Una startup monitorea la proliferación de microorganismos y pretende usarlos para producir bioinsumos

Con el apoyo de la FAPESP, una greentech paulista pretende recolectar y transformar la biomasa de las cianobacterias que han dejado de una coloración verdosa a las aguas del río Pinheiros −en São Paulo− en bioproductos

Por Roseli Andrion  |  Agência FAPESP – La tonalidad verdosa que se ha observado en los últimos tiempos en las aguas del río Pinheiros, en la ciudad de São Paulo (Brasil), está relacionada con un fenómeno que suele ocurrir en diversos lugares del mundo, causado fundamentalmente por la contaminación del agua y que ha de volverse más frecuente con los cambios climáticos: la floración de cianobacterias.

Estos organismos son bastante primitivos y ya estaban presentes en el ambiente antes incluso de que el ser humano habitara la Tierra. “El gran problema lo constituyen las actividades antrópicas, que son las que el hombre lleva a cabo, como los desagües in natura y el material lixiviado con productos químicos que desembocan en los ríos, embalses, lagos y lagunas”, explica Kelly Fernandes, socia fundadora de la startup paulista CyanoChen Soluções Ambientais. “Esta acción suministra nutrientes a las cianobacterias y las mismas comienzan entonces a desarrollarse en forma acelerada, lo que provoca un incremento significativo de la presencia de estos organismos en el ambiente.”

Los investigadores de la greentech con sede en la localidad de Piracicaba (estado de São Paulo), apoyada por el Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de la FAPESP, se han venido dedicando a monitorear la proliferación de cianobacterias y pretenden recolectar la biomasa de estos microorganismos para producir bioinsumos y bioproductos destinados a la industria química y al sector agroindustrial, tales como moléculas, biofertilizantes y bioestimulantes para suelos y plantas. El proyecto también cuenta con el apoyo de los investigadores Ernani Pinto y Marli Fiore, del Centro de Energía Nuclear en la Agricultura de la Universidad de São Paulo (Cena-USP).

“Buscamos las causas de la existencia de floraciones. Esto comprende el monitoreo de las mismas y el análisis de material recolectado en campo en el laboratorio, para la identificación de las especies y de los compuestos que producen estos organismos”, explica Fernandes.

De acuerdo con la investigadora, si bien la proliferación de cianobacterias ocurre en distintas partes del mundo, en los países tropicales como Brasil, la mayor incidencia de la luz solar y las temperaturas elevadas generan las condiciones ideales para el crecimiento de estos microorganismos. La luz es esencial para la fotosíntesis de las cianobacterias, y las altas temperaturas aceleran su metabolismo.

“No obstante, la mayor diferencia radica en el nivel de nutrientes existente en el agua, especialmente nitrógeno y fósforo, que contribuyen para que estas poblaciones crezcan y se multipliquen. Las características climáticas ayudan, pero el cuidado de las aguas también influye y mucho”, pondera.

La bióloga explica que a medida que se desarrollan, las cianobacterias se amontonan sobre la columna de agua. Aunque se trata de microorganismos, estos amontonamientos que parecen una “manta verde” se vuelven visibles a la vista humana. “Parecen formar únicamente una cobertura delgada, pero las floraciones de cianobacterias pueden concentrarse en entre los 10 y los 50 centímetros de la columna de agua, con lo cual comprometen la entrada de la luz en el cuerpo hídrico y la disponibilidad de oxígeno. Esto puede resultar en la mortandad de peces, por ejemplo, y afectar al ecosistema acuático de diversas maneras.”

“Las inversiones de las compañías de tratamiento del agua en busca de soluciones referentes a la proliferación de cianobacterias son significativas, pero las actuales prácticas todavía muestran limitaciones en cuanto a su eficacia. Es común que esas empresas recurran al empleo de productos químicos como el peróxido de hidrógeno y el cloruro de polialuminio, y a alguicidas a base de cobre y los arrojen al agua que contiene células de cianobacterias. Con todo, el uso de estos productos químicos puede no ser la solución ideal y no resuelve de raíz el problema”, advierte. “Es esencial buscar e incentivar la aplicación de tecnologías más limpias para afrontarlo.”

Con la mira puesta en esta situación, CyanoChen comenzó a desarrollar un dispositivo de recolección de esa biomasa a gran escala, con el consiguiente retiro de la misma de las aguas y su aprovechamiento con otra finalidad.

“Procuramos desarrollar un producto útil para la sociedad, pues nuestra preocupación va mucho más allá de la calidad del agua”, afirma la investigadora. “Las poblaciones que viven en los alrededores, por ejemplo, padecen el olor desagradable de esas floraciones, y quienes que viven de la pesca se ven afectados directamente por ellas.”

El trabajo de la startup comprende una etapa en campo, para la recolección del material, y otra en el laboratorio, para el desarrollo de bioproductos a base de cianobacterias. “La biomasa de las cianobacterias es muy rica, y es posible extraer una gama de productos de ella”, explica Fernandes.

Actualmente, el equipo de CyanoChen recoge la biomasa de cianobacterias en forma parcialmente manual, pero el objetivo es mecanizar y automatizar este proceso. “Nos preocupamos con el aspecto ambiental y pensamos en transformar el material recogido en un biofertilizante, por ejemplo. Esa biomasa posee valor agregado y podemos aprovecharla.”

Existe también una preocupación con el hecho de que la biomasa puede contener cianotoxinas, que pueden matar a diversos organismos terrestres y acuáticos.

“No son todas las especies que producen toxinas”, explica Fernandes. “De todos modos, si éstas existen, es posible neutralizarlas en el laboratorio y dejar a la biomasa en condiciones adecuadas para su empleo como materia prima de fertilización del suelo, toda vez que este material es bastante rico en ingredientes activos. Este producto estratégico constituye nuestra puerta de entrada al mercado: sabemos que posee demanda en el mercado nacional. Y existe también un potencial de extracción de otros insumos enfocados en moléculas de alto valor.”

Un pigmento valioso

El procesamiento de la biomasa de cianobacterias produce un residuo valioso: un pigmento de una coloración azul intensa conocido como ficocianina, que puede utilizárselo en la industria textil para teñir telas o incluso en el campo de las artes visuales.

“Existe una creciente concientización entre los artistas, y muchos ya no quieren emplear productos químicos en sus obras”, comenta Fernandes. “Sabíamos acerca de la posibilidad de extracción de este pigmento de la biomasa de las cianobacterias, pero nos ha sorprendido el interés en él. Contamos ya con algunos colaboradores que empezarán a utilizar este material en obras de arte, y una industria textil se ha interesado en emplear este pigmento natural para teñir sus telas.”

La investigadora explica que la impronta de la tecnología de CyanoChen reside en el hecho de que transforma la biomasa de las cianobacterias en una materia prima destinada diversas aplicaciones comerciales. “Aparte de colaborar para disminuir las dimensiones de un problema ambiental que afecta a la sociedad, nuestra tecnología de recolección ofrece una solución sostenible de bajo impacto ambiental, y así convertimos una adversidad en recursos con valor económico. Podemos serles útiles a las empresas de tratamiento y de suministro de agua, pero operamos en un contexto mucho más amplio.”

El desarrollo de esta tecnología se encuentra a cargo de un equipo multidisciplinario altamente calificado, y la startup espera que la misma esté lista para su utilización a más tardar en dos años.