La contaminaciรณn del aire y del agua plantea grandes desafรญos para nuestro mundo. Afecta negativamente a la salud de personas, animales, plantas y ecosistemas completos, y propicia un cambio climรกtico antropogรฉnico que casi se percibe como imparable. Las aguas residuales, producto inevitable de la actividad humana, son responsables en gran parte de la contaminaciรณn de las aguas; y en la atmรณsfera, el COโ y otros gases de efecto invernadero se acumulan sin control, con los resultados bien conocidos.
En este panorama, que puede parecer desolador, no son pocos los grupos de investigaciรณn que buscan la forma de reducir la emisiรณn de contaminantes al agua y al aire, e incluso de capturar y retener los contaminantes ya existentes con vista a reducir sus efectos negativos. Una de las estrategias que pueden ser mรกs exitosas en este campo es el uso de las microalgas, como Chlorella vulgaris.
Chlorella vulgaris, la microalga limpiadora
Se trata de una microalga eucariota unicelular, perteneciente al gran grupo de las clorรณfitas o algas verdes. En algunos paรญses como Japรณn, esta alga, fresca o deshidratada, se emplea como aditivo alimentario o como suplemento nutricionalโmรกs del 50โฏ% de su peso seco es proteรญna de buena calidad nutricional, ademรกs de vitaminas y mineralesโ, motivo por el cual se ha desarrollado su cultivo. Tambiรฉn se emplea de forma mรกs o menos generalizada en la elaboraciรณn de piensos para ganaderรญa o acuicultura y como fertilizante. Ademรกs se han comprobado otras muchas virtudes en el campo del biocombustible y la biorremediaciรณn. Esto hace de esta microalga un organismo de gran interรฉs biotecnolรณgico.
Por un lado, algunas cepas de C. vulgaris producen una cantidad elevada de lรญpidos โhasta el 40โฏ% de su peso secoโ, lo que las convierte en una buena fuente de biocombustible. Esa producciรณn de lรญpidos por unidad de biomasa recolectada puede ser hasta 20 veces superior a la de las plantas y, a diferencia de otros productos, como el maรญz, la soja o la colza, el cultivo de microalgas no compite con la industria alimentaria. Y aunque siguen siendo combustibles, y por lo tanto, su uso no ayuda a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, sรญ pueden ser una alternativa mรกs adecuada que el uso de biocombustibles procedentes de plantas de cultivo o, mรกs aรบn, de combustibles fรณsiles, como soluciรณn temporal que allane el camino hacia un escenario de cero emisiones.
Aunque, por otro lado, su mayor virtud se encuentra en el campo de la biorremediaciรณn. La facilidad de su cultivo se suma, aquรญ, a su extraordinaria capacidad de captaciรณn y asimilaciรณn de mรบltiples tipos de contaminantes distintos. Y en este sentido, las aplicaciones son muy prometedoras.
Purificaciรณn de agua con microalgas
C. vulgaris crece en el agua. En su metabolismo, esta microalga es capaz de captar y retener diferentes tipos de contaminantes de su entorno, incluyendo derivados inorgรกnicos del nitrรณgeno y del fรณsforo, otros fertilizantes, detergentes, pesticidas, fรกrmacos e incluso metales pesados.
El investigador Juan M. Mรฉndez-Contreras, del Instituto Tecnolรณgico de Orizaba, en Mรฉxico, liderรณ una investigaciรณn donde analizaban el potencial de eliminaciรณn de carbono y nitrรณgeno de C. vulgaris en aguas residuales procedentes de la industria, con resultados fascinantes. Tal y como se muestra en el estudio, publicado en 2022 en la Journal of Environmental Science and Health, los investigadores, empleando un fotobiorreactor de microalgas, consiguieron un nivel de eliminaciรณn de demanda quรญmica de oxรญgeno superior al 95โฏ% โeste parรกmetro mide la cantidad de oxรญgeno necesaria para oxidar la materia orgรกnica de las aguas residualesโ.
Estos resultados tan prometedores, mostrados en la industria avรญcola, se pueden aplicar en la mayor parte de los sectores industriales, y en el tratamiento de aguas urbanas. Pero tambiรฉn pueden ser mรฉtodos eficaces para limpiar masas de agua contaminadas en la naturaleza.
Un aire limpio con “Chlorella”
Ademรกs de su capacidad para reducir drรกsticamente los contaminantes presentes en el agua, las microalgas tambiรฉn prometen su eficiencia en la descontaminaciรณn del aire. Su mero desarrollo, mediante la fotosรญntesis, captura diรณxido de carbono del ambiente y devuelve oxรญgeno mientras recibe luz. El carbono resultante es retenido por las microalgas y pasa a formar parte de su organismo. Dado que, a diferencia de las plantas, las microalgas no tienen tallo, raรญces ni otras estructuras vegetativas carentes de la funciรณn fotosintรฉtica; todo su cuerpo puede fotosintetizar, por lo que su eficiencia es mucho mayor que la de los รกrboles.
Ademรกs, si son cultivadas en un acuario, puesto que se desarrollan en un medio acuรกtico, al inyectar aire contaminado en รฉl, las algas retienen esos contaminantes, del mismo modo que en el agua.
Inspirados en estos principios, recientemente, la empresa vizcaรญna Bromalgae, especializada en biotecnologรญa ambiental, ha desarrollado lo que han denominado como โarbol artificialโ, que consiste en una estructura de metal que sostiene, a cierta altura, un tanque con cultivo de microalgas. El ingenio se denomina GarbiAir, โaire limpioโ โdel euskera garbi, โlimpioโ, y del inglรฉs air, โaireโโ, y se ofrece como una soluciรณn urbana para reducir la contaminaciรณn ambiental, especialmente, los รณxidos de nitrรณgeno y el COโ.
El fabricante presenta su invento en dos tamaรฑos, uno mรกs pequeรฑo, con un volumen de 300 litros de cultivo de microalgas, y otro mรกs grande, de 1200 litros. El prototipo de GarbiAir ya estรก en funcionamiento en el BIC Ezkerraldea, en Barakaldo (Paรญs Vasco), y segรบn la empresa, los resultados preliminares de laboratorio son prometedores: su versiรณn de mayor tamaรฑo deberรญa mostrar una capacidad de captaciรณn de diรณxido de carbono equivalente a 1000 รกrboles jรณvenes.