EN EL SUELO Y BAJO NUESTROS PIES

No nos damos cuenta. Lo tenemos ahí, desde siempre y bajo nuestros pies. El suelo que pisamos alberga en su interior un enorme y fascinante laboratorio en el que se dan procesos químicos, físicos y biológicos que confieren a cada zona o región unas propiedades características y especiales que la hacen única. Por ejemplo y sin ir más lejos, la tipología de suelo de mi tierra, La Rioja, es perfecta para el cultivo de la vid. Es precisamente la composición del suelo riojano la que otorga a las uvas esa peculiaridad y riqueza que hacen que nuestro vino tinto sea uno de los más apreciados y valorados en todo el mundo. Y todo se lo debemos al suelo.

Viñedo en el Camino de Valdeguinea en Logroño

Desde un punto de vista sencillo, el suelo está compuesto de una parte sólida (que consiste básicamente en minerales y materia orgánica) que contiene agua y gases localizados en los poros y huecos intersticiales. El esqueleto mineral del suelo contiene principalmente silicatos, como el cuarzo, carbonatos como la calcita, arcilla, óxidos y hidróxidos de hierro y aluminio, sulfatos, cloruros y nitratos. La parte orgánica está compuesta de humus y compuestos organo-minerales. El agua contenida en el suelo alberga gran cantidad de iones (sodio, potasio, cloruro, calcio, nitrato) y sustancias orgánicas, siendo esta fase líquida la que sirve como vehículo a las sustancias químicas dentro de la parte sólida. La fase gaseosa está constituida fundamentalmente por los gases atmosféricos y otros compuestos gaseosos como metano y óxido nitroso en algunos casos.

El suelo se forma en la parte superficial de la corteza terrestre, inicialmente por la alteración física y química de las rocas debido a la acción geológica del agua y otros agentes externos y posteriormente por la influencia de los seres vivos. Ahí es dónde entramos nosotros. La actividad industrial y agrícola del hombre tiene un enorme efecto en el suelo y algunas de esas actividades son las responsables de la contaminación a la que se ve sometido. Por este motivo, el trabajo de los químicos y biólogos también debe ir enfocado a disminuir el efecto de esta contaminación. Y en ello estamos.

Contaminación del suelo

Metales, hidrocarburos y pesticidas son algunos de los compuestos que podemos encontrar en los suelos contaminados por la acción del hombre. Debemos encontrar soluciones para eliminar estos compuestos, ya que el agua contenida en los suelos contaminados es capaz de transportar las sustancias tóxicas a través de los acuíferos, haciéndolos llegar a la cadena trófica. Es decir, nosotros lo vertemos, nosotros nos lo comemos.

Por suerte, contamos con una aliada imprescindible, que por mucho que la maltratemos, nunca nos falla: la propia naturaleza. Ella misma nos suministra algunas herramientas que pueden ser utilizadas para descontaminar suelos que han sufrido algún tipo de vertido.

La atenuación natural: Es un proceso que se da de manera espontánea en el suelo y que se produce gracias a los microorganismos que habitan en él. Algunas bacterias (como las del género PseudomonasArthrobacter) son capaces de utilizar hidrocarburos como fuente de carbono, lo que les suministra la energía necesaria para crecer. De esta manera los moléculas se van degradando y transformándose en hidrocarburos más pequeños. Esto supone que al reducirse el número de átomos de carbono de la cadena, los hidrocarburos se hacen menos tóxicos, más volátiles y disminuye su concentración.

Este proceso de atenuación puede potenciarse aumentando la humedad del suelo mediante la adición de agua y favoreciendo la circulación de oxígeno mediante aireación. Algo tan simple como remover el suelo para facilitar el contacto con el aire puede aumentar el rendimiento del proceso de atenuación natural.

Biorremediación: La biorremediación es un proceso similar a la atenuación natural con la diferencia de que tiene lugar mediante la adición de un agente externo al suelo. Los procesos de biorremediación puede llevarse a cabo mediante la adición de nutrientes que hacen que las bacterias presentes en el suelo crezcan de manera más eficaz y puedan degradar los contaminantes con mayor rapidez y rendimiento. Los nutrientes clásicos son nitrógeno, fósforo y potasio.

