XIII. LAS INDUSTRIAS QUÍMICAS DEL MAR

EL AGUA del mar contiene sales minerales en una proporción promedio de 35 gramos disueltos en cada litro de agua, donde se hallan prácticamente presentes, en concentraciones variables, todos los elementos químicos 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; además figuran, en cantidades pequeñas, los llamados oligoelementos, difíciles de determinar y extraer con las técnicas usuales.

Desde hace mucho tiempo, el hombre recurre al océano para alimentarse y viajar por él, pero sólo 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 económicamente competitivas con respecto a los que proceden de fuentes localizadas en tierra firme.

Como uno de los principales recursos químicos de los océanos se debe considerar el "agua del mar", que permitirá la obtención de agua potable a partir de ella, ya que existe gran déficit de ese apreciado líquido en varios lugares de la superficie terrestre.

La obtención de agua potable ha sido uno de los objetivos permanentes del hombre a lo largo de los dos últimos siglos, pero sólo hasta la segunda mitad del presente se logró descubrir métodos de potabilización en gran escala, y en la actualidad se están llevando a cabo programas importantes en diversas naciones, entre las que destacan Gran Bretaña, Israel, Estados Unidos y la Unión Soviética.

En la actualidad, los métodos de desalación más económicos se basan en la evaporación del agua, y el que más se utiliza es el denominado de evaporación multietapa, en el que se aprovecha el vapor de agua producido para calentar más agua del mar antes de enfriarlo y obtener el agua dulce. En las plantas instaladas en el Golfo Pérsico 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 más moderna, instalada en Freeport, Texas, produce 4 000 metros cúbicos de agua dulce por día, utilizando doce etapas de evaporación, con un rendimiento de 10 kilogramos de agua por kilo de combustible quemado. La mayor planta que emplea este proceso está localizada en el área de Los Ángeles, California, y produce 570 mil metros cúbicos de agua dulce diarios.

Otro sistema para desalación es el método por congelación, en el que se aprovecha la formación 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 diseñado métodos distintos para congelar el agua del mar, principalmente haciéndolo por medio de presiones bajas. Las plantas que usan este método no han tenido gran desarrollo y sólo se cuenta con pequeñas plantas piloto que llegan a desalar menos de 400 metros cúbicos de agua por día.

Uno de los métodos modernos para obtener agua potable a partir de la salada, es el que emplea una membrana semipermeable en donde se llevan a cabo reacciones fisicoquímicas complejas y sólo se realiza con aguas de una concentración salina baja, más o menos de 8 gramos de sales por litro; por eso, sólo se trabaja con aguas de lagos salados o como etapa final de otros procedimientos en los que se siga un proceso de desalación progresiva.

También en la actualidad se ha puesto en práctica la utilización del hielo de los dos grandes casquetes polares, para obtener agua dulce. Los primeros trabajos los realizó la armada de los Estados Unidos al desplazar enormes icebergs en el Océano Glacial Ártico; sin embargo, parece que por las características de las grandes masas de hielo, la operación es más rentable en la Antártida.

Se ha calculado que los icebergs del banco de Ross podrían abastecer de agua dulce a las tierras áridas del oeste de América del Sur; los del banco de Amery al oeste de Australia y el gran banco de hielo de Filchner a la costa oeste de África. Se estima que de un iceberg de 2 500 metros de largo y 230 metros de grueso se podrían 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 día todavía está limitado por la falta de métodos adecuados para hacerlo industrialmente, ya que la construcción de plantas capaces de tratar grandes cantidades de agua, hasta el momento, resulta antieconómica. Sin embargo, se están realizando estudios que tratan de asegurar su rentabilidad.

Figura 27. Iceberg, fuente de agua dulce.

En un futuro próximo la utilización de estas sales de agua del mar se tendrá que estimular ya que es alarmante el estado en que se encuentran las reservas terrestres de estos compuestos químicos; los expertos han calculado que en algunos casos no durarán ni 50 años, si se sigue el actual ritmo de extracción. Al mismo tiempo, cada día se desarrollan tecnologías para la explotación de aquellos compuestos cuya extracción del agua del mar interese.

En la corteza del planeta que forma el fondo del océano, se encuentran grandes yacimientos minerales que el hombre siempre ha tratado de explotar, operación considerada como "minería 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 común" por evaporación solar del agua del mar, hace más de 4 000 millones de años.

