Biorremediación de residuos líquidos industriales mediante cianobacterias

Zusammenfassung

El sector de la minería, al igual que otros relacionados como la siderurgia, es responsable de consumir más de 4000 millones de m3 de agua anualmente, que, más tarde, ha de ser tratada como residuo por los componentes que se disuelven a lo largo del proceso productivo. De forma general, las aguas residuales de mina arrastran consigo metales pesados, iones sulfato e hidrocarburos, entre otros contaminantes de interés público. Por ello, su correcta gestión y tratamiento es una necesidad para alcanzar un desarrollo más sostenible. Este agua residual se trata tradicionalmente con métodos fisicoquímicos costosos y que generan residuos secundarios, aunque también es habitual que se acumule en grandes balsas sin tratamiento alguno. De este modo, los compuestos contaminantes son tratados como un desecho sin valor, desperdiciando así su potencial como materias primas y, de igual modo, perdiendo la oportunidad de ser revalorizados. Ante esta oportunidad, son diversas las alternativas que se han desarrollado en los últimos años, siendo los sistemas de biorremediación con microalgas uno de los más prometedores. Estos organismos, por su plasticidad adaptativa, poseen la capacidad para desarrollarse y crecer en casi cualquier ámbito acuático, lo cual provoca que se puedan aclimatar y vivir en la mayoría de residuos acuosos generados. Además, su capacidad para generar grandes cantidades de biomasa en poco tiempo, mucho mayor que la que poseen macroplantas como la soja, las convierte en el perfecto organismo para ser incluido en sistemas de biorremediación y economía circular. Esto es debido, especialmente, a la producción de compuestos de alto valor añadido, como podría ser proteína o antioxidantes de aplicación farmacológica. Esta tesis analiza el desarrollo de sistemas de biorremediación de residuos ricos en compuestos de interés para las industrias de la minería y la siderurgia, en los que se implementará el cultivo de microalgas a escala industrial. El objetivo general será desarrollar un proceso de economía circular en el que los residuos de interés sean eliminados en el mayor porcentaje posible del agua residual original a través de la asimilación biológica por parte de las microalgas. De forma simultánea, se realizará la extracción de compuestos de alto valor añadido, realizando así el primer acercamiento descrito de la implementación de cultivos microalgales como herramienta para la inclusión de los residuos de la minería y la siderurgia en el paradigma de la economía circular. Para ello, se trabajará bajo la hipótesis de que los microorganismos objeto de estudio pueden sobrevivir y desarrollarse ante la presencia de un residuo acuoso mixto compuesto, en su mayoría, por elevadas concentraciones de iones metálicos en suspensión e hidrocarburos, de cadena larga y corta. De forma sucesiva, se evaluará si la misma especie utilizada para la biorremediación de metales pesados e hidrocarburos puede ser utilizada para la depuración de residuos acuosos con un elevado contenido de sulfatos. Este trabajo analiza la capacidad de tolerancia a la exposición frente a elevadas concentraciones del ion de interés, al igual que la optimización de la remediación del mismo a escala de laboratorio. Tras la comprobación de la plasticidad de la cepa seleccionada y la optimización de la captura de sulfatos, los resultados serán escalados a mayores volúmenes, para demostrar así su viabilidad a escala industrial. De este modo, el presente estudio abre una nueva vía al desarrollo de herramientas sostenibles que puedan transformar la minería actual en un sector más sostenible.