Patente javeriana para limpiar el agua

Patente javeriana para limpiar el agua

Las actividades humanas dejan un rastro indeleble en el agua. Lavar la ropa, ir al baño, fabricar un anuncio publicitario, regar una cosecha, entre otras, producen, como consecuencia, residuos líquidos cargados de contaminantes; conocidos como aguas residuales, se han convertido en un problema ambiental de primer orden porque, al no ser tratadas adecuadamente, pueden contaminar fuentes de agua para el consumo humano, además de los ríos y los mares. Si bien se estima que en América Latina el 80% no es tratada adecuadamente, el Gobierno colombiano ha invertido en los últimos años fuertes recursos para tratar el 42% de las generadas en el país.

A pesar de que hoy en día se han estudiado diversas técnicas y procesos para remover los contaminantes producidos por industrias como la marroquinera, textil y minera en aguas residuales, los ejercicios de filtración, flotación o precipitación no han sido suficientes por sus altos costos y la selectividad de los materiales usados.

Esto llevó al Grupo de Investigación en Biotecnología Ambiental e Industrial, adscrito a la Facultad de Ciencias de la Pontificia Universidad Javeriana, a diseñar un filtro de origen biológico capaz de aislar los colorantes, metales pesados y aditivos de las aguas residuales. En su fabricación utilizaron tejidos de material lignocelulósico, es decir, un compuesto obtenido de biomasa vegetal (en este caso, de origen forestal)  que sostiene una capa de hongos obtenidos de la podredumbre de la madera que fueron mejorados microbiológicamente.

Biotrap, como se le conoce, cuenta con un filtro flexible, resistente, altamente poroso y ajustable a diferentes configuraciones de reactores o filtros sin importar si su forma es cilíndrica, cuadrada, etc. Sobre este bioportador laminar, como se le conoce técnicamente, actúan las cepas de hongos Pleurotus ostreatus y Phanerochaete chrysosporium, encargados de retirar los contaminantes.

Esta innovación es el resultado del proyecto Consorcio de hongos inmovilizados sobre un portador laminar de lignocelulosa para el tratamiento de aguas residuales y proceso para la elaboración del mismo, recibió el pasado 29 de junio la aprobación de patente por parte de la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos (United States Patent and Trademark Office).

Biotrap ya había obtenido, el 31 de marzo del 2016, la patente de invención en Colombia por parte de la Superintendencia de  Industria y Comercio, mediante la resolución 14909.

Pesquisa Javeriana conversó con la biotecnóloga Aura Marina Pedroza, profesora del Departamento de Microbiología y coordinadora del proyecto, quien explicó el funcionamiento de esta innovación y conversó sobre los retos que este trabajo implica para la universidad y su equipo.

Gracias a ciertos microorganismos, los guaduales ‘no lloran’

Gracias a ciertos microorganismos, los guaduales ‘no lloran’

La guadua no existiría si no fuera por los microorganismos que le permiten tomar los nutrientes que necesita para crecer. Muy probablemente lo mismo sucede con otras especies de plantas, pero la guadua es la que ha investigado la microbióloga javeriana Lucía Ana Díaz desde 2005.

“Lo que hacemos en el Grupo de Investigación de Agricultura Biológica es caracterizar los microorganismos benéficos asociados con distintas especies vegetales, entre ellas la Guadua angustifolia”, explica a Pesquisa Javeriana. “Queremos conocer la diversidad de los microorganismos asociados a la guadua, las actividades que cumplen y cómo podemos aprovechar ese potencial para su manejo y el de cultivos asociados a la especie”.

Guadua angustifolia.
Guadua angustifolia.

Y es que cuando uno oye a alguien decir que ‘tal planta fija nitrógeno’, la verdad es que no es ella la que lo hace sino las bacterias asociadas a sus raíces. Este tipo de microorganismo puede también estar dentro de los hongos que se alojan en las raíces de las plantas, llamados micorrizas. “Las bacterias que fijan nitrógeno se lo liberan al hongo, y como el hongo está dentro de la planta, se lo transfiere”, explica.

En Colombia hay 45 especies de bambúes leñosos, entre los que está la guadua. Casi la mitad del total se encuentra en la cordillera de los Andes por encima de los 2.000 msnm.

Así, el suelo de los guaduales colombianos, que generalmente es poco fértil no porque no contenga los nutrientes sino porque no están en la forma que las plantas los pueden asimilar, necesita de ciertos microorganismos que se los ponen ‘en bandeja de plata’. Al identificar aquellos que cumplen este crucial papel en los guaduales, se reduce la necesidad del uso de químicos.

A la profesora Díaz le encanta ‘sentir el suelo’: “Las raíces se entretejen entre toda la materia orgánica, vamos destapando todo hasta encontrar las que queremos”.
A la profesora Díaz le encanta ‘sentir el suelo’: “Las raíces se entretejen entre toda la materia orgánica, vamos destapando todo hasta encontrar las que queremos”.


El proceso en la naturaleza

¿Cómo hace un microorganismo para volver disponible un nutriente? “Depende del microorganismo, del nutriente y de la forma en que no está disponible”, explica la microbióloga Díaz, agregando que existen dos grandes grupos: los nutrientes que están en formas orgánicas y los que se hallan en formas inorgánicas pero no disponibles en la naturaleza. En el primer caso, “los microorganismos producen enzimas que degradan la materia orgánica, de donde salen los nutrientes y por tanto se vuelven disponibles para las plantas”.

En el segundo se da la solubilización de los nutrientes inorgánicos, como en el caso del fósforo, que “al pegarse con el hierro, el aluminio, el calcio, el magnesio, se precipita y nadie lo puede tomar”. En este momento entran a actuar los microorganismos produciendo ácidos orgánicos, como el cítrico, que solubilizan los nutrientes. “Y mientras los microorganismos van solubilizando o mineralizando, los hongos de micorriza aprovechan, toman lo que va quedando y se lo pasan derechito a la planta por la raíz”, continúa Díaz.

Infografía realizada por estudiantes javerianos.
Infografía realizada por estudiantes javerianos.

El V Simposio Internacional del Bambú y la Guadua se realiza del 18 al 20 de septiembre en la Universidad Nacional de Colombia.

Los investigadores han encontrado además que algunos de esos microorganismos tienen potencial medicinal. “Hay bacterias que pertenecen al género Pseudomonas con versatilidad metabólica, y dentro de esas actividades que cumplían estaba la producción de antibióticos y de otras sustancias antimicrobianas”, precisa Díaz, quien añade: “Esas mismas bacterias tienden a promover la producción de lignina en algunas estructuras de guadua aún en las etapas iniciales de cultivo. Por eso, ese tipo de bacterias nos parecen muy promisorias en el manejo no solo de plantas de la especie Guadua angustifolia sino de otro tipo de cultivos”.

Si no fuera por ese proceso de la naturaleza, la guadua no crecería erguida y fuerte en los guaduales del Eje Cafetero o de Cundinamarca, donde Díaz y su grupo han dirigido su estudio científico e identificado algunos de esos microorganismos benéficos.

Salida de campo

Profesores y estudiantes de la Pontificia Universidad Javeriana tuvieron la oportunidad de viajar a la finca El Bambusal, en la vereda La Esmeralda, Quindío, donde la ingeniera agrónoma Ximena Londoño dirige El Paraíso del Bambú y la Guadua, lugar académico y turístico que rescata todo el conocimiento sobre estas especies.

Juan Pablo Eslava, estudiante de comunicación y Juan David Andrade, estudiante de biología, reprodujeron en el siguiente ‘fotodiario’ su experiencia al visitar el lugar.

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