Biorremediación: una alternativa del futuro para cuidar el ambiente
La presencia de agentes físicos, químicos y biológicos producto de la industrialización, alteración de los ecosistemas y ajenos al ambiente genera contaminación. Un ambiente contaminado afecta a los seres vivos que habitan en él, incluyendo a los humanos. Sin embargo, existen métodos para restaurar un ambiente contaminado con el fin de devolverlo a su condición original. La biorremediación es uno de ellos y se considera una alternativa del futuro para cuidar el medio ambiente.
¿Qué es la biorremediación?
La biorremediación es la aplicación de organismos vivos para descontaminar el ambiente, ya sean lodos, el suelo o el agua. Muchos organismos vivos como bacterias, hongos y plantas son capaces de neutralizar o eliminar sustancias nocivas y contaminantes presentes en el ambiente.
Tipos de biorremediación
Los procesos de bioconversión son muy variados y la elección del método de remediación adecuado va a depender del tipo de contaminantes presentes (metales pesados, compuestos orgánicos, etc), las condiciones particulares del sitio contaminado, el presupuesto y tiempo disponibles y el tipo de organismos a aplicar. En este sentido existen diferentes tipos de biorremediación que explicaremos a continuación.
- Degradación enzimática
Las enzimas son moléculas encargadas de acelerar las reacciones biológicas. Muchas sustancias contaminantes pueden degradarse con el uso de enzimas provenientes de bacterias transformadas por técnicas de ingeniería genética.
- Fitorremediación
Sustancias contaminantes como hidrocarburos, solventes y metales pesados pueden ser eliminados del suelo por determinadas plantas. Estas tienen la capacidad de absorber, acumular y tolerar altas concentraciones de contaminantes en sus tejidos utilizando diferentes mecanismos que se mencionan a continuación:
Fitoextracción
Consiste en la capacidad de la planta para acumular metales pesados como el cadmio (Cd), el níquel (Ni), el plomo (Pb) o el zinc (Zn), entre otros, en sus partes cosechables (hojas y raíces). Una técnica sencilla de biorremediación para aprovechar esta capacidad de las plantas, consiste en cultivarlas en suelos superficiales contaminados.
Rizofiltración
Esta estrategia consiste en absorber a través de las raíces de las plantas metales pesados como cadmio, plomo, níquel y metales radioactivos presentes en efluentes contaminados.
Fitoestabilización
Algunas plantas tienen una alta capacidad para tolerar compuestos fenólicos y clorados. Estas se utilizan para inmovilizar este tipo de contaminantes e impedir que contaminen las aguas subterráneas y el aire.
Fitoestimulación
Este método indirecto de biocorrección consiste en utilizar exudado de las raíces de algunas plantas para estimular el crecimiento de microorganismos que degradan contaminantes como los hidrocarburos.
Fitovolatización
Las plantas captan y transforman metales pesados y compuestos orgánicos que liberan a la atmósfera mediante la transpiración.
- Remediación microbiana
La remediación microbiana del medioambiente consiste en utilizar microorganismos como bacterias u hongos para la eliminar o neutralizar sustancias contaminantes. Estos son capaces de degradar una amplia gama de contaminantes tales como hidrocarburos y sus derivados. También pueden degradar parcialmente el bifenilo policlorado (PCB), que es considerado una de las doce sustancias químicas más contaminantes del planeta. Los metales pesados como el cadmio, el plomo y el arsénico no son biodegradables, pero pueden ser concentrados y de esta manera, removidos del ambiente.
Micorremediación
La micorremediación consiste en utilizar hongos para remover y transformar contaminantes presentes en los suelos y aguas contaminados. Se considera que estos organismos son los que poseen mayor tolerancia a la acumulación de contaminantes.
Remediación bacteriana
Las bacterias ofrecen una variedad de opciones para revertir la contaminación de muchos ambientes. Estos organismos pueden ser autóctonos o provenir de otros lugares. Si son autóctonos se estimula su crecimiento agregando nutrientes como nitrógeno y fósforo, también se puede agregar el exudado de raíces para estimular su crecimiento (fitoestimulación). Cuando provienen de otros sitios es necesario aplicarlos directamente en el ambiente a descontaminar (inoculación). Las bacterias se utilizan en la bioaumentación y otras técnicas para prevenir la contaminación del ambiente.
