Las especialistas trabajan en la selección de microorganismos ambientales que naturalmente pueden oxidar y remover metales del agua, para posibilitar el acceso de este recurso a poblaciones alejadas de la red.
Si bien un tercio del agua dulce disponible del planeta se encuentra en Latinoamérica, recientes reportes de la UNESCO señalan que 166 millones de personas aún no tienen acceso a sistemas seguros de abastecimiento de agua.
Argentina se ubica entre los países de la región con la mayor cobertura de los servicios de agua potable, más del 80% de la población tiene acceso a la red, aunque aún, persiste un porcentaje que debe abastecerse de este recurso mediante formas alternativas.
Muchas comunidades se encuentran alejadas de los centros de distribución de agua potable y usualmente se abastecen de aguas subterráneas para su consumo. Estas aguas suelen contener metales, como el hierro y el manganeso, los cuales están presentes naturalmente en la tierra y se van incorporando en las napas de agua subterráneas. Su remoción es importante, no solo para la salud sino también para la conservación de los sistemas de distribución que se corroen por la presencia de los óxidos y además dan al agua un sabor metálico.
Para remover estos metales y obtener un agua segura, muchas comunidades utilizan con éxito sistemas de filtración biológica donde el agua subterránea pasa por filtros de grava y arena. Allí, los metales son oxidados por la acción de microorganismos quedando retenidos en el filtro y, por lo tanto, eliminados del agua.
Dentro de los microorganismos presentes en el agua que pueden colonizar estos sustratos, se destacan las bacterias oxidadoras de manganeso, las mismas pueden crecer en forma de “biofilm”. Esto les permite adherirse a la arena del filtro, desarrollando una estructura muy densa de células que oxida y retiene los metales.
En la provincia de Santa Fe, el Centro de Ingeniería Sanitaria que depende de la Facultad de Ingeniería de la UNR, ha instalado estos filtros en varias localidades para cubrir el suministro de agua potable.
A veces sucede que en el agua hay muy poca cantidad de estas bacterias oxidadoras de metales, entonces la remoción efectiva del manganeso puede demorarse entre seis meses y un año, el tiempo que le lleva a las bacterias reproducirse y formar un biofilm adheridas al filtro.
Ante esta problemática, desde el 2013 se lleva adelante un proyecto conjunto con el laboratorio de “Microorganismos de interés agronómico y ambiental” del Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario (IBR, CONICET-UNR) que busca desarrollar un inóculo bacteriano para aplicar en los filtros y acelerar el proceso de eliminación del manganeso del agua para consumo.
Natalia Gottig, investigadora del consejo en el IBR y coordinadora del proyecto, describe que recorrieron varias localidades de la provincia tomando muestras de arena de los filtros que se encontraban funcionando con alta tasa de remoción de manganeso. “A partir de ahí hicimos un importante trabajo en el laboratorio, aislando y seleccionando las bacterias presentes, buscando cuales eran las que oxidaban mejor el manganeso, cuales formaban mejor biofilm o cuales lo hacían a distintas temperaturas ambientales. Partimos de unos 240 aislados iniciales y llegamos a seleccionar seis como los mejores candidatos” explica.
Además, se trabajó en la formulación del inóculo bacteriano y en la metodología para aplicarlo en los filtros biológicos. Se idearon medios de cultivos para hacer crecer las bacterias a partir de desechos orgánicos de la industria de biodiesel y probaron si los inóculos ya crecidos en este medio líquido se podían liofilizar. “Esta es una forma de deshidratar las bacterias, de esta manera pueden ser almacenadas hasta su uso, y además se disminuyen los costos de transporte hacia las plantas de tratamiento de aguas” indica Gottig.
En el marco del Plan Ciencia y Tecnología contra el Hambre, el proyecto recibió recientemente el financiamiento del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación. Esto les permitió construir una planta piloto que mimetiza las plantas de tratamiento de agua a escala real. “Esperamos en unos meses tenerla instalada para trabajar con aguas subterráneas naturales in situ, aplicar nuestro inóculo a los filtros y evaluar cómo funcionan en la remoción de manganeso” adelanta Gottig.
En el estudio de las bacterias seleccionadas encontraron que uno de los microorganismos aislados sólo oxidaba el manganeso cuando estaba sometido a bajas temperaturas. “Comprobamos que la bacteria puede usar esta reacción de oxidación como una fuente adicional de energía para mantener su crecimiento a baja temperatura” explica Gottig y señala, “este aislado resultaría óptimo para su aplicación a los biofiltros en una condición de invierno, porque justamente el frío activa la oxidación del metal”.
En otro trabajo de investigación observaron que sólo oxidaba manganeso cuando crecía en forma de biofilms. “Manipulando genéticamente esta bacteria pudimos identificar un regulador clave involucrado en la formación biofilm y entender cómo se relaciona con la actividad de oxidación de manganeso a través una proteína denominada PilZ”, indica Parra.
Los resultados de estos trabajos científicos fueron recientemente publicados en las revistas Frontiers in Molecular Biosciences y mBio respectivamente.
“Una de las cosas más importantes de nuestro desarrollo como científicos es estar atentos a las problemáticas sociales e intentar brindar herramientas para solucionarlas. Este proyecto tiene un gran fundamento social y contribuye a garantizar que todos tengamos acceso al agua potable, limpia y segura”, subraya con entusiasmo.
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