De acuerdo con datos de la Comisión Nacional para el Uso Eficiente de la Energía, la demanda nacional del diesel supera los 300 millones de barriles diarios, no sólo para su uso en automotores, sino también como una parte fundamental en diferentes sectores industriales.
Al ser uno de los combustibles más empleados en el país, también existe probabilidad de accidentes de derrames en suelos que precisan de un tratamiento adecuado para su recuperación y reuso.
En ese tema ha trabajado durante los últimos cinco años un grupo de investigación encabezado por Josefina Barrera Cortés, adscrita al Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del Cinvestav.
Si bien el grupo de la experta del Cinvestav ha trabajado en tecnologías para el saneamiento de suelos impactados con mezclas complejas de hidrocarburos intemperizados (hidrocarburos derramados en suelos por largos períodos de tiempo), de manera específica para la remoción del diesel, han propuesto una tecnología de desorción con surfactantes de origen microbiano y para lo cual seleccionaron una cepa con gran capacidad para producir este tipo de sustancias.
El diesel intemperizado en suelos está conformado básicamente por hidrocarburos alifáticos saturados, así como por hidrocarburos policíclico aromáticos (más de dos anillos bencénicos). Las propiedades impermeabilizantes de los primeros, así como la recalcitrancia y alta toxicidad de los segundos, afectan el ciclo biológico de los suelos, lo cuál impide su recuperación mediante tecnologías limpias.
En ese sentido, los investigadores del Cinvestav analizaron la posibilidad de emplear un proceso de desorción de contaminantes utilizando biosurfactantes del tipo mono-ramnolipido.
Los surfactantes son estructuras moleculares conformados por dos fracciones, una hidrofílica, afín al agua, y otra hidrofóbica, que captura compuestos polares como son los hidrocarburos. Este tipo de estructura da a los surfactantes la propiedad de desorber e incluso solubilizar contaminantes hidrofóbicos, por lo cuál es común su uso en algunas tecnologías de remediación de suelos contaminados.
En la remediación de suelos contaminados el uso de surfactantes sintéticos es una práctica común dado su bajo costo y fácil producción. No obstante, al utilizarse en grandes cantidades y siendo moléculas no siempre degradables, además de inhibir la actividad microbiana de los suelos, contribuyen a la contaminación de éste.
Se ha demostrado que surfactantes de origen microbiano, como los ramnolípidos, desorben y emulsifican compuestos del petróleo. Sin embargo, estos ramnolípidos son producidos principalmente por bacterias del tipo pseudomonas, específicamente por Pseudomonas aeruginosa, las cuales son patógenas, por lo que se estudia su obtención a nivel comercial a partir de cepas divergentes no tóxicas.
Con ese objetivo, el grupo de Josefina Barrera Cortés logró obtener surfactantes mono-ramnolipidos, a partir de la cepa divergente no patógena conocida como Pseudomonas aeruginosa ATCC 9027, cuyo surfactante presentó la capacidad de desorber y solubilizar los hidrocarburos recalcitrantes del diesel sorbidos por décadas a partículas de suelo.
“Empleamos esos surfactantes en métodos de lavado de suelos, que se aplican principalmente en los casos de contaminación con hidrocarburos con alto nivel recalcitrante, y alcanzamos una recuperación del orden de 40 a 45 por ciento del suelo. Si bien no es un porcentaje alto, se debe considerar que las técnicas de lavado de suelo usualmente forman parte de un tren de tratamientos que puede ser seguido por una oxidación química e incluso por tratamientos biológicos que garanticen el re-uso del suelo contaminado”, explicó Barrera Cortés.
Este proyecto, publicado en el Soil and Sediment Contamination: An International Journal, comprendió la producción de los surfactantes mono-ramnolípidos a escala laboratorio, su caracterización y la evaluación de la capacidad de éstos en la desorción de diesel intemperizado. Sin embargo, una aplicación del tratamiento a mayor escala, demanda incrementar la producción de mono-ramnolipidos así como el establecimiento de una metodología que permita la desorción del diesel bajo condiciones ambientales no controladas.
La alta capacidad emulsificante de los surfactantes mono-ramnolípidos hace inestable su producción a nivel industrial en reactores de tanque agitado. Sobre este aspecto, los investigadores del Cinvestav han logrado avances y esperan incrementar los rendimientos al actualmente obtenido de 12 gramos por litro del surfactante.
Con este objetivo, Josefina Barrera Cortés invita a graduados de las carreras de química farmacobiólogía, biotecnología e ingenieros químicos, interesados en realizar estudios de posgrado e investigación para remediación de suelos en acercarse al Departamento de Bioingeniería y Biotecnología del Cinvestav.
