¿Qué es la biorremediación?
La biorremediación es un proceso que utiliza microorganismos, plantas u otros organismos vivos para degradar o transformar contaminantes ambientales en sustancias menos tóxicas o incluso inocuas. Sirve para limpiar suelos, aguas y aire contaminados con sustancias químicas peligrosas, como hidrocarburos, metales pesados, pesticidas y otros productos químicos industriales. Se considera una alternativa más ecológica y rentable que los métodos tradicionales de limpieza, como la excavación y la eliminación de suelos contaminados.
Los procesos de biorremediación implican reacciones de oxidación-reducción con el fin de reducir y oxidar los contaminantes indeseados. Así pues, podemos distinguir la biorremediación aeróbica y la anaeróbica. La biorremediación aeróbica se lleva a cabo en presencia de oxígeno para degradar contaminantes orgánicos, como hidrocarburos. En este caso, los microorganismos aerobios aprovechan los contaminantes como fuente de energía y los transforman en dióxido de carbono y agua. Por otra parte, el proceso de biorremediación anaeróbico se lleva a cabo en ausencia de oxígeno y se utiliza para degradar contaminantes orgánicos e inorgánicos, como metales pesados.
¿Es la biorremediación la respuesta a los problemas de contaminación?
El ritmo al que crece la población humana y la velocidad a la que genera residuos plantea un serio problema medioambiental. Muchos de los contaminantes que generamos tienen una vida media de miles de años, por lo que permanecen en los ecosistemas interfiriendo con el correcto funcionamiento de los mismos, y a veces incluso entran en la cadena trófica llegando hasta nuestros platos. Una solución podría ser la biorremediación.
Por suerte, la ciencia no se ha quedado de brazos cruzados ante semejante problema. Si bien se trata de un concepto relativamente novedoso, la biorremediación lleva empleándose desde el año 600 a. C., cuando los antiguos romanos dirigían sus residuos a pozas donde la actividad microbiana se encargaba de transformarlos. No fue, sin embargo, hasta los años 40 del siglo pasado que comenzó a acuñarse este término con un mayor conocimiento por parte de los microbiólogos.
Bacterias que no le hacen ascos a nada, joyas de la biorremediación
Muchas estirpes microbianas son capaces de utilizar hidrocarburos como única fuente de energía, degradándolos eficientemente y por ende, retirándolos del medio. Algunas especies capaces de lograr esta proeza son Pseudomonas putida, Alcaligenes faecalis, bacterias de los géneros Aeromonas, Rhodococcus, Vibrio o Streptomyces entre muchas otras.
Pero no queda ahí la cosa, muchos otros microorganismos son capaces de utilizar compuestos altamente tóxicos, como el cianuro o el 2-4-dinitrofenol como fuentes de nitrógeno. Este es el caso de muchas especies pertenecientes al género Pseudomonas, unos pequeños gigantes de la biorremediación. Estos elementos son inhibidores de la cadena de transporte de electrones. En nuestro caso, la intoxicación por cianuro podría conducir a la muerte por inhibición de la respiración oxidativa en la mitocondria, no obstante, estas bacterias presentan un atajo para evitar morir a causa de la presencia de cianuro.
Investigadores de la ciudad de Córdoba, liderados por el doctor Conrado Moreno Vivián, fueron capaces de aislar en el año 2005 una estirpe capaz de utilizar el cianuro presente en el agua como única fuente de nitrógeno, sobreviviendo en el proceso y produciendo a su vez bioplásticos en el proceso. Os presento a la estirpe CECT5344 de Pseudomonas pseudoalcaligenes.
Como ya te he comentado anteriormente, el género Pseudomonas está muy presente en esta lista, y de hecho, su batería enzimática es tan potente que les permite degradar hasta las sustancias más impensables. No sería de extrañar que ante una catástrofe natural, las Pseudomonas junto con las cucarachas y las palomas fueran de las pocas especies supervivientes.
Tipos de biorremediación
Con respecto al uso de microorganismos para la biorremediación surgen dos estrategias principales que pueden presentar una gran cantidad de beneficios para el ecosistema contaminado. Por un lado, podemos hablar de bioaumentación y por otro de bioestimulación.
Bioaumentación
Grosso modo, la bioaumentación consiste en añadir en grandes cantidades y de forma artificial microorganismos exógenos o microorganismos autóctonos capaces de degradar el contaminante en cuestión. Los microorganismos pueden añadirse en forma de consorcios o de cepas concretas. Es decir, se introduce una población de microorganismos especializados que no se encuentran de forma natural en el lugar y que son capaces de metabolizar los contaminantes de manera más eficiente que los microorganismos ya presentes en el ambiente. Es importante seleccionar microorganismos que no presenten riesgos para la salud humana o para el ambiente.
Bioestimulación
La bioestimulación por su parte consiste en la modificación del entorno nativo para estimular el crecimiento y actividad del microorganismo de interés, por ejemplo, añadiendo nutrientes, concretamente fertilizantes orgánicos e inorgánicos. Se trata de una técnica que busca mejorar las condiciones ambientales para que los microorganismos puedan degradar los contaminantes de forma más eficiente. Es importante destacar que la bioestimulación debe ser cuidadosamente monitoreada para evitar la sobrecarga de nutrientes y la aparición de condiciones ambientales no deseadas.
Normalmente, la balanza se inclina más a favor de la bioestimulación. Hay que tener en cuenta que la adición de microorganismos no nativos en un ecosistema podría provocar un problema severo en lo que a las comunidades microbianas se refiere, desplazando a especies autóctonas y alterando el equilibrio. De cualquier modo, todavía hay mucho por investigar.
Fitorremediación: plantas que funcionan como depósitos de basura
De cualquier modo, la biorremediación no es solo cosa de microorganismos, las plantas también tienen algo que decir de todo esto. Cuando estas son utilizadas para este propósito, hablamos de fitorremediación.
Normalmente, las plantas pueden utilizarse para retirar metales pesados de suelos contaminados, así como algunos compuestos orgánicos. Para ser seleccionada como un hiperacumulador de sustancias contaminantes, una planta debe de tener una serie de características, como por ejemplo la naturaleza de la raíz (nivel de lignificación y profundidad que alcanza), ser resistentes a unos altos niveles del contaminante que se pretende eliminar, que la planta presente una alta adaptabilidad al ecosistema donde se va a introducir y por último y no menos importante, que la planta presente una alta tasa de crecimiento y resistencia a múltiples enfermedades y plagas.
Normalmente, cuando las plantas han alcanzado un desarrollo determinado, se retiran del ecosistema en cuestión y se procede a su eliminación, normalmente mediante incineración.
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¿Tú qué opinas? ¿Crees que la biorremediación podría ser una solución a los problemas de contaminación de nuestro siglo? Nos interesa conocer tu opinión al respecto, así que no dudes ni un segundo en comentar.
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