Como el cloruro de sodio se obtiene utilizando la energía del Sol, esta sal es llamada también "sal solar"; para esto se necesita una serie de lagunas de evaporación 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 más pura es la de la compañía Leslie Salt situada en la Bahía de San Francisco, California. Sin embargo, existen otras que también logran buenos índices 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 México: hace 30 años considerada como la principal productora de sal en el mundo, produce cinco millones de toneladas anuales de sal y ocupa 25 mil hectáreas, siendo éstas las salinas más grandes de la Tierra; Japón compra el 95% de esa producción.

También existen salinas importantes en América 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, México.

Además del consumo humano directo, este cloruro de sodio se utiliza para descongelar las carreteras y para obtener la llamada "sosa cáustica" o "sosa de los jaboneros", así como otros componentes importantes en la industria, como el ácido clorhídrico.

Se considera que el segundo paso del hombre en el aprovechamiento de los recursos químicos del mar se dio cuando los fenicios aprendieron a extraer por molienda de los caracoles del género Murex un producto para tintes, estableciendo la primera industria química con productos del mar. Después los polinesios utilizan los bloques de los arrecifes de coral en la industria de la construcción. 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 será aprovechado conforme se desarrolle la tecnología adecuada.

Aunque es muy extensa la lista de los minerales que se podrían extraer del mar, son pocos los que tienen en la actualidad rentabilidad económica, y menos todavía los ya explotados comercialmente. Con excepción del petróleo crudo y del gas, sólo una docena más o menos de sustancias minerales se explotan en este momento en fuentes oceánicas de todo el mundo, entre ellas se encuentran: arena, grava, carbonatos de las conchas, titanio, circonio, estaño, uranio; todos estos minerales se extraen de depósitos superficiales, mientras el carbón y el hierro se explotan debajo del suelo del mar como una prolongación de los yacimientos terrestres; el azufre se extrae fundido en los depósitos del subsuelo marino.

La incipiente minería marina no ha logrado llegar a grandes profundidades, ya que está concentrada en las terrazas continentales submarinas hasta profundidades de 120 metros y todavía el valor total anual de estos productos minerales del océano es mínimo, alrededor de 4 mil millones de dólares, lo que equivale a sólo el 6% de los 73 mil millones de dólares estimados como valor anual de todos los productos minerales explotados en los continentes. De estos minerales, el petróleo crudo y el gas suman cuatro quintas partes del valor total, mientras que todos los otros sólo representan la otra quinta parte.

El requerimiento futuro de estos minerales fue estimado en 1976, considerándose que para 1985 se duplicaría y que para el año 2000, se triplicaría; sin embargo, algunos científicos han pensado que salvo pocas excepciones, como el oro, la plata y el uranio, las fuentes terrestres tradicionales seguirán 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 depósitos superficiales del suelo oceánico formados por sedimentos de restos orgánicos, como acumulaciones de pedazos de concha, lodo calcáreo de origen biológico, así como gránulos minerales y fragmentos de rocas erosionadas de los continentes. En los sedimentos detríticos se encuentran minerales pesados que contienen metales valiosos, como el estaño y el uranio; a estas concentraciones se les llama "placeres".

Los minerales pesados de los placeres proceden principalmente del desgaste y la erosión de rocas y debido a su peso se necesitan fuertes corrientes para realizar su acarreo y depósito, por lo que generalmente se encuentran en las áreas donde los ríos 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 océano.

Así, es posible encontrar placeres de alto valor económico, principalmente en playas de formación reciente y en depósitos de antiguos cauces de ríos sepultados en la plataforma continental; por ejemplo, depósitos de metales muy pesados como los que contienen platino, estaño y oro se localizan, por lo general, dentro de los 20 kilómetros de sus fuentes originarias, en cambio, los depósitos de metales no tan densos, como el circonio y la magnetita, pueden estar ubicados a varias decenas de kilómetros de ellas.

Actualmente, el estaño es explotado en los placeres marinos con resultado económico; en Tailandia, Indonesia y Malasia se extrae el estaño de depósitos originados por cauces de ríos sumergidos que se encuentran en la plataforma y son prolongación de los de la tierra. El estaño también se draga en las costas de Inglaterra, y la magnetita se extrae de placeres de playas sumergidas en el Japón. Estos depósitos minerales están ubicados a menos de 35 metros de profundidad y a 10 kilómetros de la costa.

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

Aunque todavía 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 más de 50 millones de dólares; de esta suma el estaño representa más 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 extraído del agua del mar, en la que se calcula que por cada metro cúbico existen 65 gramos de este valioso elemento.

Hasta hace poco tiempo la mayor parte del bromo procedía del agua del mar; sin embargo, en la actualidad también lo obtienen de "salmueras" concentradas en el subsuelo costero, alcanzando una producción mundial de cientos de miles de toneladas.

