Utilizan hongos "enjaulados" para degradar desechos industriales

Eliminar desechos industriales es siempre un desafío, pues el remedio puede ser peor que la enfermedad. La biorremediación, o degradación de contaminantes mediante seres vivos, parece una solución adecuada, pero implica, muchas veces, poblar un ambiente con organismos exóticos. Una solución es enjaular los microorganismos con el fin de arrojarlos al ambiente para que cumplan su función y luego retirarlos, guardarlos y, si es posible, reutilizarlos. Pero ¿cómo?

Una alternativa es colocar pequeños seres en una cápsula de un material poroso que permita que entren las sustancias que es necesario degradar y que salgan los componentes mínimos, que no son dañinos para el ambiente. Es lo que hizo un equipo de investigadores de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires (UBA), liderado por la doctora Sara Aldabe-Bilmes, investigadora del Conicet y profesora de esa facultad.

Los investigadores lograron encapsular una especie de hongos que descomponen la lignina, un residuo de difícil degradación que produce, principalmente, la industria del papel. El trabajo se publica en el Journal of Materials Chemistry , y lo firman también los doctores Mercedes Perullini, Matías Jobbágy, Nora Mouso y Flavia Forchiassin. Estas últimas son biólogas especialistas en hongos y en sistemas de biorremediación.

Cárceles de vidrio

"Logramos encapsular en una matriz porosa de dióxido de silicio un hongo que «come» madera y colorantes como los que se desechan en la industria textil", explica Aldabe-Bilmes. El dispositivo puede sumergirse en el agua, y una vez cumplida la función se retira y puede volver a emplearse. De este modo, no se dejan los microorganismos libres, que podrían colonizar el lugar y generar un problema ecológico. Además, quedan protegidos frente a los predadores.

Atrapar microorganismos no es una tarea sencilla, pues el dióxido de silicio, material de la cápsula, antes de endurecerse puede ser letal para los seres vivos.

"Primero colocamos los hongos en una solución con alginato, un polisacárido inocuo que en contacto con el calcio se endurece", detalla la investigadora. Así se forman pequeñas esferas (de medio centímetro de diámetro) de alginato endurecido que en su interior guardan una cantidad de hongos. Ese material, que es biodegradable, forma una cubierta protectora para los hongos.

El paso siguiente es colocar las pequeñas esferas en el interior de una cápsula más grande, hecha de un material cerámico poroso. "La cápsula se construye con dióxido de silicio, que tiene la apariencia de un vidrio blando", precisa Aldabe-Bilmes. Podríamos dejarlos sólo recubiertos por alginato de calcio, pero como éste es biodegradable terminaría siendo alimento de cualquier organismo y nos quedaríamos sin jaula.

El hongo empleado por los investigadores pertenece a la especie Stereum hirsutum , que crece dentro de la madera, alimentándose de ella, y sobre la superficie produce cuerpos fructíferos que llevan las esporas. Son semicirculares, con franjas concéntricas en la cara superior y poros en la inferior. Estos hongos degradan la lignina y también algunos compuestos xenobióticos (no biológicos) como los colorantes, por ello pueden ser muy útiles para limpiar desechos de la industria textil.

Un colorante verde

En los experimentos, los investigadores no emplearon lignina, sino un colorante -verde malaquita- que para ser degradado requiere las mismas enzimas que la lignina.

Lo interesante es que el dispositivo desarrollado constituye un prototipo que puede adaptarse a múltiples aplicaciones. Por un lado, puede contener diferentes tipos de microorganismos, según qué se quiera degradar. Por otro, el tamaño de los poros puede variarse según los fines.

"Para degradar el colorante, conviene que los poros sean chicos, porque esa sustancia tiene que llegar en forma lenta a donde están los hongos, para que no se intoxiquen."

A medida que el colorante se va destruyendo, cambia el color de la solución, que del azul pasa a un celeste claro. "En ciclos de quince horas, observamos una destrucción del colorante en un 80%", señala Aldabe-Bilmes.

Si bien los investigadores han probado con diferentes materiales para la cápsula, como óxidos de hierro, circonio y titanio, consideran que el de silicio tiene la ventaja de ser económico y con menos problemas ambientales.