potenciales en recursos econ�micos. Es indispensable que se avance de manera ordenada y met�dica para resolver muchos problemas que se presentan en la explotaci�n de los recursos qu�micos marinos y as� llegar a utilizar la riqueza de los oc�anos en toda su magnitud.