Bioaumentación
El uso de la ingeniería genética ha permitido obtener bacterias más eficientes. Un ejemplo es la bioaumentación; que consiste en utilizar bacterias que han sido mejoradas en el laboratorio y que son más eficientes para tratar con mayor rapidez el suelo y agua contaminados. Generalmente se utilizan bacterias autóctonas mejoradas provenientes del sitio contaminado.
Bioestimulación
En muchos ambientes contaminados existen bacterias capaces de biorrepararlo. La bioestimulación consiste en mejorar las condiciones para favorecer la degradación del contaminante mientras se desarrollan estas bacterias. Esto se logra con la adición de nutrientes como carbono (C), nitrógeno (N) y fósforo (P) y mejorando la acidez.
Otras técnicas para prevenir la contaminación ambiental
Existen otras técnicas que muchas veces se engloban dentro de los métodos de biorremediación, sin embargo, su objetivo no es revertir la contaminación, sino impedirla o minimizarla. En esta categoría se incluye el uso de biorreactores para tratar efluentes, el compostero o compost que es una técnica para obtener abono orgánico a partir de desechos orgánicos y la biolixivación que es una alternativa ecológica para extraer metales de minerales en sustitución de métodos que utilizan el cianuro que es altamente contaminante.
- Labrado de la tierra (del inglés landfarming)
Esta biotecnología consiste en mezclar material contaminado como lodos y sedimentos con los primeros 30 centímetros de un suelo no contaminado de un terreno extenso. Para aplicar este método es necesario el uso de maquinaría agrícola. La degradación de la sustancia contaminante es favorecida gracias a la mezcla y aireación y eventualmente es necesaria la aplicación de un inóculo microbiano para acelerar el proceso.
Ventajas de la biorremediación
Las técnicas de biorremediación son más económicas y amigables con el ambiente en comparación con las técnicas físicas y químicas de uso convencional, en este sentido el impacto ambiental es menor. Adicionalmente, con algunas de las técnicas que utilizan bacterias puede conseguirse la desaparición total de metales contaminantes mediante el proceso de mineralización, algo difícil de conseguir con las técnicas convencionales.
La biorremediación permite tratar lugares de acceso difícil. Por ejemplo si ocurre un derrame de hidrocarburos en el suelo se puede aplicar un método de biorremediación sin necesidad de utilizar maquinaria costosa para cavar o incinerar la zona, que serían las alternativas aplicables en este caso. En este sentido, las técnicas de remediación no son intrusivas, ni requieren de maquinarias costosas, sin mencionar el uso de agentes químicos costosos.
Desventajas de la biorremediación
Aun cuando siempre se mencionan las ventajas del uso de la biorremediación es importante saber que algunos de estos métodos tienen limitaciones. Si no se manejan estos aspectos de manera adecuada, pueden empeorar la situación del entorno en donde son aplicados. Es muy importante documentarse bien antes de aplicar el proceso de bioreparación elegido. Uno de los mayores problemas es la aplicación incompleta del método lo que puede producir intermediarios indeseables.
Otro punto importante a considerar es que existen compuestos resistentes a muchos microorganismos. Cuando se presenta esta situación, pudiéramos introducir un microorganismo de manera innecesaria en el ambiente. Se recomienda que cuando sea la primera vez que se va a tratar un ambiente se realice una prueba a pequeña escala para verificar la eficacia del tratamiento.
Cada tratamiento tiene un diseño diferente y como se está trabajando con organismos vivos deben respetarse los lapsos de tiempos necesarios para cada proceso, que generalmente, son mayores que los que requieren los métodos convencionales. Debido a que antes de aplicar algún método de biorremediación hay que precisar todos estos detalles, lo ideal es que sean aplicados por personas capacitadas y con experiencia. Muchas veces la combinación de métodos de remediación biológicos con otros de tipo físico o químico puede lograr mejores resultados.
En este contexto, la biorremediación tiene un gran potencial para atender el gran desafío de cuidar el ambiente, por ello puede considerarse como la alternativa del futuro. Existe una amplia gama de métodos de biorremediación que pueden aplicarse en suelos, agua o lodos con excelente resultados. Finalmente, es de suma importancia evaluar las ventajas y desvantajas de cada método antes de ser aplicado para obtener los resultados deseados.
