| |
Miguel
Ángel Escalona Aguilar, de la
Facultad de Ciencias Agrícolas, expone
los trabajos de investigación para el uso de
microorganismos benéficos en tareas de
biorremediación de áreas afectadas
por derrames de hidrocarburos
y otros contaminantes.
En
su definición más sencilla, la biorremediación
es “el proceso de remediar desastres ecológicos mediante
medidas y aplicaciones biológicas”. Es preciso agregar
que por su versatilidad, bajo costo y eficiencia, se considera la
alternativa biológica más prometedora en el tratamiento
de suelos y acuíferos contaminados por hidrocarburos.
Lo que hace sobresaliente a esta técnica frente a los métodos
convencionales de “limpieza” ambiental es que se basa
en medidas y aplicaciones que permiten potenciar la actividad metabólica
de ciertos microorganismos nativos capaces de transformar contaminantes
orgánicos en compuestos químicamente más sencillos,
que la naturaleza puede aprovechar.
Su impacto regenerativo es otra de sus cualidades, aunque está
condicionado por el daño causado sobre el área tratada.
Algunas veces el éxito es rápido y sencillo de obtener,
pero en otras la complejidad química de los contaminantes
supera la capacidad de los microorganismos para metabolizarlos;
en estos casos, el proceso tarda varios años, en ocasiones
ni siquiera se logra la completa degradación de los agentes
nocivos.
Conocedor de los atributos de la biorremediación, un grupo
de académicos de la Universidad Veracruzana encontró
la oportunidad de aplicarlos, a invitación de la empresa
Petróleos Mexicanos (Pemex), en un proyecto multidisciplinario
destinado a tratar un área afectada por una fuga de petróleo
ocurrida el año pasado, en el municipio de Nanchital, en
el sur del estado de Veracruz.
Dora Trejo Aguilar y Miguel Ángel Escalona Aguilar, académicos
de la UV que coordinan el trabajo del área Uso de Microorganismos
Benéficos, del departamento de Biotecnología de la
Facultad de Ciencias Agrícolas, participarán en este
proyecto financiado por la empresa petrolera. Además de ellos,
otras áreas de investigación y vinculación
de la uv se involucrarán en las acciones para atenuar el
impacto ecológico del accidente.
En la siguiente entrevista, Miguel Ángel Escalona Aguilar
da un panorama general del trabajo que desarrollarán para
incidir de manera positiva en la zona en que se produjo el accidente.
¿Cuál es la participación de la Universidad
Veracruzana en este proyecto de rescate del Arroyo Tepeyac?
Se trata de una invitación que Petróleos Mexicanos
(Pemex) hizo a nuestra casa de estudios, en sus diferentes áreas,
para que apoyara en las labores de rescate de esta zona, tras un
derrame accidental que ocurrió ahí y que ellos pudieron
controlar de manera inmediata.
En la Facultad de Ciencias Agrícolas contamos con un departamento
de Biotecnología, con el área de Uso de Microorganismos
Benéficos en que se trabaja la parte de biorreme-diación.
Es a través de esta línea que nosotros estamos interviniendo
en un subproyecto, que es el de Recursos Naturales, para trabajar
con microorganismos y plantas que puedan solucionar problemas de
contaminación por hidrocarburos.
¿Cuál es la función de estos microorganismos?
En biorremediación podemos hablar de dos grandes áreas:
aquella en que intervienen hongos, bacterias, etc., que reconocemos
como parte de la microbiota del suelo, y la fitorremediación,
en donde las plantas tienen la función de extractoras de
los contaminantes, ya sea para modificarlos o para que se fijen
en ellas. Uno y otro tienen funciones naturales que pueden utilizarse
para remediar problemas de contaminación.
¿Cómo incidir para que la presencia de estos microorganismos
sea provechosa para la depuración de aguas y suelos?
En el caso que nos ocupa, uno de los objetivos es conocer el comportamiento
de las poblaciones microbianas nativas que participan en los procesos
de remediación y formación de suelo fértil.
Lo que nosotros vamos a hacer es determinar la presencia de hongos
y bacterias totales que utilicen hidrocarburos como fuente de carbono,
como fuente de nutrimentos; hongos fijadores de nitrógenos
simbióticos y asimbióticos y rizobacterias promotoras
de crecimiento.
