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Desalación sostenible con microorganismos marinos

Aprendemos de la naturaleza para respetarla, y conocemos sus procesos para avanzar de manera sostenible. Y eso es lo que hace el doctor Juan Manuel Ortiz con sus microorganismos marinos.

Este investigador está aprendiendo de ellos para crear un proceso de desalinización sostenible, que consuma menos energía fósil y más energía sostenible, incluso que sea generadora también de energía limpia.

Puede parecer raro el uso de la biotecnología en procesos de desalación para la obtención de agua potable, pero es algo que ya se está haciendo. Juan Manuel Ortiz es investigador de IMDEA Agua (Comunidad de Madrid). Licenciado en Ingeniería Química por la Universidad de Alicante (2002) y doctor por la misma universidad (2009), se incorporó a IMDEA Agua en 2015 enfocando su investigación al desarrollo de procesos electroquímicos microbianos para el tratamiento de agua residual urbana e industrial y sistemas de desalación sostenible.

Juan Manuel ha sido investigador principal del proyecto BioDEs (Proyectos de I+D+I para Jóvenes Investigadores, Convocatoria 2015. Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades) y ha participado en 11 proyectos nacionales y cuatro europeos. BioDEs se centra en estudiar la desalinización sostenible utilizando biotecnología.

La desalinización convencional, con ósmosis inversa, requiere un consumo energético alto, y en consecuencia lleva asociada altas emisiones de dióxido de carbono (CO2, un gas de efecto invernadero) cuando se emplean combustibles fósiles para llevar a cabo el proceso de desalación.

Esta tecnología es posible donde existe disponibilidad de recursos energéticos, pero hay países en los que la electricidad escasea. Por ello, el empleo de sistemas de desalación basados en biotecnología podría ser una opción sostenible para la obtención de agua potable en estas regiones. “Los microorganismos del mar compensan los cambios de salinidad entre el interior de la célula y el exterior. Si, por ejemplo, hay un cambio repentino de salinidad en el exterior, generan macromoléculas para compensar la presión osmótica en su interior, y así evitar que haya una salida de agua hacia el exterior. A este proceso se le conoce como osmorregulación”, explica el investigador. Tienen habilidad para filtrar agua y generar a su vez biomasa, como por ejemplo, el alga Dunaniella salina. “Las microalgas necesitan CO2 y luz solar para crecer y pueden hacer este proceso llamado osmorregulación. En lugar de emitir CO2, lo consumen para crecer y reproducirse. Es decir, se puede emplear la habilidad que tienen como osmorreguladores para producir agua a partir de agua marina empleando CO2 y luz solar”. Viven en celdas de desalinización microbianas.

La biomasa producida podría emplearse para elaborar pienso animal o fertilizantes, o incluso para obtener algún compuesto de valor añadido para la industria química o farmacéutica, tal y como en la actualidad se estudia en IMDEA Agua.

 

 

 

Por otro lado, en el grupo Bioe de IMDEA Agua, al que pertenece el Juan M. Ortiz, se está estudiando cómo microorganismos que tienen la capacidad de producir pequeñas corrientes eléctricas cuando degradan residuos pueden emplearse también en procesos de desalación sostenible, empleando para ello tecnología electroquímica microbiana. “Cuando el organismo digiere agua residual genera energía en el proceso; de este modo, se puede obtener así, no sólo energía, sino también agua para la industria y, sobre todo, para la agricultura”, explica Ortiz.

“Podemos insertar electrodos en un biorreactor, y conectar, por ejemplo, una batería de un coche eléctrico. Estos microorganismos utilizan corriente eléctrica para comunicarse entre ellos. Al mismo tiempo limpian el agua. Es la unión de la biotecnología con la electroquímica aplicada. Es como una gran biopila de combustible microbiana”, subraya Ortiz. Es decir, se puede tratar agua residual en un biorreactor y generar electricidad y agua para riego. El milagro de la naturaleza.

La tecnología se encuentra en fase de investigación, y se espera que tras obtener resultados positivos, pueda llevarse a escala industrial en los próximos años.

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