En México, la contaminación de ríos, lagos y presas por descargas residuales y medicamentos de uso cotidiano crece silenciosamente. Debido a esta situación, la Red de Medio Ambiente (Rema) del Instituto Politécnico Nacional (IPN) trabaja en una solución tan poderosa como sencilla: humedales artificiales capaces de eliminar hasta el 100% de ciertos contaminantes farmacéuticos.
La iniciativa está encabezada por la investigadora Marcela Galar Martínez, del departamento de farmacia de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (ENCB), donde dirige el Laboratorio de Toxicología Acuática.
Desde hace dos décadas, su línea de trabajo ha sido para entender cómo los contaminantes afectan a peces, invertebrados y demás organismos acuáticos, y diseñar formas reales de remediar los cuerpos de agua afectados. Hoy, ese camino la ha llevado a coordinar un proyecto que combina ecología, ingeniería, biología molecular y toxicología comportamental, con colaboradores tanto nacionales como internacionales, entre ellos, la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología (Upibi) del IPN, la Universidad Autónoma del Estado de Morelos (UAEM) y la Universidad de Curitiba en Brasil con el doctor Marcelo Pedrosa.
En 2004, cuando inició el estudio, medir el impacto de los contaminantes en peces y otros organismos acuáticos y hablar de estrés oxidativo y toxicología molecular en fauna acuática era incipiente en México, con el paso del tiempo, el equipo de trabajo incorporó nuevas metodologías como estudios bioquímicos, análisis genéticos, observación de biomarcadores, y más recientemente, bioensayos conductuales, capaces de medir alteraciones en el comportamiento de los peces como indicador temprano de toxicidad.
Estos avances técnicos no eran un fin en sí mismos, sino herramientas para atender los tres pilares de la toxicología que son prevenir, curar y legislar. “Primero debemos saber qué contaminantes hay y qué daño causan. Luego diseñar ecotecnologías que permitan removerlos del agua y reducir su toxicidad”, explicó Marcela Galar.
Ese enfoque llevó al desarrollo de proyectos previos en sitios críticos en las presas Madín y Villa Victoria, ambas en el Estado de México, donde su equipo evaluó la presencia de compuestos tóxicos y probó técnicas como biorreactores y sistemas de oxidación avanzada.
Puede parecer inofensivo, pero los medicamentos que usamos todos los días anticongestivos, analgésicos, hipoglucemiantes generalmente terminan en los cuerpos de agua, no por irresponsabilidad, sino porque el organismo los elimina inevitablemente a través de la orina y las heces.
Estos compuestos, llamados contaminantes emergentes, no siempre son retirados por las plantas de tratamiento, y al llegar a ríos y presas generan efectos adversos en los peces y organismos que forman parte de estos ecosistemas.
Entre los fármacos que el equipo de la doctora estudia están la penicilina, la metformina y el paracetamol, contaminantes comunes, cotidianos y sumamente persistentes.
HUMEDALES QUE LIMPIAN COMO LA FUERZA DE LA NATURALEZA
Uno de los aportes más prometedores del proyecto es el diseño de humedales artificiales con base científica, no solo estética. Los humedales funcionan como pantanos controlados donde las plantas, los microorganismos del rizoma y las bacterias asociadas trabajan como un sistema natural de depuración.
“Las plantas pueden utilizar los contaminantes como fuente de carbono y reducir su concentración. Son soluciones basadas en la naturaleza”, detalló la científica politécnica.
Estos humedales son superficiales, subsuperficiales, horizontales y verticales, el reto es determinar qué plantas usar, en qué orden colocarlas y bajo qué condiciones, para lograr la remoción más eficiente y aquí es donde entra el trabajo colaborativo con Marcelo Pedrosa, quien logró resultados sorprendentes en Brasil.
“Depende el orden de las plantas en el humedal, puede removerse incluso el 100% de ciertos contaminantes”, puntualizó Galar Martínez.
BRASIL COMO LABORATORIO
Durante una estancia reciente en Curitiba, la doctora Galar observó humedales ya operando a nivel real. El equipo brasileño estudia qué genes presentes en las plantas permiten metabolizar, transformar o degradar sustancias tóxicas.
Inspirados en ese modelo, el proyecto mexicano incluyó una fase de biología molecular para determinar si las plantas locales o propuestas para los humedales del IPN, tienen esos mismos genes clave.
En tanto, tres estudiantes de la Maestría en Sostenibilidad e Innovación Ambiental de la ENCB viajarán este semestre a Brasil para aprender directamente de estos sistemas y definir el orden ideal de las plantas en los humedales mexicanos.
PRUEBAS DE TOXICIDAD Y SELECCIÓN DE ESPECIES
El proyecto lleva un año, pero los avances son significativos, hasta el momento se seleccionaron las plantas con potencial biotransformador, se evaluó su perfil genético y se realizaron pruebas de toxicidad en especies de prueba como son el pez cebra, la carpa común, plantas como cebolla y el modelo de lenteja, con la intención de ver diferentes bioindicadores.
Las pruebas determinaron el nivel real de toxicidad de los contaminantes a concentraciones ambientalmente relevantes, lo que permitirá medir de forma rigurosa cuánto disminuye la toxicidad después del paso por el humedal. “No solo buscamos reducir la concentración del tóxico, sino eliminar su toxicidad real”, afirmó.
EL IMPACTO SOCIAL
El proyecto no busca quedarse en el papel ni en un laboratorio académico. Su meta es que el diseño final del humedal pueda proponerse a dependencias como la Comisión Nacional del Agua (Conagua), la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat) y organismos operadores de agua.
“El objetivo es generar un cambio en nuestra sociedad. Que estos humedales puedan incorporarse en planes de restauración de ecosistemas”, señaló Galar.
Uno de los estudiantes del equipo ya trabaja en el diseño final del humedal, el cual se construirá con base en los resultados obtenidos en México y Brasil.
México enfrenta desafíos urgentes en materia de contaminación de agua, las presas Madín y Villa Victoria son ejemplos de la magnitud del problema a nivel nacional. Si el humedal se implementa oficialmente, podría convertirse en un modelo nacional para limpieza y restauración de presas contaminadas por fármacos, uno de los grandes desafíos ambientales modernos.