Otros objetivos son estimular a las poblaciones vegetales nativas
presentes en el área dañada, a través de la
fertilización, con incorporación de abonos orgánicos,
así como establecer especies inoculadas con hongos micorrícicos.
Dentro de las especies que se están evaluando está
el pasto tanzania, maíz, pica pica mansa y el pasto llanero.
Éstas son las especies que estamos trabajando. Tenemos programadas
varias etapas en el desarrollo de este proyecto. Una de ellas es
identificar la presencia y condición de los organismos en
suelo y agua después del derrame, porque una vez que Pemex
concluyó con su trabajo de limpieza es importante ver si
quedaron remanentes de los hidrocarburos derramados y cuál
ha sido el papel de los microorganismos ahí.
Vamos a trabajar con bacterias, a investigar qué pasó
con ellas y con las poblaciones totales de microorganismos. Una
vez hecho este diagnóstico, vamos a llevar plantas que tienen
reporte de fitorremediadoras y las vamos a inocular con hongos micorrícicos.
Otra actividad es la incorporación de verbicomposta, pues
existen reportes de que cuando hay una fuente importante de materia
orgánica, el suelo se re establece más pronto porque
permite la proliferación de organismos benéficos.
Entonces, nosotros queremos propiciar el medio para que puedan desarrollarse
ampliamente e iniciar con su función de biorremediación.
También, parte de nuestro proyecto es reconocer las especies
vegetales nativas que están presentes en la zona, hacer un
inventario en el área afectada y luego cotejar esa información
con lo que ya hemos investigado a través de la bibliografía
que hemos estado consul-tando en la fase previa al trabajo de campo.
De esta forma podremos conocer de manera concreta cuáles
de estas especies localizadas en el área han sido reportadas
como fitorremediadoras, cuáles tienen mayor potencial. Con
este proceso pretendemos que la recuperación del área
se dé naturalmente y pueda servir de modelo para enfrentar
situaciones similares.
¿Cuáles son los planes para estructurar este modelo
que ayude, en circunstancias parecidas, a solucionar con cierta
experiencia un problema de contaminación?
Queremos hacer un página interactiva en Internet, que además
sería uno de los productos que le entregaríamos a
Pemex.
Con esta base de datos deseamos que si tú, como usuario,
tienes interés en la fitorremediación o como un demandante
sabes que ésta puede ser una solución a tus problemas,
tengas la posibilidad de entrar a Internet y consultar qué
especies pueden adaptarse a la región en que te encuentras.
Das un clic y aparece tanto el nombre científico como el
común de la especie en cuestión, otro clic y despliega
toda la información necesaria para su propagación.
También se darán recomendaciones acerca de la factibilidad
de inoculación con hongos micorrícicos o bacterias
para su rápido desarrollo. Se proporcionará información
sobre su ciclo de vida y condiciones ecológicas para su crecimiento.
Como usuario, tendrás información y la posibilidad
de promover una especie si tienes problemas de contaminación.
No debemos olvidar que hay que ser muy cuidadosos porque, por ejemplo,
el pasto tanzania se está cultivando mucho en la región
en la que estamos trabajando, pero tenemos que evaluar si acumula
alguno de los componentes y si éstos no son tóxicos
para la planta, pues hay algunas que lo extraen pero solamente lo
acumulan.
Una de estas especies fitoextractoras que tienden a la acumulación
es el eucalipto: va guardando los componentes tóxicos y cuando
se le caen las hojas se van con ellas para caer al suelo y producir
de nuevo la contaminación. Pero también hay algunas
especies que tienen la capacidad de biotransformar, es decir, de
convertir un producto tóxico en uno orgánico ya no
tóxico. Éste es el tipo de datos que vamos a dar.
Otro ejemplo es la cliptoria, una leguminosa que tiene la gran ventaja
de cubrir mucho terreno y gracias a eso el suelo nunca está
sin plantas, lo que para nosotros es fundamental pues se requiere
que en el área haya siempre una capa de vegetación
tanto de especies herbáceas como de especies leñosas,
porque ambas tienen una función muy importante.
