Descontaminando aguas con micro algas de diseño

Algas microscópicas podrían ayudar a limpiar ríos y arroyos contaminados.

Investigadoras de la UBA trabajan en un proyecto de biorremediación para descontaminar las aguas del Arroyo Cildáñez, que cruza la ciudad de Buenos Aires entubado.

Fuente: UBA

La biorremediación es un proceso que utiliza microorganismos o plantas para que un ambiente contaminado reduzca los niveles de contaminación. Investigadoras de la Universidad de Buenos Aires y el Conicet, en colaboración con la Agencia de Protección Ambiental del Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires (APRA), buscan aplicar este proceso a la estrategia de descontaminación de ríos y arroyos de Buenos Aires.

Como parte de su estrategia, APRA ha creado un conjunto de humedales artificiales en forma de piletones con plantas acuáticas, a fin de que funcionen como filtro para los contaminantes presentes en las aguas del Cildáñez antes de que desemboque en el Riachuelo.

Pero los humedales tienen un problema: el agua se queda estanca y, no circula, lo que genera que baje mucho el oxígeno. Este elemento es vital para quitar de en medio a los microorganismos dañinos para la salud que abundan en las aguas cloacales, y que sólo proliferan si hay poco oxígeno.

Científicas al rescate

Allí es donde entran las investigadoras María Daniela Groppa, Myriam Zawoznik y Patricia Marconi, para aportar una mejora científica al sistema del humedal, mediante el agregado de una microalga que puede consumir para su crecimiento algunas sustancias presentes como contaminantes, y a la vez aportar oxígeno, a fin de que el agua se vuelque más “limpia” en el Riachuelo.

El trabajo del alga es optimizar las tareas de remediación que se realizan en los humedales artificiales. “Se trata de un alga miscroscópica, unicelular”, explicó Daniela Groppa, investigadora independiente UBA-CONICET  del Instituto de Química y Fisicoquímica Biológicas. “La especie que seleccionamos es la Chlorella vulgaris, muy utilizada para biorremediación”.

“Para evitar el crecimiento indiscriminado del alga en el agua, decidimos colocar el alga en un soporte. Para ello, estamos trabajando con bolitas de alginato, que es un gelificante también utilizado en la industria alimenticia. En este caso, se utiliza el alginato para dar soporte a millones de microalgas, que quedan confinadas dentro de bolitas que miden unos 5 a 7 milímetros”, explicó Groppa, que también es jefa de trabajos prácticos de la Cátedra Química Biológica Vegetal, en la Facultad Farmacia y Bioquímica de la UBA.

“Los humedales los construyó APRA. Lo fundamental de los humedales es que hacen circular el agua contaminada del arroyo”, explicó Myriam Zawoznik, jefa de trabajos prácticos de la Cátedra Química Biológica Vegetal de la Facultad Farmacia y Bioquímica.

“Los humedales funcionan como varios piletones sucesivos. Lo que se hace es desviar el agua del arroyo mediante cañerías. Estas pasan por un sedimentador para que decanten los barros y los contaminantes más pesados que transporta el agua, y luego el agua entra en los piletones que a su vez cuentan con un fondo de arena o grava, que sirve para seguir filtrando”, dijo Zawoznik.

“El trabajo del alga es optimizar la parte biológica de la remediación. Los humedales ya cuentan con plantas acuáticas, las algas potenciarían la tarea”, continuó Zawoznik. “Se supone que a través de la actividad de las plantas, sumada a la de microorganismos, se lograría reponer los niveles de oxígeno de esos sistemas de manera más eficiente o rápida”.

Pero el trabajo de esas algas no se detiene en oxigenar, sino que pueden retirar contaminantes de las aguas también. Algunos de estos son absorbidos por el alga y aprovechados como nutrientes; otros son acumulados en algún compartimento de las células, si es que no lo aprovechan de manera inmediata.

