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Sostenibles, rentables y eficientes serían las propuestas de un grupo de investigadoras e investigadores de la región de Valparaíso que, para atender las nuevas necesidades del tratamiento de aguas, plantean tres tipos de procesos biológicos desnitrificantes para su potencial aplicación a escala industrial.
Basados en el comportamiento de microorganismos bacterianos asociados a azufre, hidrógeno y metano, los investigadores Dr. Oscar Franchi (UAI), Dra. Javiera Toledo Alarcón (PUCV), Dr. José Luis Campos (UAI), Dr. David Jeison Núñez (PUCV) y Dra. Estela Tapia Venegas (UPLA) se sumaron como únicos exponentes nacionales de la publicación “Desarrollo en investigación y procesos de tratamiento de aguas residuales” (2022).
El texto recopilatorio, editado por Maulin P. Shah (India) y Susana Rodriguez-Cauto (Finlandia), da cuenta de los hallazgos de investigadores e investigadoras de diez países en relación a la ecología microbiana, diversidad y funciones de las bacterias oxidantes de amoniaco en el tratamiento de aguas residuales.
En ese sentido, la académica del Departamento de Ingeniería para la Sostenibilidad, Dra. Estela Tapia, destaca el potencial del proceso N-Damo donde participa la bacteria Methylomirabilis Oxyfera y la arquea Methanoperedens Nitroreducens. Descubierto en 2010, ha probado ser esencial para el ciclo del nitrógeno en ecosistemas acuáticos con estas bacterias que se han encontrado en ambientes de agua dulce de escaso oxígeno, como arrozales, humedales, sedimentos de lago y lodos de aguas residuales, y en ambientes de agua salada.
“El nitrógeno es uno de los componentes más importantes de la atmósfera y se encuentra en el agua y en suelo de diferentes formas”, explica la investigadora del HUB Ambiental, “en el aire está presente como nitrógeno molecular y tanto en ecosistemas hídricos como terrestres está presente en forma de amonio, amoniaco, nitrito y nitrato”.
La existencia de bacterias lo suficientemente versátiles y capaces de reducir u oxidar compuestos nitrogenados “presenta un gran interés tecnológico para poder desarrollar procesos más sostenibles y rentables para la remoción del nitrógeno en las aguas, sobre todo cuando el ecosistema no tiene capacidad de autodepuración”.
Intoxicación, cáncer y muerte: las consecuencias del aumento de nitrógeno en las aguas
De manera natural, el nitrógeno no genera impactos negativos en los ecosistemas, no obstante, las alteraciones antrópicas son cada vez más comunes con la aplicación de fertilizantes o el vertido de residuos específicos que pueden provocar graves impactos.
“El amonio, por ejemplo, en ciertas concentraciones es capaz de cambiar totalmente el estado ambiental de un cuerpo de agua, aumentando la presencia de algas que disminuyen el oxígeno y aportando un exceso de materia orgánica que genera microorganismos dañinos para la fauna como resultado de la eutrofización”, argumenta la académica, “el nitrito y nitrato, otras formas del nitrógeno, pueden encontrarse también en aguas que, en su consumo, pueden causar la muerte por intoxicación o el desarrollo de algunos tipos de cáncer”.
Por eso, la empleabilidad de estos microorganismos en procesos no convencionales de tratamiento de aguas se sitúa con una gran proyección para el país y para el resto del mundo, secundados por su sostenibilidad y rentabilidad. “Muchas veces se aplican sistemas convencionales de remoción de nitrógeno, como los procesos de nitrificación-desnitrificación o de Annamox que también tienen sus ventajas y desventajas, pero también están los procesos no convencionales que pueden ser técnica y económicamente aplicables en situaciones específicas”.
En esa línea, el proyecto FONDECYT N° 11200211, liderado por la Dra. Tapia, entrega un acercamiento a la aplicación de los microorganismos N-Damo en Sistemas de Recirculación de Acuicultura (RAS) y, en sus primeras etapas de realización, entrega un hallazgo importante: el muestreo de cuerpos de agua de la zona central de Chile comprobó la existencia de estas bacterias en ecosistemas naturales.
Tras estos descubrimientos, el proyecto de investigación se encuentra en la fase de enriquecimiento de estos microorganismos para probarlos en un sistema de tratamiento de aguas residuales a escala de laboratorio.