Las primeras tienen raíces más fibrosas que penetran
y rompen áreas compactadas, y las segundas no poseen esta
propiedad pero tienen la de generar una gran cantidad de raíces
que se van extendiendo, de manera que cuando nosotros modificamos
esta estructura del suelo y agregamos estas raíces propiciamos
muchas condiciones favorables para los organismos. Un proceso muy
sencillo y muy ventajoso.
¿Cuáles son algunas de las plantas que pueden
ser utilizadas para la fitorremediación?
Podemos hablar de gramíneas y leguminosas. En el primer grupo
encontramos a los zacates –que normalmente ya están
en los suelos–, también al pasto llanero y algunos de
los pastos nativos. Las leguminosas que normalmente se ven como
coberteras, pueden tener también esta propiedad, por ejemplo,
el frijol, el terciopelo o el pica pica mansa. Normalmente todas
las leguminosas tienen esta capacidad.
Lo interesante de estas plantas es que tienen la capacidad de extraer
del suelo los contaminantes como si fueran nutrimentos y acumularlos.
Erróneamente, mucha gente ve plantas en el suelo que no son
las que tradicionalmente nos sirven y las quitan de tajo; no saben
que en su raíz hay una gran cantidad de raicillas (una planta
puede cubrir con sus raíces un área de seis metros
cuadrados) que funcionan como extractoras; además, las raíces
de las plantas tienen un intercambio muy dinámico con los
microorganismos del suelo para favorecer este factor de nutrición.
Realmente es una maravilla lo que pueden hacer las plantas a través
de sus raíces. No sólo son capaces de absorber, por
ejemplo, los hidrocarburos como nutrimentos, sino que, además,
liberan fotosintaxis, producto de la fotosíntesis, y los
carbohidratos y los azúcares son liberados como exudados
por parte de la raíz.
En la rizosfera, en el ambiente cercano a la raíz, que es
un medio muy rico en nutrimentos, crece una gran cantidad de población
de organismos benéficos, y cuando establecemos estas plantas
en zonas afectadas por contaminación favorecemos el desarrollo
de estos microorganismos, que funcionan como agentes de biorremediación.
La planta por sí misma tiene la capacidad de extracción,
pero la riqueza de nutrimentos que hay alrededor de la raíz
permite que entren estos microorganismos y en conjunto sean los
que desarrollen esta función tan importante.
En el proceso de fitorremediación, ¿cuál
es la utilidad de la inoculación con micorrizas?
Ya hablamos de la natural capacidad extractora de algunas plantas
y de lo que esto significa en términos de fitorremediación.
Pues bien, nosotros estamos partiendo del hecho de que en la zona
que vamos a tratar existe una población vegetal nativa que
podría jugar este papel de manera natural, pero si la dejamos
actuar por sí sola, la escala de tiempo podría ser
mucho mayor que si la inoculamos con un complejo suficientemente
probado para que la planta tenga una posibilidad de desarrollo mayor.
La importancia de inocular con micorrizas radica en que se crea
una planta más vigorosa, con mayor capacidad de crecimiento
y con la posibilidad de extender sus raíces más rápidamente.
Se trata de acelerar el proceso solamente.
Llamamos micorriza a la asociación mutualista entre un hongo
del suelo y las raíces de una planta. Esta asociación
tiene efectos muy benéficos en el desarrollo de muchas especies
vegetales y tiene la ventaja de presentarse en casi todas ellas
de manera natural.
¿La biorremediación es una opción para
enfrentar exclusivamente problemas de contaminación por hidrocarburos
o puede aplicarse ante la presencia de cualquier otro elemento contaminante?
No es exclusiva, podemos usarla en otros casos. Para empezar, hay
que recordar que en nuestro planeta los hidrocarburos siempre han
existido, pues se trata de la acumulación de carbono después
de una serie de procesos, y por sí mismos no son contaminantes.
Desde el principio de la vida han existido microorganismos y plantas
que se han dedicado a degradar estos hidrocarburos como una fuente
de materia orgánica, aunque en el caso de un derrame de petróleo
en un río las cosas cambian porque puede afectar la vida
vegetal y animal.
Ahora bien, estos microorganismos y especies vegetales también
pueden encontrar su fuente de energía en áreas de
contaminación por desechos urbanos o industriales y, por
tanto, las zonas en las que se les puede encontrar son susceptibles
de ser biorremediadas.
