Biorremediación Se defne como biorremediación a cualquier proceso que utilice microorganismos microorganismos,, hongos hongos,, plantas plantas o o las enzimas derivadas de ellos para retornar un medio ambiente alterado por contaminantes a su condición natural. La biorremediación puede ser empleada para atacar contaminantes específcos del suelo, por ejemplo en la degradación bacteriana de compuestos organoclorados o de hidrocarburos hidrocarburos.. Un ejemplo de un tratamiento más generalizado es el de la limpieza de derrames de petróleo por medio de la adición de ertili ertilizan zantes tes con nitratos o sulatos sulatos para estimular la reproducción de bacterias nativas o e!ógenas "introducidas# $ de esta orma acilitar la descomposición del petróleo cru do. Inspección y aplicaciones Los procesos naturales de biorremediación $ ftorremediación "remediación por plantas# se han usado desde hace siglos% tal es el caso de la desalinización de terrenos agrícolas por la acción de plantas capaces de e!traer las sales. La biorremediación usando microorganismos ue inventada por el científco norteamericano &eorge '. (obinson. )ste trabajó como ingeniero petrolero asistente de la compa*ía Santa 'aría de +aliornia en la dcada de -/0 $ -/0 $ se dedicó a e!perimentar e!perimentar con una serie de microbios en rascos contaminados de petróleo petróleo.. Se puede clasifcar a la biorremediación como in situ o ex situ. La primera consiste en tratar el material contaminado en el lugar en que se encuentra sin trasladarlo a otra parte. 1lgunos ejemplos de estas tecnolo tecnología gíass consis consisten ten en operac operacione ioness de compostaje compostaje,, la vent ventil ilaci ación ón biol biológ ógic ica, a, la util utiliz izac ació ión n de biorreactores,, la fltración por raíces o la estimulación biológica. biorreactores 2n los procesos e! situ el material contaminado es trasladado a otro lugar para realizar o completar su descontaminación. 3o todos los contaminantes son áciles de biorremediar por medio de microorganismos. 4or ejemplo, los metales pesados como el cadmio $ el plomo $ el mercurio no son absorbidos o capturados por estos orga organi nism smos os.. La incor incorpo pora raci ción ón de algu algunos nos de es esto toss me meta tale less dent dentro ro de la cadena cadena alim alimen enta tari ria a "bioacumulación bioacumulación## agra agrava va el prob proble lema ma.. Se puede puede usar usar la reme remedi diaci ación ón por por me medi dio o de plant plantas as o ftorremediación. 2s mu$ 5til en estos casos porque es posible usar plantas transgnicas que concentren estas to!inas en sus partes areas "sobre la tierra#, las cuales pueden ser cosechadas $ eliminadas. - Los metales pesados obtenidos de esta cosecha pueden ser concentrados aun más por incineración para ser desechados o bien reciclados para usos industriales. La eliminación de una gran variedad de contaminantes del medio ambiente requiere un conocimiento creciente de la relativa importancia de sus ciclos químicos $ redes de regulación del ciclo del carbono en divers diversos os ambient ambientes es $ para para cada cada compues compuesto to en partic particula ularr. +on seguri seguridad dad que esta esta tecnolo tecnología gía se desarrollará aun más en el uturo.6 Tecnologías de ingeniería genética 2l uso uso de la inge ingeni nierí ería a gent gentic ica a para para crea crearr orga organi nism smos os es espe pecí cífc fcame ament nte e dise dise*a *ado doss para para la biorremediación tiene gran potencial.7 La bacteria Deinococcus radiodurans "el organismo más resistente a la radiación que se conozca# ha sido modifcado para que pueda consumir el tolueno $ los iones de mercurio de desperdicio nuclear altamente radioactivo. Micorremediación Se llama Micorremediación a una orma de remediación en que se usan hongos para descontaminar suelos. 2ste trmino ue usado por primera vez por 4aul Stamets $ Stamets $ se refere al uso de micelios micelios ungales ungales para la biorremediación. Uno de los principales papeles de los hongos en los ecosistemas es el de descomposición, que es eectuado por los micelios. )stos segregan enzimas e!tracelulares $ ácidos que sirven para degradar la lignina $ lignina $ la celulosa celulosa,, los dos componentes principales de la pared celular de las clulas de plantas. 2stos compuestos están ormados de largas cadenas de carbono e hidrógeno con uniones químicas mu$ uerte que le dan la robustez a las fbras vegetales $ a la madera. 2stas estructuras químicas son mu$ similares a las de muchos contaminantes actuales. Lo undamental en la microrremediación es identifcar la cepa de hongos más apropiada para tratar cada tipo específco de contaminante. 