Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/288/14
México, D.F., 16 de agosto de 2014

• Esta investigación del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, combina la capacidad de acelerar las reacciones químicas de un grupo de sustancias que forman el humus, con el poder de biodegradación microbiana de los biorreactores empleados en el tratamiento de aguas residuales

Francisco Cervantes y su equipo probaron la eficiencia de degradación de resinas cargadas con las sustancias húmicas para dos tipos de contaminantes muy comunes en las descargas industriales. Sus resultados se publicaron en la revista Applied Microbiology and Biotechnology en septiembre del 2013.
Foto: Tomada de San Luis a Tiempo.
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Traer unos cómodos jeans y una camiseta de moda tiene un costo no solo para nuestro bolsillo sino también para el ambiente. En la fabricación, teñido y acabado de los hilos y telas de nuestra ropa se emplean una gran diversidad de sustancias altamente tóxicas y resistentes a la degradación. De ahí que las aguas residuales generadas por la industria textil sean de las más contaminantes en el sector productivo.

Una estrategia relativamente común para tratar estos efluentes es a través de biorreactores anaerobios que contienen lodos formados por poblaciones densas de diferentes especies de microorganismos que no necesitan de oxígeno para vivir, y que transforman la materia orgánica inmersa en las aguas residuales en metano y bióxido de carbono; y a ciertos contaminantes, como los colorantes, en compuestos menos tóxicos o más susceptibles a la degradación mediante otro tipo de métodos.

Las transformaciones químicas son generalmente muy lentas debido al gran número de contaminantes persistentes presentes en los efluentes, por lo que se usan un tipo de compuestos, llamados mediadores, que al favorecer estas reacciones químicas aceleran el proceso de degradación.

Algunos de estos mediadores son compuestos que se encuentran en el humus, la materia orgánica más abundante que se acumula en ambientes terrestres y acuáticos, en el que Francisco Cervantes Carrillo, del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICyT) y sus colegas, han venido trabajando por cerca de 15 años pues han comprobado que aceleran la degradación de los contaminantes.

Debido a los buenos resultados obtenidos hasta ahora, comentó el también miembro de la Academia Mexicana de Ciencias, este grupo de investigación desarrolla estrategias que permitan fijar esas sustancias húmicas en los biorreactores, con lo cual, se reducirían los costos de operación que implica la adición continua de los catalizadores y se facilitaría el proceso.

“Hace un par de años nos otorgaron una patente por una técnica para inmovilizar las sustancias húmicas en resinas de intercambio iónico, estos mediadores se anclan fuertemente a la matriz, lo cual evitaría su deslavado por el paso continuo de los efluentes y por la operación de los biorreactores”, afirmó el doctor en Ciencias Ambientales por la Wageningen University, en Holanda.

Más recientemente, Cervantes y su equipo probaron la eficiencia de degradación de las resinas cargadas con las sustancias húmicas para dos tipos de contaminantes muy comunes en las descargas industriales. Sus resultados se publicaron en la revista Applied Microbiology and Biotechnology en septiembre del 2013.

Para ello, construyeron dos de estos sistemas en pequeña escala, uno tenía solo resina y el otro la resina con las sustancias húmicas, y observaron qué pasaba al alimentarlos continuamente con efluentes industriales.

El biorreactor que solo tenía resina dejó de tener actividad al cabo de algunas semanas pues se inhibió su actividad metabólica, probablemente debido a la elevada toxicidad del contaminante. En cambio, el reactor que tenía la resina con las sustancias húmicas operó por varios meses y su actividad fue muy estable, degradó en promedio el 70% de uno y entre 80-90%l del otro contaminante.

Para ambos contaminantes, el tiempo en que ocurrieron sus transformaciones químicas fue de 12 horas. “Este es un periodo corto si se considera que los sistemas de tratamiento convencionales normalmente requieren entre dos y tres días para obtener las eficiencias que nosotros obtuvimos”.

Cervantes Carrillo comentó que están buscando trasladar esta tecnología a un terreno de mayor escala. ”Ya nos acercamos incluso con una industria textil aquí en San Luis Potosí y empezamos hacer algunas pruebas de ajuste. Estamos en vías de buscar una comercialización de esta tecnología, primero como un nicho en el sector textil pero quizá buscando otros nichos en el sector químico, petroquímico, farmacéutico”.

Además, el joven investigador sostuvo que la tecnología desarrollada en el IPICyT a escala industrial es promisoria pues la leonardita, un tipo de carbón en estado inmaduro del cual extrajeron las sustancias húmicas, es un recurso abundante en ciertas zonas del país y es económico.

“Utilizamos leonardita extraída de las minas de carbono que hay en Coahuila donde se vende alrededor de 500 pesos la tonelada y de donde hemos obtenido muy buenos rendimientos”, afirmó el investigador.

Proyecto prometedor

Por otro lado, Cervantes Carrillo comentó que hace apenas un par de meses ganó una de las Cátedras Marcos Moshinsky 2013-2014 en el Área de Ciencias Químico-Biológicas, la cual da un apoyo económico, producto de la colaboración conjunta de la Universidad Nacional Autónoma de México, el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología y la Fudación Marcos Moshinsky, a jóvenes científicos destacados que permite financiar un proyecto de investigación original durante dos años.

“Nuestra propuesta para la Cátedra consiste en buscar otra técnica novedosa de inmovilización, distinta a la que ya patentamos, pues lo que queremos es enfocar el tratamiento de efluentes farmacéuticos para contaminantes que vienen de desechos de los estudios radiológicos, contaminantes llamados medios de contraste yodados y que también son persistentes”.

El proyecto también incluye aumentar la eficacia de las sustancias húmicas para alcanzar velocidades de degradación mayores a las logradas hasta el momento, finalizó.

Alejandra Monsiváis Molina