Microorganismos para limpiar la Tierra

Las tecnologías de descontaminación mediante microorganismos están revolucionando para bien la lucha contra los suelos contaminados con metales pesados, derrames de lindano o vertidos de hidrocarburos, catástrofes del progreso más insostenible. Hasta hace poco, no había más solución que poner una valla para que nadie se contaminase y rezar para que los tóxicos no llegaran al acuífero de abajo. Pero tecnólogos de España y otros países están ensayando con éxito biotecnologías que cierran el ciclo de ese desarrollismo sucio para dar una nueva oportunidad a las aguas y al suelo. Se trata de emplear levaduras, hongos, algas o bacterias a las que no parecen dañar ciertas sustancias tóxicas para nosotros y que, incluso, consiguen degradarlas. Observando en todo momento los fenómenos de la naturaleza, los científicos se limitan por lo general a acelerar la reproducción de estos organismos microscópicos. Por ejemplo, inundando de agua el suelo contaminado para que aflore el gasóleo, petróleo y demás y dejar un medio húmedo ideal para la expansión vertiginosa de esos seres que eliminan sin descanso los componentes indeseables.

La bacteria Deinococcus radiodurans ha sido modificada para que pueda consumir el tolueno y los iones de mercurio de residuos altamente radioactivos

Es el caso de los muchos cuarteles, zonas de maniobras y demás terrenos ocupados en Centroeuropa por el ejército de la antigua Unión Soviética, especialmente, en Alemania Oriental y la antigua Checoslovaquia. Suelos petroleados, munición –usada o no– esparcida por doquier y elementos químicos abandonados o vertidos a suelos y ríos… son algunos de los recuerdos que ha ido dejando el ejército rojo al otro lado del antiguo Telón de Acero. Los expertos en microbiología de la Universidad de Praga están intentando ahora recuperar con microorganismos antipolución unos 300 km2 de suelos y ríos de su país fuertemente contaminados con petróleo, pero haría falta toda la población bacteriana del mundo para regenerar los miles de kilómetros cuadrados envenenados durante décadas por las maniobras y demás actividades del extinto Pacto de Varsovia.

En la misma línea se enmarcan los ensayos realizados en antiguas fábricas químicas o siderúrgicas de Asturias, que son muchas, por cierto. Investigadores del Grupo de Biotecnología y Geoquímica Ambiental de la Universidad de Oviedo han obtenido resultados positivos en la recuperación de suelos contaminados con metales pesados y arsénico. “Uno de nuestros resultados de investigación recientes consiste en haber desarrollado, junto con la empresa Consulnima, el primer tratamiento a escala real que se lleva a cabo en Asturias de biorremediación de suelos contaminados, en los terrenos de una antigua industria química”, explica el profesor de la Universidad de Oviedo José Luis Rodríguez Gallego. Los experimentos a escala piloto que el grupo ha llevado en este y otros emplazamientos asturianos han sido publicados en el número de septiembre de la revista científica Journal of Hazardous Materials, la más importante del mundo en ingeniería civil.

Tipos de microorganimos

En un segundo proyecto astuariano, que ha contado con apoyo del Plan de Ciencia, Tecnología e Innovación del Principado, los investigadores emplearon microorganismos autóctonos especializados en la degradación de naftaleno y otros contaminantes orgánicos. “El cierre de parte de la industria pesada y el declive de la actividad minera durante las últimas décadas han propiciado la aparición de un elevado número de terrenos baldíos por su elevada contaminación. Nosotros nos hemos especializado en estudios de caracterización y recuperación de suelos en zonas urbanas o periurbanas mediante diversas técnicas”, explica el director del proyecto, el catedrático de Microbiología Jesús Sánchez Martín.[pagebreak]

En algunos casos, se emplean microorganismos autóctonos. A veces, hay que traerlos de fuera, lo que puede provocar efectos secundarios, en todo caso, preferibles a la contaminación en sí. Y algunos laboratorios han modificado el material genético de los microorganismos para que trabajen de forma más rápida y concienzuda. Es el caso de la bacteria Deinococcus radiodurans (el organismo más resistente a la radiación que se conoce), que ha sido modificada para que pueda consumir el tolueno y los iones de mercurio presentes en residuos altamente radioactivos. O de una bacteria modificada en el Centro Nacional de Biotecnología y que es capaz de absorber metales pesados indestructibles por la naturaleza.

