Bacterias en la biorremediación

Equipo de limpieza diminuto que se come la contaminación y la convierte en sustancias limpias.

1. Conceptos clave que debes memorizar

• Bacteria: microbio de una sola célula sin núcleo, solo visible al microscopio.
• Contaminante: sustancia que ensucia y hace daño: petróleo, gasolina, diésel, pesticidas, plásticos y metales pesados como el plomo.
• Biorremediación: técnica que usa bacterias vivas para limpiar suelos y aguas sucias.
• Biodegradación: proceso en que la bacteria rompe el contaminante en partes más simples.
• Enzima: tijera química que fabrica la bacteria. Cada enzima corta un tipo de contaminante.
• Metabolismo: conjunto de reacciones con las que la bacteria saca energía de su comida.
• Hidrocarburo: molécula hecha solo de carbono e hidrógeno, como la gasolina.

Idea para recordar: lo que para nosotros es veneno, como el diésel, para ellas es almuerzo. Lo digieren y expulsan CO2 y H2O limpios.

2. Por qué las bacterias son ideales

• Comen casi de todo: tienen muchos tipos de metabolismo. Algunas respiran O2, otras viven sin oxígeno.
• Se reproducen rapidísimo: se dividen en dos cada 20 o 30 minutos si tienen comida.
• Fabrican enzimas potentes: pueden romper hidrocarburos.

Crecimiento rápido: Nt = N0 * 2^n

Donde N0 es el número inicial, n es el número de divisiones y Nt es el total final. Con n = 10, 1 bacteria se vuelve más de 1000.

3. Cómo funciona la limpieza paso a paso

1. Encuentro: la bacteria toca el contaminante en el suelo o el agua.
2. Digestión externa: suelta enzimas fuera de su cuerpo que cortan moléculas grandes en pedazos pequeños.
3. Comida y energía: absorbe los pedazos y los usa como energía para crecer y dividirse.
4. Transformación final: el contaminante peligroso se convierte en biomasa, CO2 y H2O.

4. Dos formas principales

• Aeróbica: necesita O2. Es rápida y sirve para petróleo y gasolina.
• Anaeróbica: vive sin O2. Es lenta pero llega a lugares profundos sin aire. Sirve para solventes con cloro y algunos metales.

Ayuda de los ingenieros:

• Bioestimulación: dar abono a las bacterias que ya están ahí. Se añade nitrógeno, fósforo y O2.
• Bioaumentación: llevar bacterias nuevas expertas al lugar contaminado.

5. Bacterias expertas que debes conocer

• Petróleo y diésel: Pseudomonas putida y Alcanivorax - lo convierten en CO2, H2O y más bacterias.
• Plásticos y pesticidas: Bacillus y Pseudomonas - rompen sus cadenas largas en partes simples.
• Metales pesados como uranio: Geobacter - lo cambia a una forma que no se disuelve ni viaja en el agua.
• Solventes con cloro: Dehalococcoides - le quita el cloro y lo deja inofensivo.

6. Ejemplo modelo: derrame de diésel

1. Identifica el contaminante: hidrocarburos como C12H26, comida ideal para Pseudomonas putida.
2. Revisa las condiciones: necesitan aire, agua y nutrientes. Sin O2 y nitrógeno no crecen.
3. Aplica bioestimulación: remover la tierra para meter O2 y añadir fertilizante con nitrógeno y fósforo.
4. Ocurre la biodegradación: C12H26 + O2 = CO2 + H2O + biomasa.
5. Verifica que quedó limpio: las bacterias mueren solas cuando se acaba la comida.

7. Ventajas y límites

Ventajas:

• Es barato y no hay que llevarse la tierra a otro lado.
• No deja químicos agresivos, el producto final suele ser CO2 y H2O.
• Las bacterias se reducen solas cuando terminan.

Límites:

• Es lento, puede tardar semanas o meses.
• Necesita condiciones justas de temperatura, pH y O2.
• No sirve si el veneno es tan fuerte que mata a las bacterias.

Repaso final

• La biorremediación es usar bacterias para comer contaminantes y convertirlos en CO2, H2O y biomasa.
• Funciona gracias a enzimas especiales y a un metabolismo capaz de usar petróleo, plásticos o metales como alimento.
• Necesita O2, agua, nutrientes y temperatura adecuada para ir rápido.
• Se ayuda con bioestimulación y bioaumentación.