1lgunas cepas dan buenos resultados para degradar gases neurotó!icos como neurotó!icos como el agente 89 $ el gas sarín sarín.. Ventajas La biorremediación tiene una serie de ventajas sobre otros mtodos. 2n el caso que la contaminación est en lugares inaccesibles se puede realizar sin necesidad de cavar. 4or ejemplo en el caso de derrames de petróleo que ha$an penetrado en el suelo $ amenacen contaminar a la capa de agua. 2sto resulta mucho menos costoso que el proceso de e!cavación e incineración que sería la otra alternativa. Supervisión 2l proceso de biorremediación puede ser supervisado usando mtodos como la medición del potencial de reducción:o!idación "tambi "tambin n llamado llamado redo redo!# !# en el suelo o el agua junto con la medición medición del p; p;,, temperatura, temperatura, contenido de o!ígeno o!ígeno,, concentraciones concentraciones de productos productos de degradación degradación "como el anhidrido carbónico## carbónico
una estrategia para eliminar contaminantes respetuosa con el medio ambiente 2ste artículo es uno de los más personales que me ha tocado escribir, $a que aecta directamente al área en la cual esto$ realizando mis pro$ectos de investigación. 2n este primer artículo me limitar a e!poner algunas defniciones, así como el ámbito de actuación de la biorremediación.
¿Qué es la biorremediación La biorremediación es el uso de seres vivos para restaurar ambientes contaminados. 2s un concepto que no se debe debe de conund conundir ir con depuració depuración. n. La depuració depuración n es la elimina eliminació ción, n, $a sea por mtodo mtodoss ísico?químicos o biológicos, de un contaminante antes de que ste alcance el medio ambiente. +uando la contaminación $a se ha producido, se precisa restaurar el ecosistema contaminado, para lo que se pueden utilizar diversas estrategias. Una de ellas es la biorremediación. ¿Qué organismos participan
Se pueden emplear diversos organismos en los procesos de biorremediación. Los más usados son los microorganismos "tanto bacterias, como algas $ hongos# $ las plantas "en procesos llamados ftorremediación#, pero tambin se pueden utilizar otros seres vivos tales como los nemátodos "vermiremediación#. 2ntre los microorganismos destacan especialmente las bacterias, los seres vivos con ma$or capacidad metabólica del planeta. Las bacterias pueden degradar prácticamente cualquier sustancia orgánica. Si la sustancia se degrada completamente se habla de mineralización% este es el proceso ideal, pero no siempre ocurre. 1lgunas sustancias no son degradadas sino transormadas en otras "biotransormación#. La biotransormación puede ser peligrosa, $a que la nueva sustancia ormada puede ser tan nociva o más que la de partida. @inalmente ha$ sustancias que no son degradadas $ se las denomina recalcitrantes. )stas se acumulan durante mucho en el medio ambiente, especialmente si además son resistentes a procesos ísico?químicos como la radiación ultravioleta o la o!idación. Las bacterias además pueden eliminar los contaminantes en ambientes donde ha$ o!ígeno "llamados aeróbicos#, pero tambin en ambientes sin o!ígeno "llamados anaeróbicos#, $a que pueden respirar otras sustancias dierentes al o!ígeno "aceptores de electrones#, como por ejemplo el nitrato, el sulato, el hierro "===#, el manganeso, el selenio $ un largo etctera. ¿Qué tipos de contaminantes se pueden eliminar por biorremediación Aodos aquellos contaminantes que puedan ser degradados o transormados por los seres vivos son susceptibles de ser eliminados mediante procesos de biorremediación. Los compuestos orgánicos suelen ser degradados total o parcialmente $ eliminados por completo del ecosistema. 4or ejemplo, compuestos contaminantes tales como el tolueno, el enol o los polibienilos clorados "4+ 2jemplo del empleo de bacterias para la eliminación de un contaminantes en capas proundas del suelo. 2n este ejemplo las sustancias contaminantes están haciendo peligrar un acuíero. 4ara su eliminación se in$ecta en el suelo nutrientes $ aceptores de electrones que avorecen el crecimiento de microoganismos que acabarán eliminando la sustancia tó!ica. ¿Qué utilidad tienen los microorganismos usados en biorremediación 2l estudio de los procesos de biorremediación tiene un gran inters, $ no sólo por las ventajas que posee la restauración de un ecosistema. Las bacterias responsables de la biorremediación, los procesos bioquímicos que llevan a las reacciones de degradación, así como los genes que codifcan las enzimas responsables de estos procesos se están analizando tanto para un conocimiento desde un punto de vista básico como aplicado. +onocer las proteínas responsables de estos procesos, así como los genes que codifcan stas, como han evolucionado $ se han dispersado en los dierentes ecosistemas, permite conocer mejor la evolución ligada a procesos geoquímicos de nuestro planeta. 