Crean bacterias que atrapan microplásticos y podrían cambiar el tratamiento de agua
Una cianobacteria modificada genéticamente logró remover más del 90% de microplásticos en laboratorio y abre una nueva vía para descontaminar agua y fabricar materiales.
Investigadores de la Universidad de Missouri desarrollaron una cianobacteria modificada genéticamente capaz de capturar microplásticos del agua y convertirlos en biomasa reutilizable para fabricar nuevos materiales. El avance, publicado en la revista científica Nature Communications, mostró resultados impactantes en laboratorio: la plataforma logró remover hasta 91,4% de microplásticos de poliestireno en apenas una hora. El desarrollo importa porque podría abrir una nueva generación de tecnologías para descontaminación de aguas residuales, reducción de residuos plásticos y producción de biomateriales en un contexto global donde los microplásticos ya contaminan ríos, lagos, océanos e incluso cadenas alimentarias.
El proyecto fue liderado por la investigadora Susie Dai y utiliza una cianobacteria fotosintética llamada Synechococcus elongatus UTEX 2973.
Aunque muchas veces se la describe como "alga", se trata en realidad de una cianobacteria diseñada mediante ingeniería genética para producir limoneno, un compuesto natural presente en cítricos como limón y naranja.
Ese cambio altera la superficie celular del microorganismo y la vuelve más hidrofóbica, es decir, más repelente al agua.
La modificación resulta clave porque muchos microplásticos también presentan superficies hidrofóbicas. Cuando ambas partículas se encuentran, tienden a adherirse formando agregados que sedimentan y pueden retirarse del agua con mucha mayor facilidad.
Los investigadores comparan el comportamiento con una especie de "imán biológico" capaz de concentrar partículas plásticas extremadamente pequeñas que normalmente escapan a los sistemas convencionales de tratamiento de agua.
Un sistema que combina descontaminación y reciclaje
La plataforma fue denominada RUMBA, sigla en inglés de "remediación y reutilización de microplásticos mediante algas".
El sistema no solo busca capturar residuos plásticos, sino también reutilizar la biomasa generada para desarrollar materiales compuestos reutilizables.
Ese punto representa uno de los aspectos más innovadores del proyecto.
Actualmente, muchas tecnologías logran separar contaminantes, pero generan residuos secundarios difíciles de gestionar. En este caso, la biomasa enriquecida con microplásticos puede transformarse posteriormente en películas y materiales compuestos.
Los investigadores ensayaron precisamente esa posibilidad utilizando la mezcla de biomasa y plástico capturado como materia prima para fabricar nuevos compuestos.
El trabajo también incluyó análisis ambientales y económicos preliminares.
Según el estudio, cuando el sistema funciona con energía renovable podría incluso registrar emisiones negativas de carbono en determinados escenarios productivos, especialmente si la biomasa residual se utiliza además para generación energética.
La investigación aparece en un momento donde los microplásticos se transformaron en una de las mayores preocupaciones ambientales globales.
Estas partículas diminutas ya fueron detectadas en océanos, ríos, agua potable, peces, alimentos e incluso tejidos humanos.
El principal problema radica en que muchas plantas de tratamiento de aguas residuales no están preparadas para retener fragmentos plásticos extremadamente pequeños.
"Los microplásticos están presentes prácticamente en todos los ambientes", explicó Susie Dai, quien sostuvo que el objetivo final es integrar esta tecnología a sistemas reales de tratamiento de aguas urbanas e industriales.
También limpia nutrientes y aguas residuales
El proyecto mostró además otro resultado relevante: la cianobacteria modificada también logró remover nutrientes presentes en aguas residuales.
Durante los ensayos, el sistema redujo significativamente concentraciones de nitrato, amonio y fosfato, elementos asociados a contaminación hídrica y eutrofización.
En algunas pruebas, la remoción de amonio y fosfato se acercó al 100%.
Eso permite pensar en una plataforma multifuncional capaz de combinar tratamiento de aguas, captura de microplásticos y generación de biomasa útil.
Los investigadores realizaron además pruebas en un fotobiorreactor especialmente diseñado para integrar todos esos procesos simultáneamente.
En esos ensayos, la plataforma logró remover entre 35% y 54% de microplásticos en cinco días, mientras reducía casi completamente ciertos nutrientes contaminantes.
Cuando el sistema funcionó bajo un esquema de alimentación continua, la eficiencia mejoró notablemente y la captura de microplásticos alcanzó hasta 88,6%.
Aun así, los científicos remarcan que el desarrollo todavía se encuentra en fase experimental y que será necesario optimizar múltiples variables antes de avanzar hacia aplicaciones industriales.
La producción de limoneno, el crecimiento celular y las condiciones químicas del agua influyen directamente sobre la capacidad de captura.
El gran desafío ahora será trasladar los resultados de laboratorio hacia sistemas reales de gran escala.
La propia Universidad de Missouri ya trabaja con biorreactores más grandes, incluyendo una unidad experimental de 100 litros denominada "Shrek", utilizada para procesamiento de gases industriales y remoción de contaminantes atmosféricos.
El objetivo futuro es adaptar estas plataformas para tratamiento de aguas residuales urbanas e industriales.
Los investigadores consideran que la tecnología podría integrarse en plantas existentes para mejorar la captura de contaminantes que actualmente logran escapar de los sistemas tradicionales.
El estudio también refleja un cambio más amplio dentro de la biotecnología ambiental: la búsqueda de soluciones capaces de combinar descontaminación, economía circular y aprovechamiento de residuos.
En lugar de tratar los microplásticos únicamente como basura, el proyecto intenta convertirlos en materia prima reutilizable dentro de nuevos procesos industriales.
El avance todavía necesita validación a gran escala, estabilidad operativa y mejoras de eficiencia. Pero los resultados iniciales muestran que organismos modificados genéticamente podrían transformarse en herramientas clave para enfrentar uno de los problemas ambientales más complejos de las próximas décadas.
