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El agua verde puede ser un castigo o una bendición. Si la que adquiere este color verdoso es el agua de tu piscina o cualquier otra piscina en la que pensaras bañarte, es algo bastante desagradable. En cambio, si estamos hablando de un biorreactor dedicado al cultivo de microalgas, se trata de un paraíso enorme de posibilidades. Así es la ciencia. Dos aguas que parecen idénticas tienen aplicaciones y causan sensaciones muy distintas.
Las causantes del agua verde, por lo general, son las microalgas y las cianobacterias. Se trata de microorganismos que tienen la capacidad de llevar a cabo la fotosíntesis. Es decir, igual que las plantas, fabrican su propio alimento usando dióxido de carbono, energía solar y agua, en un proceso en el que se libera oxígeno al ambiente. Aunque también necesitan nutrientes, como el nitrógeno o el fósforo. Las plantas usan sus raíces para extraerlos del suelo, pero los microorganismos del agua verde lo tienen más sencillo: los extraen directamente del agua.
Este proceso que ellas utilizan para su propio beneficio pueden tener muchos beneficios también para nosotros, como posiblemente hayas podido intuir. Al fin y al cabo, captan de la atmósfera ese dióxido de carbono que tantos quebraderos de cabeza nos trae, a la vez que liberan oxígeno.
Se habla mucho de los árboles como pulmones de nuestro planeta, pero nos olvidamos de los pequeñísimos pulmones que se ocultan en las aguas estancadas. Además, por si fuera poco, esa capacidad suya para extraer nitrógeno y fósforo del suelo también tiene grandes aplicaciones. Son todo ventajas. O bueno, casi todo.
Empecemos por las ventajas del agua verde
En realidad, las microalgas que se encuentran naturalmente en el agua verde pueden contribuir a combatir el cambio climático, pero la verdadera revolución de estos microorganismos llega cuando se busca la forma de aplicarlos en la industria.
De hecho, son las propias empresas que liberan mucho CO2 con sus actividades las que más pueden beneficiar al planeta si las usan. Ya hay plantas piloto en las que el dióxido de carbono que se genera de la actividad industrial se canaliza hasta biorreactores en los que se cultivan microalgas. Estas, con el suministro adecuado de nutrientes, utilizan ese dióxido de carbono para nutrirse, a la vez que liberan oxígeno, que sí que se puede liberar al ambiente. Pero eso no es todo. En esos procesos también se pueden generar productos de interés.
Por ejemplo, la microalga Chlorella se ha usado para obtener biocombustibles como el biohidrógeno, el bioetanol o el biodiésel. Esto es posible porque esta y otras microalgas generan aceites y otros compuestos orgánicos de forma natural mediante la fotosíntesis. Los utilizan tanto como reserva de energía como para incorporarlos a sus membranas y otras estructuras celulares. Aportándoles los nutrientes adecuados y manipulando ciertos parámetros del agua, se puede conseguir que fabriquen mayormente un compuesto que sea de interés. Es un win win.
También limpian el agua
Que los microorganismos del agua verde ayuden a limpiar el agua puede sonar un tanto paradójico, pero es totalmente cierto. De nuevo, tiene que ver con su capacidad para llevar a cabo la fotosíntesis. Y es que buena parte de las sustancias que normalmente contaminan el agua pueden convertirse en nutrientes para estas microalgas. El elemento más importante para su crecimiento es el carbono, pues constituye el 50 % de la biomasa. Este es el motivo por el que son tan buenas captando dióxido de carbono, ya sea de la atmósfera o directamente de la industria.
Pero el carbono no es el único elemento que necesitan. Para poder obtener energía y renovar sus estructuras necesitan también nitrógeno y fósforo. El primero lo obtienen mayormente del amonio, aunque en su ausencia pueden recurrir a los nitratos y los nitritos. Por su parte, el fósforo lo suelen tomar de los fosfatos.
Todos esos compuestos son muy abundantes en las aguas residuales. Para su limpieza, en las plantas de depuración a menudo se utiliza lo que se conocen como fangos activados. Se trata de cultivos de microorganismos que tienen la capacidad de degradar la materia orgánica que ensucia las aguas residuales. Su apariencia es similar a la del barro, de ahí su nombre.
Pueden contener desde hongos hasta bacterias, pasando por algas, y protozoos, aunque la realidad es que, normalmente, lo que más abundan son las bacterias. Las microalgas no son tan abundantes, pero tienen un papel esencial, ya que al realizar la fotosíntesis generan oxígeno que es utilizado por las bacterias para poder llevar a cabo su actividad. A su vez, las bacterias generan dióxido de carbono, que es utilizado por las microalgas. Es un trabajo en equipo perfecto.