1demás ese conocimiento ha servido $ está sirviendo para desarrollar herramientas de inters biotecnológico como por ejemplo, el uso de las bacterias, o parte de ellas en procesos de biominería "e!tracción de metales de inters usando bacterias#, de bioproducción de sustancias de inters tales como bioplásticos o biopolímeros, energía "electricidad#, sustancias de inters armacológico, o enzimas que realizan procesos químicos de una orma más efciente $ más respetuosa con el medio ambiente que la industria química. 2stas bacterias, o parte de ellas tambin pueden ser usadas para desarrollar biosensores, sistemas de detección de sustancias más efcientes $ rápidos que los típicos análisis químicos. Aodas estas aplicaciones sólo se han podido obtener despus de un proundo conocimiento de la biología molecular que sub$ace en los procesos de biorremediación. 4ero eso será otro tema. 1quí os dejo una charla de casi una hora de duración acerca de la teoría $ práctica de la biorremediación "en ingls# Biorremediación La biorremediación puede ser defnida como el uso de organismos vivos, componentes celulares $ enzimas libres, con el fn de realizar una mineralización "compuesto blanco C +D6 E ;6D#, una transormación parcial, la humifcación de los residuos o de agentes contaminantes $ una alteración del estado redo! de metales. ;istóricamente el compostaje ue una primitiva orma de biorremediación en donde los residuos por ej. derivados de la recolección domiciliaria "restos orgánicos, inorgánicos, residuos industriales, etc.# son incluidos en containers permitiendo que puedan ser biodegradados por microorganismos "Senior and
autodepurarse. Las tcnicasde biorremediación pueden ser clasifcadas seg5n el tratamiento $ a la ase usada. Se denomina biorremediación in situ cuando el suelo contaminado se trata en el lugar, el sitio permanece prácticamente inalterado durante el tratamiento $ la biorremediación e! situ el suelo es retirado $ trasladado hasta una unidad de tratamiento. 2l tratamiento es eectuado en ase sólida si el suelo es tratado sobre un lecho especialmente preparado $ no ha$ líquido libre. 4or el contrario se denomina ase barro cuando se lleva en un reactor $ se orma barro entre el suelo $ agua "@errari, -/#. 2n general e!isten dos estrategias para a$udar a un ecosistema a remediarse> La primera es agregar nutrientes de orma de estimular las poblaciones naturales $ así aumentando su actividad $ la segunda es introduciendo microorganismos e!ógenos dentro del ecosistema como orma de remediación. 2n este 5ltimo caso con las nuevas tcnicas de la ingeniería gentica se pueden emplear microorganismos genticamente modifcados hacindolos más efcientes en la biorremediación. !" Biorremediación de #idrocarburos La descomposición microbiana de hidrocarburoses de considerable importancia económica $ ambiental por los perjuicios que ocasiona. Una de las principales causas de contaminación del ambiente son los derrames de petróleo, tal como ocurrió en marzo de -F cuando el superpetrolero 2!!on 8aldez chocó con varios icebergs en el estrecho del 4ríncipe &uillermo en 1lasBa, derramando -- millones de galones de petróleo en el aguaocasionando un impacto ecológico inimaginable cu$o gasto de limpieza se estimó en "UG -H00 millones#. Los hidrocarburos varían en su habilidad de ser degradados, los derrames de estos en el agua tienden a ormar laminas en la superfcie en donde el viento $ el oleaje crean microscópicas emulsiones. 2sto permite que los microorganismos predominantemente bacterias "pseudomonas, corinebacterias $ micobacterias#, algunas levaduras $ hasta algas verdes tengan una ma$or superfcie de contacto con la partícula, acilitando el acceso a la misma $ permitiendo su degradación. 4ero la biorremediación en el agua se ve aectada por la disponibilidad de nutrientes debido a que estos generalmente se encuentran en bajas concentraciones, por lo que generalmente tras un derrame se adiciona ósoro $ nitrógeno como orma de estimular el crecimiento de los microorganismos que potencialmente degradarán el hidrocarburo. 2n el caso de que el derrame sea en el suelo el proceso es dierente, la o!idación es llevada a cabo por hongos $ bacterias $ el movimiento del hidrocarburo es más vertical, además el proceso de humifcación tiende a atrapar el residuo hacindolo más persistente. 