La adición de surfactantes es otra de las técnicas empleadas para la remediación de suelos contaminados. Los surfactantes son moléculas con una cabeza hidrofílica y una cola hidrofóbica que mejoran la separación entre el suelo y el contaminante. Para la remediación de suelos contaminados con hidrocarburos se han utilizado surfactantes como el Tritón X-100 o el Tween 20. Sin embargo, la adición de surfactantes químicos puede no resultar muy beneficiosa debido a la potencial toxicidad y efectos nocivos de los intermedio formados en el proceso. Por este motivo la tendencia es a utilizar surfactantes naturales producidos por microorganismos, ya sea ex-situ o in-situ, añadiendo los microorganismos, como Pseudomonas aeruginosa o Candida bombicola, al propio suelo.

Fitorremediación: Esta técnica utiliza las plantas como agente extractor de los contaminantes. A grandes rasgos, existen dos modalidades mediante las cuales la planta puede realizar la descontaminación. La fitorremediación directa consiste en la absorción de los contaminantes por parte de la planta y la fitorremediación ex planta que se basa en la capacidad de las plantas de exudar o secretar sustancias que son aprovechadas por bacterias y hongos que actúan como degradadores de los contaminantes. Algunas de las plantas utilizadas para fitorremediación son las del género Phleum y Lolium.

Phleum pratense y Lolium perenne

Estas técnicas de descontaminación de suelos han sido y están siendo investigadas para optimizar sus rendimientos y poder ser utilizadas con la mayor cantidad posible de contaminantes y el menor impacto medioambiental sobre los suelos donde se aplican. Sin embargo debemos ser conscientes de que por mucho que la ciencia y la tecnología avancen en favor del medio ambiente, el mejor remedio ambiental de todos es el de cuidar el suelo sobre el que pisamos, porque existe un inmenso y escondido laboratorio bajo nuestros pies.

Esta entrada participa en la VII edición del Carnaval de Química que se hospeda en Feelsynapsis, la III edición del Carnaval de Geología que se celebra en El Pakozoico y la I edición del Biocarnaval de Verano que alberga ¡Jindetrés, sal!

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7 pensamientos en “EN EL SUELO Y BAJO NUESTROS PIES

  1. BioYupi

    Muy interesante! me ha transportado a las clases de geología de la facultad con mi querido profesor Juan Manuel Brito (gracias majo!). Me ha encantado la frase “nosotros lo vertemos, nosotros nos lo comemos” real como la vida misma.

    Creo que toda investigación centrada en disminuir el impacto del hombre sobre la Tierra debería estar bien sustentada económicamente por nuestros gobiernos, pero tristemente no es así.

    Las nuevas amigas que he hecho este año, las bacterias, con su super capacidad mutante (que nos lo digan a mi jefe y a mi) para utilizar cualquier compuesto como nutriente nos vienen de perlas en muchos casos, este es un ejemplo.

    Felicidades por la entrada ^_^!

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    1. Patricia Autor de la entrada

      Gracias Reichel! No he querido entrar en el tema de la modificación genética de microorganismos. Es un tema muy extenso y solo quería dar un par de pinceladas sobre algunas técnicas de remediación de suelos.

      Y es una verdad como un templo, todo lo que vertemos (o casi todo) y no eliminamos, al final acaba en el plato.

      Responder
  2. Dr. Litos

    Jo, qué repaso más extensivo a la par que conciso, ¡felicidades! No suele ser tarea fácil.

    Me ha resultado muy curioso leer esta aplicación del Triton X-100 o el Tween, precisamente en nuestro laboratorio utilizamos ambos para solubilizar los lisados celulares o cosas así, más microscópicas… nunca me hubiera imaginado vertirlos así, a cascoporro como quien dice!

    Muchas gracias por la entrada, y enhorabuena por enlazar tan bien estas tres disciplinas: una muestra más de que la multidisciplinariedad es la mejor manera de entender cualquier proceso con el que nos encontremos, y que la biología no es ni la mitad de útil si no se combina con la química y la geología, por ejemplo.

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    1. Patricia Autor de la entrada

      Ya sabes Doc, las ciencias unidas jamas serán vencidas!

      Por cuestión de trabajo, la relación entre la química y la biología la veo todos los días.

      El tema de los surfactantes que menciono en el post está en fase de investigación todavía. Hay estudios que los utilizan para remediación de suelos. Sin embargo, la mayoría de las técnicas que se utilizan en campo siguen siento ex-situ. En esto hay que trabajar, en desarrollar técnicas in-situ efectivas y rentables económicamente.

      Gracias por pasarte por aquí después del descanso vacacional.

      Un saludo Doc!

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    1. Patricia Autor de la entrada

      Tengo constancia de la utilización de plantas para depuración de aguas. Sin embargo estoy más familiarizada con el tema de los suelos.

      Gracias por la información y por pasarte por aquí a comentar.

      Un saludo!

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