Por Álvaro Medina
05 Enero 2025
Helechos que salvan el agua: investigan una solución natural para la vinaza
Esta es la primera entrega de una serie de artículos periodísticos, inspirada en el potencial de los desarrollos científicos que se realizan en la provincia y que convierten a Tucumán en un polo de importancia a nivel nacional e internacional. En estas producciones abordamos investigaciones que aprovechan nuestra riqueza natural en búsqueda de soluciones para los problemas ambientales, el fortalecimiento y la renovación de la agroindustria y las respuestas sustentables para los problemas habitacionales. Nace así un espacio para difundir conocimiento y descubrir la existencia de potentes análisis e innovaciones científicas y su capacidad para generar impacto en nuestra sociedad.
Un silencio de concentración reposa sobre el blanco y luminoso interior del instituto de ciencia dedicado a investigar las especies vegetales del norte argentino y de qué forma potenciarlas como recurso. En el salón principal, jóvenes científicos se abstraen en sus notebooks en el análisis de datos y otras operaciones. En otros ambientes del edificio, los especialistas manipulan tecnologías de precisión, muestras de campo e informes intrincados y complejos. De vez en cuando, algún becario cruza los pasillos llevando con cuidado ceremonial el ejemplar de una plantita recién germinada: aquí las plantas son las protagonistas.
Se trata del Instituto de Bioprospección y Fisiología Vegetal (Inbiofiv), de doble dependencia Conicet-UNT, donde se desarrollan estudios sobre los recursos vegetales del NOA indagando en soluciones alimenticias, cosméticas, medicinales, en sanidad vegetal y en biorremediación ambiental. En otras palabras: investigan cómo las plantas pueden mejorar nuestra vida. De pronto uno mira a quien manipula los frágiles brotes y no puede evitar preguntarse, con perdón de la ciencia, qué secreto incuba la recién nacida y cuál será el problema del mundo que podrá solucionar.
Uno de los desarrollos científicos que se llevan a cabo en el instituto investiga una variedad de helechos llamada Salvinia y cómo, con el uso de esta planta, se podría “limpiar” la vinaza de los ingenios hasta convertirla en agua apta para vuelco en los ríos o para riego. Pero no es ningún milagro: son años de tenaz y meticuloso trabajo.
El proceso
Este desarrollo está a cargo de un destacado equipo de especialistas. Mariana Rosa, doctora en Ciencias Biológicas, es la directora del proyecto que consiste en la fitorremediación de efluentes industriales y domiciliarios. Es decir, limpiar aguas contaminadas utilizando residuos vegetales y plantas acuáticas flotantes, que son los helechos mencionados.
Uno de los objetivos principales de la investigación, con resultados esperanzadores hasta el momento, es eliminar los elementos contaminantes de la vinaza según los parámetros exigidos por las legislaciones ambientales vigentes. Aquí, los científicos se convierten en un nexo clave entre las leyes y la industria.
“El proceso se divide en dos etapas -explica Mariana Rosa-. En primer lugar desarrollamos un filtro por donde pasa la vinaza y se produce una primera limpieza físico química. Y en segundo lugar, en la vinaza filtrada, introducimos varios lotes de helechos que van absorbiendo los elementos contaminantes del agua”.
Economía circular
El proceso fue pensado bajo el paradigma de la economía circular: buscando convertir residuos en recursos. El filtro desarrollado a escala laboratorio, por ejemplo, usa residuos de nuestra agroindustria como maloja, cáscaras de citrus y otros descartes que, tras un proceso específico, permiten que el aparato no solo funcione como colador sino que se dan interacciones que generan soluciones químicas. “Creemos que el desarrollo de la biotecnología del filtro tiene potencial para generar gran impacto -dice la especialista-, por lo que su patentamiento será clave una vez que se consolide la innovación”.
El uso de helechos
Dentro de este procedimiento en el laboratorio, luego del filtrado, la vinaza se coloca en recipientes de 10 litros a los que se agregan lotes de helechos y es ahí donde se produce el cambio o, mejor dicho, el proceso de fitorremediación de efluentes: las plantas absorben los elementos contaminantes a través de sus raíces y hojas, y van limpiando el agua con su gran poder de absorción.
Aquí, la investigación atiende a dos cuestiones elementales para la solución final: por un lado, determinar el nivel de filtración que resiste la planta y trabajar en el filtro; por otro lado, el desarrollo de un tratamiento para hacer una especie de salvinia más fuerte, de manera que pueda sobrevivir en más tiempo en esas aguas.
“Al primer lote de plantas lo dejamos durante una semana”, explica la doctora Rosa. “El siguiente lote resiste hasta dos semanas. Aproximadamente en un mes se eliminan los restos de azúcar que podrían generar hongos y se reduce el contenido de compuestos fenólicos: el agua queda lista para vuelco”, anuncia.