2n este caso el actor limitante no está en la disponibilidad de nutrientes sino que la disponibilidad de o!igenoes baja, por lo que se debe aerear el suelo o agregar peró!ido de hidrogeno ";6D6# para mejora el proceso. 2n los derrames, la racción de hidrocarburo más volátil es evaporada con acilidad dejando a los componentes aliáticos $ aromáticos para ser o!idado por diversos grupos de microorganismos. 2n e!perimentos llevados a cabo tras los derrames de petróleo se demuestra que el n5mero de bacterias o!idantes aumenta de -07 a -0/ veces poco despus del mismo $ en condiciones avorables más del F0 I de los componentes no volátiles son o!idados entre / meses $ un a*o del derrame. 1lgunas racciones, como los hidrocarburos de cadena ramifcada $ los policíclicos, permanecen mucho más tiempo en el ambiente principalmente si llegan a zonas anaerobias ocasionando perjuicios a largo plazo. $" Biorremediación de %idrocarburos &rom'ticos (olinucleares Los hidrocarburos aromáticos polinucleares ";14s# constitu$en un grupode contaminantes considerado de estudio prioritario debido a sus propiedades mutagnicas, tó!icas $ cancerí genas. 2n los 5ltimos a*os la acumulación de estos a ido aumentado "'enzie et al., -6#. Una gran variedad de estos compuestos orgánicos no volátiles pueden ser encontrados en el petróleo contaminante de suelo en donde los niveles de estos varían, pero generalmente altas concentraciones pueden ser encontradas en los derrames de hidrocarburos. 2l suelo tiene la capacidad de absorber estos compuestos $ muchos son volatilizados en la atmósera, pero son los microorganismos los principales degradadores de estos compuestos "+raJord et al., -7#. Los ;14s consisten en 6 o más anillos benznicos $a sea en orma simple o m5ltiple ormando cadenas o racimos $ cuanto más anillos tenga el compuesto más resistente será a la actividad enzimática, "ver tabla -. donde se describen las características ísicas de los ;14s#. Lee and ($an "1tlas, -F-# notó que la biodegradación del naphtaleno "6 anillos# era más de -000 veces superior que la del benzopireno "H anillos#, en general estructuras conteniendo K o más anillos son diíciles de degradar. Los estudios de degradación de los ;14s comenzaron hace más de F0 a*os cuando Sohgen and Stormer aislaron bacterias capaces de degradar compuestos aromáticos usándolos como uente de carbono "1tlas, -F-#. 2n ambientes acuáticos los principales gneros de bacterias $ hongos hallados son los siguientes, 4seudomonas, 1chromobacter, 1rthrobacter, 'icrococcus, 3ocardia, 8ibrio, 1cinetobacter,
-# Una gran variedad de bacterias, hongos $ algas tienen la habilidad de degradarlos. 6# La hidro!$lación de los ;14s envuelve la incorporación de o!igeno molecular. 7# Los microorganismos procariotas metabolizan los ;14s con un ataque inicial de una dio!igenasa para dar cis,dih$drodiol que además es o!idado para ormar dih$dro!idos. K# ;14s con más de 7 anillos de benzeno no sirven como sustrato para el crecimiento bacteriano lo que hace que deba estar sujeto a una transormación co:metabólica. H# 'uchos de los genes son codifcados por plásmidos. /# ;14s de bajos pesos moleculares como el naphtaleno son degradados rápidamente mientras que aquellos de alto peso como el anthraceno o el benzop$reno son más resistentes. # La biodegradación ocurre con ma$or efciencia en la interace sedimento?agua. F# La adaptación microbiana puede ocurrir por continuas e!posiciones a los ;14s. Ultimamente se han desarrollado tcnicas de c ompostaje como orma de biorremediación. Mado que si los microorganismos son capaces de degradar compuestos tó!icos en la naturaleza es de esperar que estos hagan lo mismo en un laboratorio bajo condiciones optimas. 2ste tratamiento consiste en la ormación de un barro con el material contaminado $ agua. Aabla -# 4arámetros ísicos de los -/ ;14s de ma$or prioridad seg5n US241. "4'Npeso molecular, 4@Npunto usión "O+#, 42Npunto ebullición "O+#, SNsolubilidad en agua a 6H O+# 3ombre 3ataleno 1cenatileno 1cenateno @luoreno @enantreno 1ntraceno @luoranteno 4ireno
@inalmente, las altas temperaturas aumenta la solubilidad $ la transerencia de masa, esto hace que sea más metabolizado por los microorganismos. Las altas temperaturas son el actor más determinante en el ambiente del compostaje, esto se debe a que la presión de selección sobre las bacterias se ve intensifcada por el aumento de temperatura. @instein, reportó que en compostajes con temperaturas superiores a /-O+ .las especies bacterianas decaen drásticamente "(acBe and @rinB, -F#.
