Bacterias que comen contaminación y generan electricidad
En IMDEA Agua investigan casi todo lo referente a esta sustancia, como las bacterias electroactivas que sirven para detectar y limpiar la contaminación
Sergio C. Fanjul
Madrid – 30 julio 2020
Sede del Instituto IMDEA Agua, en Alcalá de HenaresVíctor Sainz
Cuando algo es muy sencillo suele decirse que está más claro que el agua. Pero no está claro que lo del agua esté tan claro. Aunque sea una sustancia muy cercana (la utilizamos para beber, cocinar y lavarnos a diario) y muy común (cubre tres cuartas partes del planeta y conforma dos tercios de nuestro cuerpo), resulta que todavía mantiene sus misterios, que son objeto de investigación científica en centros como IMDEA Agua, de la Comunidad de Madrid.
“El agua nos cae del cielo, como la energía”, nos recibe el químico Eloy García Calvo, director del centro, “sin embargo, aunque la energía es muy valorada, el agua no tanto”. En el precio de ambos “productos” puede verse esta diferencia. Así es al menos por el momento: todas las proyecciones predicen que en el futuro el agua, su escasez, su calidad, serán uno de los grandes problemas que tendrá que afrontar la humanidad (ya perdemos la cuenta de los grandes problemas que habrá que afrontar). “La población mundial se ha doblado en las últimas cuatro décadas”, añade el director, “pero la cantidad de agua sigue constante: como no tratamos lo suficiente el agua que utilizamos, la calidad va a yendo a menos”. Por eso en este lugar investigan sobre los procesos de depuración y desalinización de este líquido (a temperatura ambiente) formado por moléculas de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (y todo lo que lleva disuelto en su seno). Pero también sobre las cuestiones económicas, políticas y sociales que rodean el preciado líquido y que serán cruciales en el futuro. “El agua va a escasear, ya escasea”, dice García Calvo, “hay que buscar nuevas fuentes de agua. La más obvia es el ahorro. Otras son la desalación o la reutilización”.
Una de las líneas de investigación más interesantes es la que tiene que ver con las bacterias que generan electricidad. En 1987 el científico Derek Lovley encontró en el estadounidense río Potomac, cerca de Washington D.C., la bacteria Geobacter metallireducens. Digamos que come residuos y respira hierro en su hábitat natural, pero, si se pone en contacto con un material conductor, genera corriente eléctrica. El proceso dio lugar a un nuevo campo: la electroquímica microbiana.
“Durante todos estos años se ha intentado obtener energía de estas bacterias, pero no se ha conseguido en cantidad suficiente para que nos sea útil en nuestras necesidades cotidianas”, explica el bioquímico Abraham Esteve, líder del equipo de Biolectrogénesis y profesor de la Universidad de Alcalá de Henares (UAH), “eso sí, la corriente eléctrica puede tener otras aplicaciones”. Entre las que aquí le han encontrado está la de biosensor y la de descontaminador de agua.
En uno de los laboratorios trabajan sobre una simulación del subsuelo: un gran cilindro transparente en el que se ven las diferentes capas pardas y verduzcas. Aquí introducen electrodos para detectar la corriente, por muy pequeña que sea, que generan las bacterias al comer lo que se encuentra en el sedimento, aunque sea contaminante para nosotros. “Midiendo esta corriente detectamos esos contaminantes”, dice Esteve. Ahora esta tecnología la desarrolla una empresa del centro, Nanoelectra, para su comercialización. Entre las sustancias que estas bacterias se meriendan se encuentran diferentes tipos de contaminantes, por ejemplo, hidrocarburos. “Si tenemos una tubería a 20 metros de profundidad podemos saber, midiendo la corriente, si ha habido una fuga que la bacteria está detectando”, añade el científico. Esto es un biosensor.
Otra utilidad, la de depuradora de agua, es la base de una spin off llamada METFilter. La idea es que las bacterias se coman la contaminación de la forma más eficiente posible: la descontaminación sale gratis, energéticamente hablando. Se trata del humedal artificial electroactivo Metland. Han puesto en funcionamiento estos sistemas en diferentes países y en diferentes lugares de España, como Murcia y Andalucía (aunque aún no en la Comunidad de Madrid, como se lamenta el investigador). Más que centrarse en aguas urbanas de grandes núcleos, cuya depuración ya está copada, prefieren focalizarse en aquellas aguas que todavía no son depuradas, como ocurre en muchos pueblos pequeños. En España hay dos millones de personas sin depuración adecuada de agua, en Europa son 38 millones. Perviven los pozos negros. Y esta tecnología podría ser una solución.
Una de las utilidades de la depuradora de agua consiste en que las bacterias se coman la contaminación de la forma más eficiente posible
Fuera del edificio de IMDEA, Esteve nos muestra bajo el sol una unidad MetLand, que depura el agua de los trabajadores del centro y que puede dar servicio a pequeñas comunidades. Más que un ingenio tecnológico parece un adorno de jardín. Una plácida lámina de agua pasa por un estanque del que brota la vegetación. Sirve para limpiar el agua, aunque es muy decorativo: esa es una de sus ventajas. Las bacterias viven sobre una capa de material conductor granular, lo que favorece y acelera el proceso. “Estos bichos se comen casi cualquier compuesto orgánico que hayamos probado”, señala el científico, “hidrocarburos, nitratos, materia fecal, cualquier cosa que se biodegradable; todo sin ruidos, sin olores, sin coste energético”.
Entre las líneas de investigación en IMDEA Agua también se encuentra la ecotoxicología, donde está en boga el estudio de los contaminantes emergentes, que se encuentran en pequeñas cantidades pero que son importantes porque pueden alterar los ecosistemas. En el agua que desechamos hay antibióticos, antidepresivos, cosméticos, hormonas, etc, que es preciso detectar y depurar. En el centro también trabajan en la detección de Covid19 en estas aguas, lo que puede dar un aviso de los lugares donde haya presencia de virus. “Mirar en las aguas que desechamos es como mirar en nuestra basura: se puede saber si uno se maquilla, se droga, si bebe, si está enfermo”, concluye Esteve. Es como si el agua, al pasar a través de nosotros, se tiñera de nuestra identidad. Y eso es un problema.
Siete áreas estratégicas
Entre 2006 y 2007 la Comunidad de Madrid puso en marcha diferentes centros IMDEA de investigación científica dedicados a siete áreas que se consideraron estratégicas: agua, alimentación, energía, materiales, nanociencia, networks y software. En 2019 trabajaron en los centros IMDEA 760 investigadores, doctores en el 43% de los casos. El presupuesto fue de 43,4 millones de euros, y el 51% fue captado en convocatorias competitivas y contratos con empresas.
4/12/2021
