Las técnicas de adsorción y biorremedicación son dos alternativas para la eliminación de contaminantes de distinta naturaleza en los ambientes acuáticos. El problema principal de estos procesos es el alto costo de los materiales adsorbentes, razón que inspiró la tesis doctoral de Marta Cobas, realizada en el Grupo de Bioingeniería y Procesos Sostenibles. Su estudio se centró en el desarrollo de procesos basados en técnicas de adsorción y biorremediación que se caracterizan "por su alta efectividad y aplicabilidad, encajando dentro de una estrategia europea de desarrollo sostenible" .
La tesis de la investigadora abarca tanto una técnica físico-química, la adsorción, como una técnica microbiológica, la degradación por hongos. Cobas estudió ambos procesos, primero por separado y posteriormente, haciendo una integración secuencial de ambos sistemas para el tratamiento de efluentes complejos, esta última la parte más innovadora del estudio.
En las técnicas de adsorción, la castaña tiene un gran potencial
En el caso de las técnicas de adsorción, la investigadora optó por analizar el potencial del material de bajo coste, como residuos naturales o industriales. Así, analizó la capacidad de adsorción de arcillas, biomasa y algas. Por un lado, trabajó con un tipo particular de arcilla, sepiolita, que es un material de bajo coste. En cuanto a los residuos naturales, optó por la biomasa de la macro alga parda Fucus vesiculosus, "que es una de las algas que más se acumula en las costas gallegas, siendo un material que tiene que ser eliminado, sin tener hoy en día ningún tipo de valor económico". Por último, también trabajó con un residuo agroindustrial, la cáscara de la castaña, obtenido de la compañía Cuevas SL, que genera en sus procesos de fabricación de Marrón Glacé grandes cantidades de cascara del castaña como residuo.
La cáscara de castaña demostró ser la que tenía las mejores propiedades en su aplicación en un sistema físico-químico para la eliminación de metales pesados y pesticidas
Para probar la efectividad de los distintos procesos de adsorción, Marta Cobas seleccionó varios contaminantes para realizar las pruebas, entre ellos cromo, contaminantes orgánicos como colorantes o hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), y de carácter emergente como pesticidas. Explica que todos "están clasificados como contaminantes del agua y presentan cierta toxicidad para los diferentes organismos acuáticos, y en muchos casos también para los seres humanos", a los que pueden llegar a través de la cadena trófica.
En su estudio, la investigadora analizó la capacidad de adsorción de cada uno de los materiales en cada proceso de adsorción, caracterizado el adsorbente, tratando de aumentar su poder de adsorción con un pretratamiento, también de bajo costo. La científica también realizó el estudio del proceso de adsorción y un escalado del proceso, "tanto de forma real como simulada", explica. Posteriormente, destaca Cobas, se abrieron nuevas vías de estudio, en las que la regeneración y / o recuperación de los adsorbentes se complementa con tratamientos biológicos. Tras el análisis de la capacidad de adsorción de la arcilla, el alga y la cáscara de castaña, esta última demostró ser la que tenía las mejores propiedades en su aplicación en un sistema físico-químico para la eliminación de metales pesados y pesticidas.
Las técnicas biológicas, con los hongos
Una segunda parte del estudio consistió en la aplicación al sistema físico-químico de eliminación de contaminates con cáscara de castaña de un sistema biológico usando hongos. Cobas explica que los hongos pueden utilizar los contaminantes orgánicos como fuente de carbono, pudierno llegar a la eliminación de los mismos en el medio ambiente. Para esto, la investigadora eligió dos tipos de hongos (Trichoderma longibrachiatum y Phlebia radiata) que se caracterizan por su capacidad para degradar una amplia gama de contaminantes tales como hidrocarburos aromáticos policíclicos, pesticidas, etc. Esta técnica microbiológica emplea hongos para eliminar algunos contaminantes que la castaña no es capaz de retirar, y además vuelve a impregnar de nuevo la cáscara de castaña para inducir la producción de encimas del hongo que están implicadas en el proceso de eliminación de contaminantes. Tras los esperanzadores resultados obtenidos a escala matriz, añade Cobas, "se procedió a su escalado en un biorreactor, dando lugar a resultados prometedores".
Por último, la investigación d eMarta Cobas concluye con el diseño y simulación mediante software de un sistema integrado secuencial para la eliminación de efluentes de contaminación mixta, que consta de primer proceso de adsorción seguido de un proceso de biorremediación. La integración de ambas tecnologías, como pone de relieve la doctora, "es una solución ambientalmente amigable, eficiente y sostenible, para el tratamiento de la contaminación de efluentes tanto biodegradables como no biodegradables".