2!isten dos ormas por la que la cual la microPora puede degradar el plaguicida. =# La sustancia avorece el crecimiento microbiano $ es empleada como uente de carbono, energía $ raras veces como uente de nitrógeno, azure, etc.. 2l n5mero de microorganismos aumenta $ el aislamiento se realiza utilizando el plaguicida como 5nica uente de nutrientes. Luego de que el compuesto ue degradado las poblaciones decrecen. ==# 4or cometabolismo, el compuesto no act5a directamente como uente de nutrientes sino que se debe emplear otras como la glucosa, que al disminuir en el medio inducen las enzimas necesarias para la degradación del plaguicida. Las reacciones catabólicas ocurren principalmente cuando las dosis de pesticidas son altas $ la estructura química permite su degradación. "1le!ander, -# indica una serie de reacciones que pueden ser realizadas por microorganismos heterótroos sobre los plaguicidas> Meto!ifcación: +onversión de una molcula tó!ica en otra no tó!ica "1rthrobacter spp#. Megradación: Aransormación de una sustancia compleja en productos más simples ej. la mineralización que da como resultado la aparición de +D6, ;6D, 3;7, etc. "4seudomonas spp# +onjugación: @ormación de compuestos por reacciones de adición, en donde el microorganismo combina el plaguicida con metabolitos celulares "adición de aminoácidos, ácidos orgánicos, etc.#. 2l estudio de la biodegradación de los plaguicidas no es sencillo en el suelo, $a que las concentraciones son mu$ bajas. Se deben emplear cromatografas de ase gaseosa o líquida, espectrootometría ultravioleta, para poder detectar trazas de pesticidas o sus intermediarios de la degradación. Biorremediación de metales pesados Dtra importante área de contaminación es la que originan los metales pesados, en este caso el mecanismo bioquímico microbiano no es la degradación del átomo contaminante, sino que se produce un cambio en el estado de o!idación del metal para su deto!ifcación. 2ste cambio en el estado de o!idación permite seguir varias estrategias de biorremediación> a# 2l metal se vuelve menos soluble $ precipita lo que hace que sea menos utilizado por los organismos del ambiente. b# ;ace que se vuelva por el contrario más soluble por lo que puede ser removido por permeabilidad. c# 4ermite que pueda haber una volatilización del átomo. d# ;acerlo en si menos tó!ico para los organismos del medio. +iclo biogeoquímico del 'ercurio 1unque el mercurio es un elemento poco abundante en el ambiente natural, es un producto industrial de amplia utilización $ es uno de los componentes activosde los plaguicidas introducidos en el agro $ por ende en el medio ambiente. La minería de las minas de mercurio $ la combustión de combustibles ósiles libera apro!. K0000 toneladas de mercurio al a*o. 2l mercurio está presente en tres estados de o!idación ;g0, ;gE $ ;g6E. 2l principal mineral de mercurio es el sulato ;gS, llamado cinabrio. La solubilidad de este es demasiada baja por lo que en ambientes anaerobios el mercurio esta en esta orma% pero debido a la aereación sure una o!idación gracias a los tiobacilos, dando el ion mercurio, ;g6E. 2ste ;g6E es mu$ tó!ico pero los microorganismos convierten el ;g6E en mercurio elemental ;g0 deto!ifcandolo. Una reductasa 31M4 "codifcada por plásmidos# asociada al ;g6E cataliza la siguiente reacción. ;g6E E 31M4 E ;E C ;g0 E 6;E E 31M4E Se ha identifcado una proteína periplásmica en 4seudomonas spp que atrapa el ;g6E. 2se ion es atrapado en una región de la proteína ormada por dos residuos de cisteína ormando (:S:;g: S:(, posteriormente es transportado a travs de la membrana plasmática donde es reducido a ;g0. 