FITORREMEDIACIÓN. Durante un proceso de casi un mes, los helechos limpian la vinaza de contaminantes.
La escala industrial
Los científicos del equipo estiman que en dos años aproximadamente estarían dadas las condiciones para alcanzar los objetivos del proyecto a escala laboratorio: que el agua de vinaza quede con parámetros físico químicos aptos para ser devuelta a los ríos o usada para riego.
Luego de eso, con la intervención de la industria y el avance en obras de envergadura, esta innovación podría escalar a niveles industriales a mediano plazo por su practicidad y bajo costo. Según detallan los integrantes del equipo, esta etapa ya depende de actores más allá del ámbito científico y de las decisiones y diálogo entre autoridades y empresarios para desarrollar una de las soluciones, entre otras, frente al problema de la gran producción de vinaza que genera la industria sucroalcoholera en Tucumán.
Los científicos afirman también que, a lo largo del desarrollo y en distintas instancias, ambos sectores demostraron su interés en el proyecto. Además, subrayan la importancia de estas soluciones no solo para el cumplimiento de los valores exigidos por la legislación local, sino que en el mundo, los principales países cada vez son más exigentes con las industrias en cuanto a pautas relacionadas a procesos más eficientes y menos contaminantes.
SALVINIA. La planta absorbe contaminantes a través de sus raíces.
Ficha técnica
El proyecto de investigación se llama “Evaluación del uso combinado de fitorremediación y residuos agroindustriales para el tratamiento de efluentes industriales y domiciliarios”.
Descripción: El proyecto busca diseñar tratamientos para aguas residuales industriales y domiciliarias que estén enmarcados en los principios de la economía circular, aplicando tecnologías “verdes”. Actualmente, se están realizando ensayos donde, mediante el uso de especies vegetales y residuos agroindustriales, se busca disminuir la carga contaminante de la vinaza y de efluentes de tambos para obtener aguas residuales ambientalmente más aptas para su ulterior uso y/o vertido. Junto con el diseño de los tratamientos, se investigan también estrategias para mejorar la capacidad de las plantas para absorber los contaminantes. En etapas posteriores, se ajustarán los tratamientos diseñados para su aplicación en aguas residuales domiciliarias a fin de eliminar los denominados contaminantes emergentes (fármacos, detergentes, microplásticos, etcétera), ya que constituyen un tema de preocupación creciente.
Institución: UNT, Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo. INBIOFIV (UNT - CONICET).
Investigadora referente: Dra. Mariana ROSA.
Estado del proyecto: la investigación ya cuenta con resultados a escala de laboratorio y se encuentran en ejecución ensayos a mayor escala para su evaluación.
Contacto: Dra. Mónica Tirado, Secretaria de Ciencia, Arte e Innovación Tecnológica - Universidad Nacional de Tucumán, [email protected]; [email protected] y [email protected].
¿Qué es la vinaza?
El residuo oscuro y cargado de compuestos orgánicos que se genera en la producción de alcohol dentro de la industria azucarera.
La vinaza surge del tratamiento específico de la melaza, un líquido denso y viscoso de color pardo oscuro, derivado del procesamiento de la caña de azúcar.
Para producir azúcar, la melaza se deshidrata y cristaliza. Sin embargo, si se utiliza para producir alcohol, pasa por un proceso de fermentación con levaduras creando un vino que luego es destilado para separar el alcohol puro del resto.
El líquido que queda después de este proceso, conocido como vinaza, contiene restos de azúcar, compuestos fenólicos, potasio, silicio, nitrógeno y otros elementos que resultan tóxicos para el suelo y para las aguas.
Además, el volumen de vinaza que se produce en cada zafra en la provincia es considerable: la industria azucarera tucumana genera un promedio de 15 litros de vinaza por cada litro de alcohol. Según los datos aportados por el grupo de científicos, existe una búsqueda de procesos más eficientes y algunas empresas redujeron hasta el 30% la producción de vinaza en el proceso, alcanzando los 10 litros por litro de alcohol.
El poder de restauración de las plantas
Poseen la capacidad de absorber sustancias del suelo y del agua a través de sus raíces.
Ciertas plantas tienen el poder de absorber incluso aquellos componentes que resultan dañinos para el medio ambiente. Este proceso se denomina fitorremediación.
Cuando una planta absorbe agua a través de sus raíces no tiene la capacidad de seleccionar qué absorber: si un contaminante está disuelto en el agua, este también será arrastrado hacia su interior.
De esta manera, tienen la posibilidad de remover contaminantes orgánicos e inorgánicos restaurando ambientes acuáticos y terrestres. Una vez dentro de sí, modifican estos contaminantes de manera que sean menos tóxicos para ellas.
Este sorprendente sistema no sólo las protege, sino que también contribuye a limpiar su entorno, mostrando el enorme potencial de la naturaleza para revertir los daños ambientales.