Absorción de lujo
Un dato curioso es que las microalgas y las cianobacterias, muy comunes también en el agua verde y en la limpieza de aguas residuales, tienen una gran capacidad para absorber rapidísimo el fósforo. Esto se debe a que, generalmente, es un nutriente escaso en los medios en los que crecen. Por eso, son capaces de absorberlo por encima de sus necesidades metabólicas para guardarlo para cuando lleguen las vacas flacas. Es un proceso muy bien estudiado, que se conoce como absorción de lujo del fósforo.
Si bien lo que más necesitan es nitrógeno, absorben todo el fósforo que pueden por si llega un momento en el que lo necesitan y no hay. Eso, en aguas contaminadas con fosfatos, es una bendición.
Y no nos olvidemos de los metales pesados
Los metales pesados son de los contaminantes más preocupantes de las aguas residuales, sobre todo en aquellas que provienen de la actividad industrial. Aunque las microalgas del agua verde no los necesitan para nutrirse, sí que son capaces de unirse a ellos y retenerlos junto a ellas. Por eso, se han desarrollado filtros de limpieza de aguas residuales basados en este mecanismo.
Normalmente se utilizan microalgas como la Chlorella y se inmovilizan sobre un soporte en el que pueden crecer formando biopelículas. Las biopelículas son estructuras muy comunes que se dan cuando muchos microorganismos crecen juntos y aúnan sus fuerzas. Por ejemplo, si la bayeta de la cocina está resbaladiza por mucho que la laves, que sepas que hay en ella una biopelícula de bacterias invisible. Ha llegado el momento de tirarla.
En el caso de las microalgas, también pueden formar esas biopelículas que les permiten trabajar en equipo. Al estar ordenadas en capas en vez de libres en el agua, tienen una mayor superficie de contacto, que les permite aferrarse más fácilmente a los metales pesados. Cuando se deposita el agua contaminada sobre estas biopelículas, basta con retirarlas después de un tiempo prudencial, eliminando así también los metales que se unieron a las microalgas. Es un mecanismo que ha mostrado ser útil para retirar del agua metales como el cobre o el cadmio.
No todo son ventajas con el agua verde
Las microalgas pueden ser perjudiciales cuando se relacionan con procesos de eutrofización
Cabe destacar que, a veces, el agua verde sí que puede traer problemas. Esto ocurre sobre todo cuando se produce algo conocido como eutrofización.
Todo comienza cuando se vierte en el agua un exceso de nitrógeno y fósforo, que hace las delicias de las microalgas. Estas proliferan en masa, dando al agua verde su color característico. Cuando esto ocurre, llega un momento en el que la luz del sol apenas puede atravesar esa capa de verdín, de modo que el fitoplancton y otros organismos fotosintéticos que hay por debajo de ella no pueden realizar la fotosíntesis. Recordemos que la luz solar es esencial para la fotosíntesis.
El resultado es una disminución drástica de la cantidad de oxígeno disuelto en agua. Porque sí, es cierto que las microalgas también pueden generar oxígeno, pero llegados a este punto no dan abasto para compensar las pérdidas de organismos fotosintéticos en las capas más profundas del agua.
Al disminuir los niveles de oxígeno disuelto en agua, buena parte de la biodiversidad que hay dentro de ella muere. Por eso, la eutrofización es un problema serio. El agua verde es muy beneficiosa, pero siempre de forma controlada.
Fun Fact: Los hipopótamos de Pablo Escobar y el agua verde
En los años 80, el famoso narcotraficante colombiano Pablo Escobar montó una especie de zoológico en su hacienda de Antioquía. Entre otros animales, llevó hasta allí varios hipopótamos. No son animales autóctonos de Colombia. Sin embargo, resultó que se adaptaron muy bien al ambiente. Demasiado bien, de hecho. Fue así como se convirtieron en una especie invasora, que compite con las especies autóctonas por los recursos y, además, ensucia el agua de pantanos y estanques.
Resulta que estos animales suelen orinar y defecar en el agua. Eso supone una gran liberación de nitrógeno, que favorece la proliferación de algas. Este proceso de eutrofización no solo está poniendo el agua verde. También está afectando a las especies acuáticas. Es cierto que no es el problema más grave que siguen trayendo los hipopótamos de Pablo Escobar 40 años después, pero es un ejemplo curioso de lo seria que puede llegar a ser la eutrofización.
En definitiva, la próxima vez que veas agua verde, no sientas asco directamente. Puede traer problemas si no se controla, pero está repleta de organismos que pueden salvar al planeta de muchas de las heridas que le estamos causando nosotros.