“Las plantas tienden a mandar los contaminantes a la parte aérea, entonces, otra posibilidad es la de cosechar la planta”, explicó Patricia Marconi, investigadora de Conicet y del Centro de Estudios Biomédicos, Básicos Aplicados y Desarrollo de la Universidad Maimónides.

“Contaminantes como el plomo, por ejemplo, quedan absorbido en la pared de las células, ni siquiera ingresa al alga, así es que, para ellas no resulta contaminante, ni tóxico”, continuó Marconi. . “Por eso, los ciclos serían de cuatro a seis días. La idea es que se coloque el alga, esta remueva los posibles contaminantes, crezca, vuelque oxígeno, y a los seis días se coseche y se renueve la población de algas”.

“Oxigenás mucho en poco tiempo y sacás los contaminantes del medio”, dijo Marconi. “A su vez, las algas tienden a desplazar a los microorganismos cloacales. Se vio que disminuye muchísimo la población de cloacales, aparentemente, por esta competencia y la oxigenación del ambiente”.

Las algas no sólo remueven metales, y ayudan disminuir los microorganismos cloacales, sino que también utilizan para su crecimiento el nitrógeno que en el agua contaminada está como nitrato y nitrito. Sucede que la materia orgánica que se arroja como basura contiene gran cantidad de nitrógeno, que a la larga se transforma en nitrato.

Todavía está en estudio qué se puede hacer con las algas recuperadas del agua contaminada, una vez retiradas. Se podrían utilizar como compost, para enriquecer un suelo de cultivo, o para generar biocombustibles. “Ambos procesos están en estudio”, aclaró Marconi.

Algas de laboratorio

Para poder probar cómo funcionan las algas en las aguas de diferentes arroyos que se quiere remediar, las investigadoras las cultivan en laboratorio, en lo que conoce como sistemas cerrados, en birreactores.

“En este sistema vos sabés bien qué estás colocando y qué obtenés, porque es un ambiente totalmente controlado. Entonces, es distinto del ambiente natural. Es más estático. El ambiente natural es totalmente dinámico”, explicó Zawoznik.

El problema es que tratando con algas microscópicas no se pueden lanzar así nomás a los humedales. Así es que se pusieron a trabajar en encontrar el soporte ideal, y llegaron a unas bolitas de alginato.

“Son perlitas o bolitas milimétricas, y dentro de ellas entran hasta un millón de algas microscópicas”, contó Groppa. “Para así poder sacarlas o recuperarlas de una forma más sencilla, y para que el alga no salga al curso del agua”.

También diseñaron soportes plásticos para las bolitas del alginato, que generaron con impresoras 3D, a fin de proteger las perlitas que, como cualquier gelatina, ese material podría servir de alimento a peces o pájaros.

Es del tamaño de un capuchón de birome, apenas unos 5 centímetros. Entonces una vez en el arroyo irían miles de esos tubitos entrampados entre sí. Se dejarían una semana en el agua, y luego se sacarían de forma sencilla. El plástico también ayuda a que floten, a fin de que les llegue la luz solar y puedan hacer la fotosíntesis.

El plástico elegido fue el PLA, amigable con el medioambiente, ya que es un polímero de polilactosa, sin consecuencias para el medio.

Aplicando ciencia

Una vez terminado el trabajo de investigación sobre qué organismo utilizar, y cómo hacerlo, para que pueda ayudar en la remediación de las aguas, viene la siguiente etapa, que es la de prueba en un río o arroyo, ya no en laboratorio.

Si bien originalmente lo pensaron para el arroyo Cildáñez, la primera prueba será en el río Reconquista, que llega hasta Tigre. Estas pruebas comenzarán en septiembre, en la parte del río que pasa por Morón.

“Toda la investigación que realizamos nosotras en laboratorio puede ser aplicable a cualquier ambiente”, concluyó Groppa. “Las algas ya están para probar”.

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