FITOREMEDIACIÓN: AVANCES Y NUEVOS DESAFÍOS

La fitoremediación es una tecnología emergente que utiliza plantas para remediar aire, suelos, sedimentos, agua superficial y agua subterránea contaminadas con metales tóxicos, toxinas orgánicas y otros elementos.

Esta tecnología o técnica de descontaminación es efectiva, no intrusiva y de bajo costo. De hecho, es la alternativa de mejor costo-beneficio respecto de los métodos mecánicos o químicos para remover sustancias o compuestos peligrosos del suelo. Por otra parte, es estética y naturalmente amigable con el ambiente, por lo que se presenta como una forma de descontaminación socialmente aceptable para las comunidades circundantes y para los organismos o agencias regulatorios.

Aunque los primeros usos de la fitoremediación, a mediados de los años 90, fueron enfocados a la extracción de metales pesados acumulados en el suelo, hoy en día su uso se está ampliando fuertemente a otros campos, como el de la absorción del exceso de nutrientes provenientes de la agricultura tradicional y que se presentan por diversas fuentes como la fertilización o los purines de las explotaciones ganaderas.

Algunas investigaciones en este tema han hallado resultados sorprendentes como la habilidad de las plantas para degradar ciertos compuestos orgánicos, lo que ha generado como consecuencia un fuerte aumento en la investigación y desarrollo de la fitoremediación como tecnología de descontaminación de compuestos de origen orgánico como solventes clorados, explosivos e hidrocarburos del petróleo. En los últimos años también se han iniciado pruebas exitosas para la degradación y absorción de hidrocarburos aromáticos y difenoles policlorinados.

ALGUNOS TIPOS DE FITOREMEDIACIÓN

Fitoremediación ex planta

Hay dos estrategias principales para la fitoremediación de compuestos orgánicos: la fitoremediación directa o absorción directa por las raíces de las plantas, y la fitoremediación ex planta que se basa en la selección de plantas que tienen la capacidad de exudar o secretar sustancias que son aprovechadas por otras comunidades del suelo como bacterias y hongos, las que al tener una fuente de energía proveniente de las raíces de la planta, se desarrollan y son capaces de degradar los compuestos orgánicos contaminantes.

Actualmente la ciencia se ha enfocado en buscar las especies de plantas que producen la mayor cantidad y calidad de estos exudados a través de sus raíces. Dentro de estas especies benéficas se encuentra muy bien posicionada la zarzamora, ampliamente distribuida en el paisaje de la zona centro y centro sur de Chile.

Enzimas degradativas derivadas de las plantas

Además de la secreción de algunos compuestos orgánicos que favorecen el crecimiento de las comunidades biológicas del suelo, como en el caso de la fitoremediación ex planta, algunas especies excretan enzimas en los suelos y aguas del subsuelo que son capaces de descomponer ciertos contaminantes orgánicos.

Estas enzimas han probado ser muy eficaces en la degradación de desechos explosivos como el TNT, vulgarmente conocido como dinamita, y muchos otros compuestos de formas químicas similares. En este campo no existe actualmente mucha investigación, pero sin duda que deberá ser materia de muchos estudios en un futuro cercano.

Absorción directa de contaminantes orgánicos

Por analogía con la fitoextracción de metales, la absorción directa de contaminates orgánicos está limitada por la cantidad del compuesto en el suelo y por los mecanismos de extracción de la planta. Con muy pocas excepciones, el movimiento de los compuestos orgánicos en la planta se produce por la fase líquida del suelo, lo que se conoce como solución del suelo, que ha sido estudiada profusamente para la extracción de herbicidas y pesticidas. En este sentido, y a diferencia de los mecanismos anteriores, la búsqueda se ha centrado en plantas con una alta capacidad de transpiración o, en otras palabras, que tienen un “efecto de bombeo” mayor.

El problema del dióxido de carbono y el efecto invernadero

El aumento en niveles atmosféricos de dióxido de carbono se ha convertido en una preocupación mundial. La buena noticia es que el dióxido de carbono es utilizado por los árboles para el crecimiento y el almacenaje en la madera de toda la planta, es decir, sobre y bajo el suelo.

Los agricultores también tienen un rol muy activo sobre esta problemática aumentando el almacenaje del carbono en regiones agrícolas. El carbono es un componente del dióxido de carbono, el gas más conocido y abundante de los que provoca el efecto invernadero. El almacenaje o «secuestro» del carbono en el suelo como materia orgánica con la ayuda de los árboles y otras plantas reduce la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera. Ésta es la razón por la cual al suelo y la vegetación a veces se le conoce como “carbon sink”.

Algunos sistemas ya existentes

Short Rotation Forest (SRF): se habla de estos sistemas cuando se destina un área para el cultivo de bosques de crecimiento muy rápido en alta densidad.

Principalmente se utiliza en el norte de Europa, después de “chipear” y “peletizar” los bosques como fuente de energía para centrales eléctricas. Estos SRF se “alimentan” con los desechos de ciudades cercanas. Al mismo tiempo que producen energía eléctrica, producen calor para calefacción y además descontaminan las aguas servidas de las descargas urbanas. Suecia es el país pionero en el desarrollo de estos sistemas con el uso de SRF con sauces.

Buffer Strips: son corredores de árboles, arbustos y pastos que se ubican a lo largo de ríos, canales u otras fuentes de agua para evitar que los flujos superficiales con altas concentraciones de sedimentos lleguen a los cursos de agua. También actúan como filtros de las aguas del subsuelo a través del sistema de raíces. Durante las crecidas de los ríos actúan como atenuadores o buffer de las corrientes fuertes, disminuyendo o evitando la erosión de los suelos cercanos. Además de estos efectos directos se adicionan otros como enfriamiento del agua de los cauces, permitiendo una mayor concentración de oxígeno y por lo tanto mayor cantidad de flora y fauna en las aguas; fuente de sombra para el ganado; y aumento de la fauna en los sectores ribereños.

Buffer zones o zonas tampón: muy similares en su concepto a los buffer strips, pero difieren en su estructura y disposición sobre el terreno. Estas zonas son verdaderos bosques pequeños de una o varias especies donde deliberadamente se depositan las descargas de algunas producciones agrícolas como los purines de lechería u otras como percolados de basurales municipales o desechos líquidos o semisólidos de producciones industriales.

CONCLUSIÓN

El exceso de nutrientes y otros productos químicos provenientes de las operaciones agrícolas, municipales e industriales, afectan la calidad del agua superficial y subterránea. La botánica y la ingeniería se han asociado para tratar los desechos a través de las plantas. La tecnología de establecer plantas (árboles, arbustos, pastos, etc.) de crecimiento rápido para reciclar nutrientes y desechos semisólidos y líquidos ya está disponible, y cada vez es más adoptada. Esta forma de tratamiento de los contaminantes incluso ha promovido la construcción de plantas de tratamiento basadas en la fitoremediación y en fines alternativos como la producción de biomasa para energía renovable a partir, principalmente, de los árboles utilizados como fito-depuradores. A pesar de todo, existe la necesidad de que los investigadores y organismos relacionados compartan las experiencias y resultados obtenidos en el campo y en laboratorio, ya que se debe iniciar la búsqueda de las combinaciones y sistemas más efectivos que se adapten a la situación especial de la zona contaminada.