Fotografía al microscopio electrónico de bacterias metanogénicas, que componen una biopelícula preparada por el grupo.-

Un equipo interdisciplinario del laboratorio de Microbiología Ambiental, del departamento de Microbiología de la facultad de Ciencias Biológicas, liderado por el doctor Homero Urrutia, y del laboratorio de Bioingeniería, del departamento de Ingeniería Química de la facultad de Ingeniería, dirigido por la doctora Estrella Aspé, ha venido trabajando desde hace unos cinco años, en la búsqueda de un sistema de tratamiento biológico para compuestos establecidos en ambientes contaminados, especialmente aquellos efluentes que contienen material orgánico, proveniente de desechos petroquímicos y residuos de las plantas procesadores de pescado.

No cabe duda que el aporte constante de desechos industriales al ambiente de la zona obliga a desarrollar una tecnología de tratamiento adaptada a la realidad ambiental que, lamentablemente, se ha llegado a producir en la región.

Mediante el estudio de comunidades bacterianas nativas en aquellos ambientes contaminados, el equipo procedió a seleccionar microorganismos altamente eficientes en la degradación de residuos orgánicos para desarrollar biopelículas bacterianas e instalarlas en biorreactores y, eventualmente, en futuras plantas de tratamiento de residuos industriales.

¿Cómo se ha desarrollado esta tecnología?

Cuando un residuo de tipo orgánico llega a un sistema acuático, río, lago o mar, las comunidades nativas del sistema, principalmente, bacterias, lo utilizan como fuente alimenticia y, por lo tanto, hacen desaparecer, paulatinamente, del ambiente, el material contaminante. Cuando estos compuestos orgánicos son aportados por la llegada de residuos industriales al sistema acuático, la velocidad de autodepuración puede ser superada debido a la velocidad de incorporación de nuevos residuos. Cuando esto ocurre, decimos que el sistema se ha contaminado, el equilibrio ecológico ha cambiado a niveles que, en algunos casos, llegan a poner en peligro la salud humana.

Se produce la aparición rápida de hidrógeno sulfurado y de otros compuestos y ácidos orgánicos, debido a la desaparición muy importante de oxígeno que hace que el agua se torne aneróbica y adquiera ese aspecto típico de los sistemas eutroficados.

Entonces, la pregunta que nos hicimos fue cómo lograr, mediante un manejo adecuado de los microorganismos, que todo este proceso depurativo se desarrollara en una planta de tratamiento biológico.

Junto al equipo de Ingeniería Química, la estrategia seguida fue monitorear estas comunidades dentro de los lugares contaminados, por ejemplo, Isla Rocuant, en Talcahuano, y la bahía de San Vicente.

¿Con qué tipo de bacterias se ha desarrollado el proceso?

Nos hemos preocupado de trabajar con tres grupos de bacterias principalmente. Bacterias fermentadoras, reductoras de sulfatos y productoras de metano.

Las primeras, las fermentadoras, lo que hacen es tomar la materia orgánica original para convertirlas en metabolitos intermediarios, podemos citar ácidos orgánicos, alcoholes y aminas biogénicas los que son, posteriormente, utilizados por las bacterias reductoras de sulfatos y la productoras de metano, que por último, producen CO2, amonio, metano e hidrógeno sulfurado, que son los componentes finales de la cadena degradadora.

¿Eso equivale a desarrollar una tecnología de biopelículas bacterianas?

La tecnología existe, pero nuestro grupo ha avanzado hacia el diseño de biopelículas específicas con fines biotenológicos concretos. Esto quiere decir que diseñamos películas biológicas seleccionando microorganismos apropiados, dispuestos en una cantidad determinada, sobre soportes específicos, para realizar una degradación altamente eficiente y estable en el tiempo.

¿Cómo se comportan las bacterias, durante este proceso?

En la biopelícula se produce una secuencia bastante compleja de etapas degratativas, pero que en suma, permite que la materia orgánica contaminante que entra al sistema (biorretactor) desaparezca eficientemente del vertido industrial. Esta misma proyección metodológica se ha aplicado a residuos derivados de la industria petroquímica, para la degradación de hidrocarburos poliaromáticos de alto peso molecular.