Día Mundial del Medio Ambiente: Biotecnologías como herramienta clave en la recuperación sustentable de recursos hídricos

Una columna de opinión de Javiera Toledo, doctora en Biotecnología y Microbiología, académica de la Facultad de Ingeniería y Ciencias UAI.

En el Día Mundial del Medio Ambiente vale el esfuerzo reflexionar sobre el acceso a agua dulce, elemento esencial para la supervivencia humana, pero que en la actualidad su disponibilidad se ha convertido en un desafío crítico de abordar en muchas comunidades alrededor del mundo. Según la UNESCO, más de 2 mil millones de personas viven actualmente en países con estrés hídrico, lo que significa que no tienen suficiente agua para satisfacer sus necesidades básicas diarias. Se estima que para el 2030 habrá un déficit del 40% en el suministro mundial del agua y que este podría llegar al 57% en el 2050. Esta disponibilidad crítica del recurso también afecta los rendimientos agrícolas y pone en jaque el desarrollo de muchos procesos industriales, afectando por ejemplo directamente la producción de alimentos.

Para abordar este desafío, los ODS establecidos por las Naciones Unidas incluyen el objetivo 6, que busca “Garantizar la disponibilidad y gestión sostenible del agua y el saneamiento para todos”. En este contexto, se hace imprescindible optimizar los recursos hídricos disponibles a través de diferentes estrategias, como la eliminación de contaminantes en las fuentes de agua dulce e incentivar la reutilización de las aguas residuales domésticas (ARD). Con respecto a este último, algunos países como Israel y Túnez llevan ya varios años reutilizando hasta un 85% sus aguas residuales, siendo esta una estrategia clave para la gestión de sus recursos hídricos. Sin embargo, estos casos están bastante alejados de la realidad mundial, ya que solo el 4% de las ARD del mundo son reutilizadas, mientras que en Chile solo se llega a un 2%.

Para poder reutilizar las ARD es necesario alcanzar los estándares de calidad fijados por las normativas vigentes en cada país, de acuerdo con el reúso que se le quiere dar. Siendo más estricta la normativa para la producción de agua potable y un poco menor para su utilización en regadío. Sin embargo, en los últimos años, la reutilización de ARD para consumo humano ha ganado gran protagonismo debido al riesgo de escasez de agua dulce en las grandes ciudades. En este caso, se deben aplicar tecnología que permitan una eliminación eficaz de los contaminantes para evitar riesgos para la salud humana, pero que también sean amigables con el medioambiente. En este contexto las biotecnologías emergen como una solución prometedora.

Las biotecnologías disponibles para la eliminación de contaminantes desde aguas están inspiradas en la naturaleza. Acá, la acción controlada de un grupo de microoganismos como bacterias, hongos unicelulares o microalgas, permite la transformación de compuestos problemáticos en otros más inofensivos para el ser humano y el ecosistema. Dentro de las ventajas que tienen las biotecnologías está su capacidad para tratar una amplia gama de contaminantes de forma específica, incluyendo compuestos orgánicos e inorgánicos. Otra de sus ventajas es que son escalables y tienen la capacidad de ser adaptados a las condiciones medioambientales locales. En general, la clave de estos sistemas está en las características genéticas y adaptativas de los microorganismos involucrados, donde la misión de los investigadores es estudiar estos procesos, entenderlos y optimizarlos para llevarlos a cabo con la eficiencia necesaria en condiciones controladas.

Hoy en día, las biotecnologías forman parte importante en el tratamiento de las aguas residuales a escala industrial. Por ejemplo, en el tratamiento convencional de las ARD el sistema de lodos activados y la digestión anaerobia son cruciales en la eliminación de materia orgánica. Los lodos activados se utilizan como tratamiento secundario y su objetivo es eliminar alrededor del 95% de la materia orgánica presente, gracias a la acción de bacterias aerobias. Mientras que la digestión anaerobia gracias a la acción de bacterias y arqueas en ausencia de oxígeno, tratan los lodos generados en exceso durante el proceso, produciendo biogás que se puede revalorizar energéticamente pero también un digestato que se puede aprovechar como fertilizante.

Si bien hay un camino recorrido aún quedan desafíos, como la masificación de biotecnologías aplicadas en tratamientos avanzados para eliminar formas de nitrógeno y otros contaminantes emergentes. En el caso concreto de la eliminación de nitrógeno desde las ARD, es necesario avanzar en biotecnologías como la desnitrificación biológica y anammox que tienen un enorme potencial dada su eficiencia para la eliminación de nitrógeno y que ya han sido implementadas de forma exitosa a gran escala. Sin duda su implementación puede ayudar a mejorar la calidad de las ARD y avanzar hacia su reutilización para consumo humano. Aunque hoy en día no solo hay barreras tecnológicas sino que también de aceptación social y medioambientales que deben abordarse de forma integral por los diferentes actores de la sociedad. El desafío sigue en pie y exige la convergencia de voluntades, normativas eficaces y una mayor inversión en investigación, innovación y desarrollo.