El cuidado del medio ambiente se ha convertido en un creciente interés, saber que están haciendo los científicos por el cuidado de este es tan importante como nuestras mismas acciones, y que maravilla que combinar dos áreas de la ciencia como la microbiología y la física para lograr un objetivo sustentable. El día de hoy te contaremos sobre una forma casi mágica de limpiar el aire de contaminantes orgánicos volátiles (COVs) comúnmente encontrados en gasolinas, emitidos por las industrias o por productos de limpieza usados cotidianamente. Esta limpieza se hace a través de hongos y bacterias con el apoyo de campos magnéticos. El proceso por el cual se realiza esta limpieza se llama “biorremediación”.
Actualmente, la División de Ciencias Ambientales del Instituto de investigación Científica y Tecnológica (IPICYT) estudia procesos de biorremediación de aire estimulados con campos magnéticos. Los campos magnéticos se utilizan para aumentar la actividad de los microorganismos “los limpiadores de aire”, acelerando el proceso de descomposición de contaminantes orgánicos del aire en sustancias menos dañinas. Esta es una forma prometedora y respetuosa con el ambiente para mejorar la calidad del aire que respiramos.
- Los campos magnéticos en la vida diaria
Los campos magnéticos están presentes en nuestra vida diaria, desde el campo magnético terrestre que nos protege de la radiación del Universo como los rayos UV, pero también permite a muchas especies animales, como algunas aves y tortugas, ubicarse y moverse en el planeta, como si contaran con un GPS ayudándoles a realizar sus migraciones. Los campos magnéticos también tienen aplicación en áreas de medicina, como en equipos de resonancia magnética; en procesos de estimulación magnética transcraneal y la magnetoterapia. Y por último en el área de electrónica, se utilizan para fabricación de componentes electrónicos, sensores y unidades de almacenamiento de datos, como tú celular, computadoras o el internet. Pero realmente que son, un campo magnético es un espacio delimitado donde hay fuerzas magnéticas creadas por imanes.
- ¿Y cómo limpiamos el aire?
Para poder limpiar el aire, son necesarios organismos como hongos, bacterias o algas que se alimentan de los contaminantes que se quieren remover, degradándolos hasta su forma más sencilla, este proceso es conocido como “biorremediación”. La mayoría de los organismos usados son de tamaño microscópico, esto quiere decir que no son visibles a simple vista, y aunque chiquitos son súper importantes en los ecosistemas, en los cuales juegan roles cruciales, como la descomposición de materia orgánica, la producción de alimentos y lo que nos interesa, la degradación de contaminantes del aire. Una de las formas mas comunes de usarlos es en consorcios, o sea, mezclas de organismos como hongos y bacterias.
Sin embargo, como el éxito de la biorremediación depende de la eficiencia de los microorganismos, de la cantidad y del crecimiento de los mismos, puede haber limitaciones como la intoxicación de estos por la toxicidad de los contaminantes, dándonos organismos que no comen a la misma velocidad, no trabajan igual de rápido y puede llegar a ocurrir la muerte celular, haciendo que el proceso de biorremediación se vuelva muy lento o hasta nulo. Por ello, es importante desarrollar tecnologías innovadoras y amigables con el medio ambiente que permitan contrarrestar dichos desafíos.
- El papel de los campos magnéticos en la biorremediación
Ahora que ya sabemos que es la biorremediación y los campos magnéticos es importante entender cómo se juntan y nos dan mejores resultados. Como ya mencionamos, necesitamos que nuestros microorganismos se encuentren en perfecto estado y una forma de apoyarlos es agregar un campo magnético alrededor del biorreactor. El “biorreactor” es el espacio donde tenemos nuestros bichos que están siendo alimentados con los contaminantes y con nutrientes. En el biorreactor los contaminantes sirven como fuente de carbono, o sea el platillo principal, pero hay otras moléculas que son súper importantes para que los bichos puedan hacer su trabajo, estas moléculas son iones llamados cofactores, algo así como las vitaminas y minerales para las células y el trabajo que facilitan se llama actividad enzimática, que no es más que la maquinaria dentro de las células para poder comer y degradar los contaminantes. Por otra parte los campos magnéticos, pueden generarse con imanes o con bobinas, sin embargo la opción de imanes puede ser mas fácil de usar ya que no requieren de una entrada de energía, son económicos y su uso es amigable con el ambiente.
Entre los beneficios de los campos magnéticos en los biorreactores está un mayor crecimiento celular, y una selección de aquellos que se han vuelto resistentes a los contaminantes; otro beneficio es que la membrana celular se vuelve más permeable permitiendo una mejor ingesta de nutrientes y de los contaminantes, el siguiente beneficio es que facilita la entrada a la célula de iones de hierro, magnesio y manganeso, haciendo la actividad enzimática más eficiente. Así que al tener más microorganismos preparados, una mejor ingesta de los contaminantes y una actividad enzimática más eficiente habrá una mayor degradación de los contaminantes y como resultado un aire más puro.
El proyecto en el que se está trabajando en IPICYT busca la limpieza del aire de vapores como el benceno, tolueno, xilenos, metanol, acetato de etilo, entre otros. Durante el proceso de biorremediación estos contaminantes son transformados a su forma más simple que es CO2 (dióxido de carbono). Estos procesos han mostrado mejoras en las eficiencias de eliminación de contaminantes del aire y su aplicabilidad en un futuro podría ser relevante por su diseño sustentable.
Para terminar, conocer algunos contaminantes que se emiten al aire nos permite buscar estrategias para tratarlos y degradarlos, y qué mejor que estar enterados de proyectos que proponen soluciones sustentables de degradación de contaminantes y llegar a un medio ambiente más limpio.
La Dra. Sonia Arriaga es Investigadora de la División Ciencias Ambientales (DCA), IPICYT; Camila Ramírez es estudiante de servicio social en la DCA del IPICYT y estudia actualmente el 7mo. semestre de la carrera de ing. Bioprocesos de la UASLP y Estheisy López Bello es estudiante de doctorado en Ciencias Ambientales de la DCA/ IPICYT.