2sto evita que el ;g6E se incorpore a otros residuos de cisteina de otras proteínas lo que podría desnaturalizarlas provocando la muerte del microorganismo, razón por la cual se usa el mercurio de como antisptico $ desinectante de heridas. Dtras bacterias convierten el ;g6E en metilmercurio $ dimetilmercurio de alta tó!icidad, en esta metilación interviene la vitamina <-6 como coenzima de la siguiente orma. ;g0 E+;7:<-6 C +;7:;g0 metilmercurio +;7:;gE E+;7 C +;7:;g:+;7 dimetilmercurio 2l metilmercurio $ dimetilmercurio son lipoílicos $ se acumulan en los lípidoscelulares. +" Tratamiento ,e -.uentes Las aguas residuales son materialesderivados de la actividad industrial $ de los residuos domsticos, los cuales por razones de salud p5blica no pueden ser vertidas a los cursos de aguas corrientes o lagos. 1 pesar de las recomendaciones $ ordenanzas en los 5ltimos a*os los ambientes naturales han recibido un creciente aporte de ePuentes industriales $ domsticos que han llevado al deterioro de muchos cursos de agua hacindolos incompatibles con la vida. 1quellos materiales tó!icos o indeseables deben ser tratados para hacerlos inocuos, los materiales inorgánicos como sedimentos u otros residuos pueden ser tratados por procesos fsico:químicos, pero los residuos con una carga orgánica importante deben surir un tratamiento microbiológico para su o!idación. 2l tratamiento de desechos generalmente involucra etapas m5ltiples de tratamiento ísico $ biológico. Aratamiento primario> +onsiste en separaciones ísicas, en la que el agua se hace pasar por una serie de ma$as para eliminar residuos ma$ores $ luego el ePuente se deja asentar para permitir que los sólidos suspendidos sedimenten. Aratamiento secundario> 2stos son procesos que reducen la demanda bioquímica de o!igeno "M
4roceso anaeróbico> 2ste proceso comprende procesos de digestión $ ermentación básicamente realizada por bacterias. 2l resultado fnal es la producción de +D6 $ +;K con lo que se logra una disminución del contenido de sustancia orgánica. La descomposición anaeróbica se suele usar para el tratamiento de materiales con mucha sustancia orgánica insoluble como celulosa, fbra, etc. 2l proceso puede ser resumido de la siguiente orma, "ver fgura -#. -# Migestión inicial de las macromolculas por proteasas, polisacaridasas $ lipasas e!tracelulares hasta sustancias solubles. 6# @ermentación de los materiales solubles hasta ácidosgrasos. 7# @ermentación de los mismos a acetato, +D6 $ ;6. K# @ormación de +;K a partir de ;6, +D6 $ acetato. La ormación de metano es llevada a cabo un grupo de microorganismos anaeróbicos obligados mu$ especializados, las bacterias metanognicas, "en la tabla 7, se muestran los distintos grupos que pueden ser encontradas#. Los procesos de descomposición operan en orma semicontinua en tanques cerrados llamados digestores de lodo, dentro de los cuales se introduce el material no tratado $ del cual se retira el material $a tratado a intervalos. 2l tiempo de retención en el tanque puede ser de 6 semanas a un mes. 4osteriormente el residuo sólido el cual está ormado por material indigerible $ masa bacteriana, se elimina periodicamente, se seca $ luego se quema o se entierra. 4roceso aeróbico> 2l sistema aeróbico de tratamiento más com5n es el llamado de lodos activados. 1quí, las aguas de desecho se mezclan $ aerean en un gran tanque con el fn de acelerar el proceso de degradación. 2n estos ambientes se desarrollan hongos, bacterias ormadoras de limo principalmente oogloea ramigera típica de este proceso $ bacterias flamentosas. 2l tiempo de permanencia del residuo en los tanques de lodos activados es de H a -0 horas el cual es demasiado corto para la o!idación total del mismo. 2l proceso principal es la adsorción de los materiales solubles al material celular microbiano. 2sto permite una reducción de la M 2s un proceso de elevado costoeconómico que involucra un tratamiento fsico: químico que inclu$e fltración, precipitación $ cloración lo que permite reducir los niveles de osatos $ nitratos del ePuente fnal. La calidad fnal de las aguas residuales es tal que no llega a sostener un desarrollomicrobiano e!tensivo $ en muchos casos se llega a bombear al suministro de agua algunas ciudades. Aabla 7# +aracterística de las bacterias metanognicas Drden 'etanobacteriales
'etanococales 'etanomicrobiales
Microorganismos descontaminantes