“La aportación de la biotecnología al medio ambiente es fundamental –confirman las conclusiones del reciente Congreso Nacional de Medio Ambiente–, tanto por su uso como tecnología útil en el diagnóstico y la corrección de problemas medioambientales, como por su contribución a procesos de tecnologías limpias, al desarrollo sostenible y su relevante papel en relación con la biodiversidad.”

¡Fuera el lindano!

El lindano, un pesticida muy popular entre los años 60 y 80, ha traído de cabeza a docenas de Administraciones públicas por sus múltiples problemas, tanto en la producción como el uso. Ahora, los científicos del CSIC Víctor de Lorenzo y Juan Luis Ramos han desarrollado una técnica que elimina de forma definitiva y a través de procesos biológicos el famoso lindano. Su técnica –la primera que elimina este agroquímico definitivamente– se basa en principios de biorremediación, esto es, aprovechar la capacidad de ciertas bacterias para eliminar contaminantes de una forma poco agresiva con el entorno. Hasta ahora, los tratamientos contra el lindano se limitaban a la incineración y a los vertederos controlados, métodos muy agresivos para el medio ambiente, según de Lorenzo, y que no eliminan realmente el compuesto.

Investigadores españoles han desarrollado nuevos microorganismos que, solos o en combinación con plantas, degradan por completo el tóxico lindano

El trabajo de los investigadores españoles ha desarrollado nuevos microorganismos que, solos o en combinación con plantas, degradan por completo el tóxico. Además, se han desarrollado procedimientos genéticos que mejoran la actividad microbiana contra el compuesto. En España, el lindano ha contaminado gravemente suelos y acuíferos de Porriño (Lugo), Bilbao y Sabiñánigo.

El empleo de fertilizantes y el vertido de aguas residuales industriales y urbanas son persistentes fuentes de contaminación por nitrógeno, y su eliminación es siempre complicada. Hace unos años surgió la alternativa denominada Anammox, en el que el amonio presente en el agua residual es oxidado por bacterias autótrofas, esto es, que no precisan alimentación externa.

La aplicación de esta tecnología supone un ahorro, ya que no requiere añadir compuestos orgánicos externos y, además, es una tecnología más sostenible “al generar menos lodos y menos gases de efecto invernadero”, explica Isaac Fernández, Rodríguez, ingeniero del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Santiago. Su departamento está perfeccionándolo en condiciones reales, como la presencia de antibióticos en las aguas ya de por si contaminadas con nitrógeno, o el uso de biopelícula (una capa de materia biológica) para hacer el sistema más eficaz y rentable y desarrollarlo así a escala industrial.

Esperanza contra mareas negras

Si una industria ha desarrollado el uso sostenible de los microorganismos es la del petróleo. A finales de los años 70, los científicos vinculados a algunas petroleras se dieron cuenta de que las bacterias –los seres vivos con mayor capacidad metabólica del planeta– eran capaces de degradar cualquier sustancia orgánica, y estas firmas tenían un problema creciente con las mareas negras, ya que la degradación de las condiciones de seguridad de la marina mercante estaba disparando los naufragios, encallamientos y demás. Bacterias como lactobacillus, bacillus, spirillum y pseudomonas, y hongos como aspergillus, penicillium, candida y mucor se empezaban a utilizar en algunos laboratorios para eliminar hidrocarburos.[pagebreak]

La puesta de largo de la biorremediación petrolera se produjo en 1978, con la marea negra que provocó el buque Amoco Cádiz en la costa atlántica francesa. Entonces, la empresa Elf Aquitaine desarrolló y presentó al mundo un producto –el famoso Inipo EAP 22–, un compuesto de urea, laurilfosfato y ácido oleico que reforzaba las poblaciones de microorganismos degradadoras de hidrocarburos, y que ayudaron a limpiar el desastre como nunca se había hecho. En 1989, Inipo ayudó también en la catástrofe de las costas de Alaska arrasadas por el petrolero Exxon Valdez. Y, en 2003, ayudó a limpiar 10 km de playa del Parque Nacional de las Islas Atlánticas alcanzadas por el fuel denso del Prestige, y con resultados sorprendentes, por cierto. Hoy, este parque nacional marítimo luce como siempre y cuesta creer que hace menos de 10 años llegó allí una de las peores mareas negras de la historia.