La fosforita y los nódulos de manganeso, que se forman como precipitados químicos en el fondo del océano, son otras sustancias minerales con posibilidades de utilización futura.

La fosforita está limitada a las márgenes 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 márgenes occidentales de los continentes, donde la cantidad de organismos en tierra es mínima; por ejemplo, frente a las regiones desérticas del mundo.

Los grandes depósitos de fosforita se extienden frente a Baja California, al sudeste de Estados Unidos, al oeste de México, de Perú, de Chile y en la Unión Sudafricana; también es posible que aparezcan en el noroeste de África y en el oeste de Australia. Las acumulaciones de fosforita en el fondo del océano son grandes y ayudan a la producción de fertilizantes, constituyendo su aplicación más importante.

Los nódulos de manganeso son concreciones de tierras negras, que se localizan en los fondos oceánicos y son ricos en óxidos de hierro y magnesio, además de níquel, cobalto y cobre.

Estos nódulos, 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 océanos Pacífico, Atlántico e Índico, donde cubren decenas de millones de kilómetros cuadrados y si sólo una pequeña parte del total de los depósitos conocidos pudiera explotarse, suministrarían una fuente prácticamente inagotable no sólo de manganeso sino de los otros metales.

Aparte de estos minerales submarinos próximos a la superficie se encuentran otros recién descubiertos en las depresiones profundas, calientes y llenas de salmuera del Mar Rojo. Los sedimentos de granulación fina que cubren estas cuencas contienen cinc, cobre, plomo, plata y otros metales. Hasta ahora, se ignora si estos minerales pueden ser explotados económicamente. 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 así, podrían existir otros depósitos de este tipo en valles oceánicos con características similares.

Como minerales del lecho rocoso de los océanos, se explotan actualmente el carbón, el hierro y el azufre. Se han encontrado yacimientos de carbón bajo el mar análogos a los continentales y, en muchos casos, son prolongación de éstos; su explotación sólo se realiza en las plataformas continentales poco profundas, como ocurre en el Japón. Otros países que tienen minería submarina de carbón son: Canadá, Reino Unido, Chile, Taiwán y Turquía. El hierro se explota en forma similar a la del carbón en Finlandia y Canadá. El azufre, que se extrae fundido mediante perforaciones, se explota frente a la costa del Golfo de México.

Independientemente de estos elementos químicos 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 benéficos; por ejemplo, de una de las esponjas marinas más venenosas, la del género Haliclona, se extrae toxina en concentraciones de 10 partes por millón, compuesto que tiene propiedades antibióticas muy activas frente a varios tipos de bacterias, por lo que con ella se están elaborando antibióticos que matan bacterias altamente patógenas, 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 "farmacología 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 farmacéuticos que se emplean para regular la actividad del músculo liso, por lo que son usadas en el tratamiento de afecciones gastrointestinales, principalmente en la cicatrización de las úlceras; además estimulan la contracción del músculo del útero y actúan como reguladores hormonales.

Algunos tipos de algas, vegetales marinos que abundan en las zonas costeras, han sido utilizados en la industria farmacéutica, como por ejemplo las del género Gelidium, algas rojas usadas para preparar sustancias como el agar-agar que se emplea en el revestimiento de las grageas y en la preparación de medios de cultivo para bacterias y hongos. Otras algas rojas, las del género Chondras, son empleadas como anticoagulantes, y el alga parda denominada Laminaria produce el ácido algénico 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; también sirve para el tratamiento del bocio, producido por la deficiencia de yodo.

En el alga marina Asterionella japonica se ha descubierto, en Niza, un antibiótico probablemente superior a la estreptomicina y sus derivados, el que además de destruir bacterias parece que también es eficaz contra los virus.

Los científicos 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 cáncer.

De los hígados 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 fijación del fósforo y el calcio en el tejido óseo; además, en el aceite de hígado de tiburón se ha encontrado una concentración muy elevada de vitamina A y en el del bacalao de vitamina D.

El valor de la farmacología marina es inestimable para la ciencia médica, por lo que cada día un número mayor de científicos se están dedicando al estudio de productos naturales, derivados de plantas y animales marinos, que poseen actividad farmacológica.

Para el desarrollo de la industria química del mar, se hace necesario el incremento de la capacidad tecnológica, que permita atraer grandes inversiones para convertir los recursos potenciales en recursos económicos. Es indispensable que se avance de manera ordenada y metódica para resolver muchos problemas que se presentan en la explotación de los recursos químicos marinos y así llegar a utilizar la riqueza de los océanos en toda su magnitud.