/a contaminación de los suelos y las aguas con compuestos 0uímicos no es nada nuevo" (ero la naturale1a es sabia y ec#a mano de una t'ctica sorprendente para limpiar los elementos contaminantes2 la biorremediación" 3sta emplea la capacidad natural de organismos como bacterias4 0uienes acumulan o degradan los elementos tó*icos presentes en a0uellos ambientes" Micen que la naturaleza es sabia... $ así se está probando. Me hecho : $ menos mal, tomando en cuenta cómo está nuestro medio ambiente por estos días : sta posee una cierta capacidad de limpieza de los elementos contaminantes. Sucede que e!isten microorganismos como levaduras, hongos o bacterias que degradan una gran cantidad de sustancias tó!icas, reduciendo su caracter nocivo o, incluso, volvindolas inocuas para el medio ambiente $ la salud humana. 1 este mecanismo se le conoce como biorremediación, que consiste en acelerar el proceso natural, para mitigar la contaminación ambiental. 2n otras palabras, se trata del proceso en el que se emplean organismos biológicos para resolver problemas específcos medioambientales, como la contaminación de suelos $ aguas. 2n ello juega un papel importante la investigación científca, especialmente en el descubrimiento de nuevos organismos con mejores capacidades para descontaminar, el conocimiento proundo de su metabolismo $ de las delicadas interacciones que se producen entre los distintos microorganismos participantes, el agente contaminante $ su entorno. La biorremediación se puede utilizar para atacar algunos contaminantes específcos, como los pesticidas clorados que son degradados por bacterias, o bien, de orma más general como el caso de los derrames de petróleo, que se tratan empleando varias tcnicas, inclu$endo la adición de ertilizantes para acilitar la descomposición del crudo por las bacterias. 4ero mucho ojo, que biorremediación no es lo mismo que biodegradación. 'ientras que la segunda se produce naturalmente, la biorremediación es un proceso iniciado por el hombre generalmente con el propósito de subsanar el medio ambiente. 2so sí, no es posible tratar todos los contaminantes mediante el uso de la biorremediación. Sin embargo, ha$ una serie de ventajas en la biorremediación, la cual se puede emplear en áreas a las que no se puede acceder ácilmente si no es mediante e!cavación. 4or ejemplo, los derrames de gasolina pueden contaminar el agua subterránea. =ntroduciendo los organismos precisos, en conjunción con compuestos ormadores de o!ígeno, se puede reducir signifcativamente la concentración en gasolina despus de un determinado período de tiempo. 2sto es mucho menos caro que la e!cavación seguida del enterramiento en otra parte o de la incineración, $ reduce o elimina la necesidad de bombeo $ tratamiento, que es la práctica más normal en sitios en los que el agua subterránea está contaminada por gasolina. VW no es peligroso para la salud que e!istan estas bacteriasX... La idea es la siguiente> si se e!cavan 60 o 70 metros en el suelo hacia el agua subterránea, por ejemplo, $ se toma un peque*o trozo de suelo, lo cierto es que pueden haber ahí decenas de miles de millones de bacterias, toda una diversidad. 4ero si se estimulan algunas de ellas no deja de ser seguro para el ser humano, $a que la cantidad de patógenos es mínima comparado con el n5mero de organismos en el medio ambiente. ;a$ que tener en cuenta que, cuanto más diversidad biológica e!ista en un ecosistema, con ma$or efciencia podrá autodepurarse. Ventajas y desventajas de la biorremediación 2n la actualidad e!isten diversas tcnicas de biorremediación. Una de ellas es la técnica intrínseca, donde el propio medio ambiente resuelve el problema si se dan las condiciones óptimas, aunque se controla el proceso, por si se produjeran compuestos tó!icos secundarios. Aambin e!iste la técnica in - situ, donde se acelera el proceso en el mismo medio, modifcando las condiciones ambientales "p;, nutrientes, humedad, temperatura, o!ígeno, etc.