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En mayo de 2020 el periódico La Vanguardia informó que ocho almejas son las responsables de monitorear los niveles de contaminación en un suministro de agua que abastece a ocho millones de personas en Polonia. El peculiar sistema implementado por el Departamento Municipal de Aguas de Varsovia consiste en colocar estas ocho almejas, con un mecanismo pegado a la concha, dentro del depósito de agua.

Las almejas son autóctonas del río cuyas aguas capta el sistema. Sus conchas se mantienen abiertas mientras filtran el agua y se alimentan y se cierran al detectar niveles de toxicidad. El movimiento de las conchas activa un mecanismo que tienen adherido. Cuando es activado por más de una almeja, ese mecanismo corta automáticamente el suministro de agua.

Este peculiar sistema parece salido de Los Picapiedra, aquella popular serie de televisión en la que una sociedad cavernícola sustituía máquinas por animales que pudieran cumplir la misma función. Es posible que, en los años 60 cuando se estrenó la serie, este concepto fuera visto como un absurdo ideal para incluir en una serie infantil. Sin embargo, las almejas de Varsovia, entre otros muchos ejemplos posibles, muestran que la tecnología de Los Picapiedra no era absurda sino visionaria. Esa serie se adelantó al mostrarnos lo que hoy conocemos como biotecnología.

Los biotecnólogos suponen que nadie hace mejor las cosas que la naturaleza, por lo que desarrollan tecnologías que aprovechan la naturaleza en lugar de imitarla. Biotecnología es un término compuesto por las palabras: bios (vida), tecne (destreza) y logos (ciencia).

La biorremediación se refiere a procesos que aprovechan la capacidad que tienen ciertos organismos en los suelos, ríos o mares, para limpiarlos cuando están contaminados. Es posible decir que la biorremediación es un tipo de tecnología poética, que ha sido sugerida por la naturaleza para enmendar los errores causados por tecnologías estrictamente humanas.

El arte de elegir

Existen muchas formas de resolver problemas ambientales mediante la biorremediación. Se puede utilizar para limpiar ríos contaminados con aguas negras o para limpiar suelos contaminados por derrames de combustible, por ejemplo. Se puede aplicar utilizando plantas, hongos o bacterias.

Evidentemente, es amplia la gama de organismos disponible. El verdadero éxito de la biorremediación se basa en saber cuáles organismos elegir y en entender que una técnica determinada puede aplicarse en todos los casos.

Pensemos que se quiere aplicar en una laguna contaminada un tipo de bacteria capaz de limpiar el agua. Pensemos también que esa laguna cuenta con tanta materia orgánica que ha consumido la mayor parte del oxígeno disponible. En ese caso, aunque sea una bacteria muy eficiente, no podrá sobrevivir en la laguna y la biorremediación no será efectiva. Algo similar sucederá si contamos con un grupo de bacterias que se adaptan perfectamente al ambiente pero son incapaces de degradar el contaminante.

Por eso, aunque el repertorio de técnicas sea amplio, se deben de considerar muchos factores al elegir una técnica. Algunos de ellos son: el tipo de contaminante, el organismo remediador que se utilizará, su capacidad de degradar ese contaminante, la capacidad del organismo para sobrevivir en el medio contaminado, la cantidad de organismos necesarios y otros factores técnicos como la necesidad de infraestructura para su aplicación. Por ejemplo, la propuesta podría ser económicamente inviable si se requiere de pozos que aumenten el costo del proyecto.

Una fiesta microscópica

Una de las áreas en que más se aplica la biorremediación es el tratamiento de suelos contaminados por hidrocarburos. Los hidrocarburos son un contaminante recurrente por su amplio uso y distribución.

La biorremediación ha sustituido poco a poco las prácticas comunes de remediación, que consisten en retirar el suelo contaminado y transportarlo a hornos para incinerarlo. Esta práctica no solo produce efectos negativos por la generación de humo que afecta al ambiente, sino también porque libera en el aire parte del contaminante que originalmente estaba en el suelo.

Por otro lado, la biorremediación que utiliza microorganismos como bacterias, permite una degradación paulatina de los hidrocarburos con agua y dióxido de carbono como únicos residuos, con lo que se obtiene un proceso menos costoso desde el punto de vista económico y ambiental.

Existen varios principios de biorremediación. Por ejemplo, en Costa Rica se ha aplicado con éxito una técnica que se basa en dos conceptos: bioaumentación y bioestimulación.

Pensemos en esta técnica como una fiesta de cumpleaños en la que las bacterias son los niños y los hidrocarburos la piñata. Supongamos que al final de la fiesta cada niño tendrá oportunidad de dar solo tres golpes a la piñata. ¿Cuáles serán las probabilidades de reventar la piñata si solo invitamos a cinco niños? Muy pocas.

Pensemos que esos cinco niños son los vecinos del cumpleañero. En ese caso, representan a las bacterias que viven en el medio contaminado y se conocen como autóctonas. Son muy pocos niños para reventar la piñata, o muy pocas bacterias para degradar todo el hidrocarburo que hay presente.

Ahora, ¿qué pasa si invitamos a todos los primos y compañeros de escuela del cumpleañero? Sin duda las probabilidades de reventar la piñata aumentarán. Este es el concepto de bioaumentación. Se prepara un cultivo con alto contenido de bacterias que se aplica en el suelo contaminado y ayuda a las bacterias autóctonas a degradar los hidrocarburos.

Por otra parte, si invitamos a más niños, no queremos traer a los pequeños que se asustan y lloran cuando les toca su turno de golpear la piñata. No: buscamos a los que se muerden el labio y abanican el palo sin importar quien se interponga.

Cuando se escogen las bacterias también se deben seleccionar las que ataquen con más fuerza al hidrocarburo y se debe saber dónde obtenerlas. Por ejemplo, las lactobacterias, o lactobacillus, son una cepa que se puede encontrar en el tracto gastrointestinal de varios animales. Su actividad metabólica descompone materia orgánica como los hidrocarburos.

Bien, ya tenemos varios niños fuertes y agresivos en la fiesta. Las probabilidades de romper la piñata son altas en este punto. Sin embargo, imaginemos que durante toda la fiesta estos niños consumen helado, confites, gaseosas, bolis y copos. Toda esa azúcar les dará un exceso de energía que descargarán al final de la fiesta, asegurándonos que la piñata se reventará.

Esto es, en síntesis, la bioestimulación. Cuando se aplica el cultivo de bacterias, se le añaden nutrientes que les permita sobrevivir por más tiempo y fuentes de energía que aceleren su metabolismo para degradar los hidrocarburos de forma más rápida.

En los últimos cuatro años se ha aplicado esta metodología combinada de bioaumentación y bioestimulación en cinco sitios contaminados con hidrocarburos. En todos ellos se logró una reducción de la contaminación de 99% en un tiempo promedio de 4 meses.

Como vemos, la biorremediación ha demostrado ser una técnica altamente efectiva, sostenible y más económica. Ya sea que hablemos de perros que detectan drogas en las fronteras, de bacterias que limpian suelos en Costa Rica o de almejas que vigilan el agua en Varsovia, ninguna tecnología es más efectiva que la propia naturaleza.

Imagen: Fat Kathy