Marea negra en el golfo de México

La marea negra del Prestige también sirvió para que las técnicas de biorremediación fueran en otra dirección, la de eliminar el crudo en profundidad. Investigadores de las universidades de Granada y Texas, del Instituto de Oceanografía de Marsella y de la Refinería de Petróleos de Escombreras Oil - YPF (Repsol YPF) han ideado un producto biorremediador, denominado NPK, compuesto por nitrógeno, potasio, fósforo, hierro y sulfatos, para degradar hidrocarburos almacenados en gran cantidad y a gran profundidad en las bodegas de un buque. En estos momentos, seguramente estén trabajando para eliminar esos hilillos de plastilina de los que hablaba, a finales de 2002, el entonces ministro Rajoy.

La biorremediación es una de las mayores esperanzas para reparar el desastre marino de la plataforma de BP en el golfo de México. Los profesores Eugene Rosenberg y Eliora Ron, del departamento de Microbiología Molecular y Biotecnología de la Universidad de Tel Aviv, están utilizando una bacteria cultivada en su laboratorio para reducir las bolsas de petróleo que se generan cuando se combinan petróleo, materia orgánica y arena en las playas.

Los investigadores de la Universidad de Tel Aviv han identificado una variedad de bacteria que digiere especialmente bien el petróleo 

“Ha servido para limpiar un derrame de petróleo en la costa de Haifa, en Israel, y tenemos la evidencia que demuestra que podría funcionar en Florida también” explica Eliora Ron. Los investigadores han identificado una variedad de bacteria que digiere especialmente bien el petróleo. Estudiando el pasado genético del organismo microscópico, desarrollando métodos de cultivo e incrementando la capacidad del ser vivo para ingerir petróleo, los científicos han desarrollado una solución que puede eliminar grandes cantidades de residuos petroleros que no han podido ser removidos previamente por medios mecánicos o por otros medios.

Innovador minihumedal

También son insustituibles los microorganismos en la depuración de aguas residuales. Las depuradoras las utilizan desde hace décadas para cerrar el ciclo del agua y devolver al mar o a los ríos un líquido similar al que entra en nuestras casas. Ahora, la empresa catalana Moix, Serveis i Obres y el Centro de Innovación de la Universidad de Barcelona han desarrollado un sistema de depuración de aguas fecales domésticas –denominado PlantDepur– cien por cien natural y perfecto para viviendas que no tienen acceso a una red de alcantarillado. El sistema utiliza plantas y bacterias que imitan los procesos de depuración de un humedal o zona pantanosa. Se trata de una sucesión de filtros naturales alojados en unos módulos prefabricados de polietileno de alta densidad. En esos módulos están plantados vegetales que, con sus raíces, filtran los contaminantes del agua. El proceso se completa con sistemas físicos, químicos y, finalmente, biológicos, es decir, con microorganismos depuradores. 

“Es como un humedal –explica Ramon Vallès, director de la empresa Innovación de Moix–, el agua sucia va pasando por una especie de laberinto que dura entre dos y tres días y donde las bacterias purificadores adosadas a la grava hacen el trabajo final. Además, son muy importantes las raíces porque impulsan oxígeno para que las bacterias puedan vivir y trabajar”. Eso sí, hace falta espacio para este mini-humedal: para una casa independiente que bombee unos 1.000 litros al día de aguas residuales haría falta una instalación de unos 15 metros cuadrados. 

Cinco mil suelos contaminados

España produce cada año unos dos millones de toneladas de metales pesados, hidrocarburos, organoclorados y otros residuos peligrosos. De esa cantidad, una parte importante es vertida ilegalmente, generando un daño ambiental cuyo coste de saneamiento –si es posible– supera en mucho el dinero ahorrado por el desaprensivo de turno.

La Administración tiene censadas unas 20.000 actividades que pueden generar espacios contaminados y, en concreto, conoce 4.902 casos consumados, según el Inventario de Suelos Contaminados del Ministerio de Medio Ambiente. Hacer frente a este desastre nos cuesta más de 1.000 millones de euros.

Según el listado de Medio Ambiente, Andalucía, Cataluña, País Vasco y Galicia son las comunides con más suelos contaminados en su territorio. Baleares, La Rioja, Extremadura, Navarra y Cantabria son, por el contrario, las más limpias. Los mayores problemas tienen que ver con los pesticidas químicos –como el lindano, el DDT y otros organoclorados–, con los hidrocarburos (especialmente por los vertidos de gasolineras anticuadas) y con los metales pesados (por vertidos accidentales o intencionados de desechos industriales y mineros).