#, a*adiendo nutrientes para multiplicar los organismos del lugar o inoculando organismos más efcaces para el vertido concreto. La adición de nutrientes es la opción más económica $ la que orece más posibilidades de !ito ho$ día. La ex -situ es cuando el contaminante se e!trae $ se degrada en otro sitio en condiciones controladas de laboratorio. 3o obstante, se trata de un proceso más caro $ que no puede realizarse en la ma$oría de las ocasiones. Las ventajas de este sistema están llevando a que sea cada vez más utilizado $ que se invierta más en su desarrollo. W es que si se utiliza correctamente, no produce eectos adversos signifcativos, $a que apenas genera cambios ísicos en el medio, $ es más barato que otras tcnicas anticontaminación, especialmente cuando se trata de eliminar residuos de diícil acceso, como por ejemplo los derrames de gasolina, que pueden contaminar el agua subterránea. 3o obstante, la biorremediación tambin presenta algunos inconvenientes. Si bien resulta efcaz para ciertos vertidos, como el petróleo o incluso el uranio, no puede hacer nada contra muchos tipos de vertidos. 'etales pesados como el cadmio o el plomo no son absorbidos o lo son mu$ difcultosamente% el mercurio es bioacumulado, lo que supone un grave riesgo para la cadena alimenticia% los pesticidas artifciales llevan molculas que no son reconocidas como nutriente por los microorganismos. 4or ello, algunos e!pertos recomiendan el desarrollo de productos químicos biodegradables. 1simismo, estos sistemas necesitan bastante tiempo para que act5en, $ se requiere conocer al detalle las características del vertido así como las condiciones ambientales, lo que puede suponer que un proceso que unciona en laboratorio alle en la naturaleza. 2n este sentido, algunos científcos proponen un planteamiento que combine el campo de la ingeniería con el de la ecología, asumiendo la complejidad del medio ambiente. 1demás de hongos o bacterias, la utilización de plantas "YftorremediaciónY# se presenta tambin como un campo prometedor. 4or su parte, los e!pertos en ingeniería gentica creen que la utilización de organismos modifcados genticamente traerá un ma$or desarrollo de la biorremediación.
Los ejemplos son mu$ variados> la introducción de un gen en el organismo específco para el vertido% el desarrollo de cepas biosensoras luminiscentes, que permitirían monitorizar el proceso de degradación, o la creación de plantas transgnicas para limpiar suelos contaminados. 2n todo caso, aunque la biorremediación puede ser mu$ eectiva para procesos de descontaminación, no ha$ que olvidar que se trata de una tcnica paliativa, por lo que ha$ que apostar por una política preventiva que minimice los riesgos de contaminac ión. 2s más sencillo prevenir.... que curar. 5ontra las mareas negras Los científcos llevan a*os desarrollando diversos sistemas de biorremediación, especialmente para combatir los eectos de las Ymareas negrasY, donde se han mostrado más efcaces. 2n defnitiva, el petróleo es una uente de carbono, un nutriente para las bacterias. 2n -F, tras el vertido del petrolero 1moco +ádiz en las costas rancesas, la empresa Elf Aquitaine desarrolló un producto, el =nipo 214 66, compuesto de urea, laurilosato $ ácido oleico. 2stas sustancias reorzaron las poblaciones de microorganismos degradadores de hidrocarburos, que contribu$eron a la limpieza del vertido. 2l !ito de este producto llevó, en -F, a utilizarlo nuevamente para la limpieza de otra marea negra amosa> la del buque 2!on 8aldez, rente a las costas de 1lasBa. 'ás recientemente, las labores de descontaminación del Prestige tambin han contado con este sistema, dado que buena parte del hidrocarburo a5n está en los tanques, a una proundidad de 7.F00 metros. 4or su parte, e!pertos de las universidades de &ranada $ Ae!as, del =nstituto de Dceanograía de 'arsella $ de (epsol W4@ idearon un producto biorremediador, denominado 34Q, compuesto por una mezcla de nitrógeno, potasio $ ósoro, con cantidades menores de h ierro $ sulatos.