La contaminación industrial o por plaguicidas, por metales
pesados u otro tipo de elementos nocivos para el ambiente también
son factibles de ser modificados a través de la biorremediación.
Las posibilidades son muy amplias. Además, tiene entre sus
ventajas la virtud de reducir costos en relación con los
costos de los métodos convencionales.
¿Cuándo inició la Facultad de Ciencias Agrícolas
el estudio sobre el uso de microorganismos benéficos?
Hemos estado trabajando en el tema desde hace más o menos
diez años, pero el trabajo en biorremediación es relativamente
reciente y debo decir que lo debemos, en parte, a algunos de nuestros
egresados que se han ido al Colegio de Posgraduados de Chapingo
(CPC) y al Instituto Mexicano del Petróleo (IMP) a hacer
investigaciones, y han regresado para compartir con nosotros sus
conocimientos y trabajar conjuntamente.
Así que hace apenas unos tres o cuatro años que estamos
trabajando en biorremediación, mancomunadamente con esas
dos instituciones. Incluso, en este subproyecto que estamos realizando
con Pemex intervendrán egresados de nuestra facultad que
ya han hecho su posgrado, todos bajo la dirección de la maestra
Dora
Trejo y mía.
¿Es la primera vez que se hace una aplicación concreta
de su trabajo de investigación en el área de biorremediación?
En un problema concreto, sí. Hemos avanzado mucho en nuestra
investigación, pero hasta ahora intervendremos en un problema
real.
En este proyecto con Pemex no sólo participan
ustedes sino también varios institutos de investigación
y facultades. ¿Cómo favorece a nuestra casa de estudios
este trabajo conjunto?
A mí me parece que lo verdaderamente importante de este trabajo
es su carácter multidisciplinario, y ésta sería
la recomendación a seguir siempre que se hagan trabajos de
biorremediación: integrar grupos multidisciplinarios, en
donde cada quien tenga una habilidad, porque se necesita abordar
temas de bioquímica, química, botánica, ecología,
microbiología, etc., que integrados nos dan una posibilidad
alternativa y funcional.
Nuestra intención es generar un modelo como producto, aprovechando
la oportunidad de actuar en una circunstancia real. Me parece que
esto es lo más ventajoso para la Universidad: conjuntar equipos
multidisciplinarios que puedan dar soluciones concretas a problemas
específicos que está demandando la sociedad.
¿Cuándo inició el trabajo de rescate
en esta zona?
Desde julio del año pasado estamos trabajando en la sistematización
de técnicas, en la revisión bibliográfica,
en un trabajo de gabinete que nos permita tener información
sobre cómo entrar de lleno al campo.
En este momento estamos propagando en invernadero siete especies
de leguminosas y gramíneas que serán micorrizadas
y llevadas a las parcelas de evaluación que tenemos montadas
en campo. Además, se está trabajando en la búsqueda
de información para esta base de datos que ya comentaba y
que es otra de las metas que tenemos al participar en este proyecto.
Ahora se requiere de algunos apoyos más para entrar ya de
lleno a un trabajo de campo.
En caso de no intervenir, ¿cuáles podrían
ser los efectos de esta contaminación sobre el área
afectada?
En este caso específico podría pensarse que lo más
afectado es el agua. Los hidrocarburos impiden que se desarrolle
la vida y entonces pueda haber muerte de peces o de microorganismos
asociados a la cadena alimenticia de los peces; acumulación
de hidrocarburos y, por tanto, que ciertas plantas que son susceptibles
no pudieran crecer, entre otras cosas.
Sin embargo, hasta donde yo sé, los efectos del derrame fueron
casi completamente controlados; Pemex intervino muy rápidamente.
Lo que detectamos es que esta área ha sido históricamente
afectada tanto por contaminación por hidrocarburos como por
desechos urbanos, pues sirve como desagüe de todo el poblado
de Nanchital; así que también estamos hablando de
acumulación de detergentes, grasas, de elementos que tradicionalmente
son contaminantes. Por lo tanto, esta acción que realizaremos
es importante porque se va a limpiar el río no sólo
del derrame sino de todo lo que ya contenía. |
