Hecho en Chile: Los alcances del innovador bioadsorbente que remueve antibióticos del agua

Investigadores e investigadoras de la Universidad de Concepción (UdeC) han desarrollado un innovador bioadsorbente capaz de remover residuos de antibióticos del agua, ofreciendo una solución sostenible para la acuicultura, la salud pública y un sinnúmero de otros usos.

Liderado por el Dr. Daniel Palacio Badel, académico del Departamento de Polímeros de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQUdeC), este avance –respaldado por el Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondef) de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID)– busca mitigar la contaminación farmacéutica y reducir el riesgo de resistencia antimicrobiana en los ecosistemas acuáticos.

En una entrevista enviada a los medios, el Dr. Palacio explica en profundidad los alcances de esta tecnología, su positivo impacto ambiental y las proyecciones para su implementación tanto en la industria como en el área pública.

¿Cómo surgió la idea de desarrollar un bioadsorbente para remover antibióticos del agua?

Nació a partir de la resistencia antimicrobiana que está generando un problema de salud global. El uso masivo de antibióticos en la medicina, la ganadería y la agricultura ha llevado a la presencia creciente de estos compuestos en cuerpos de agua. Los antibióticos, al ser persistentes y, en muchos casos, poco biodegradables, representan un riesgo tanto para los ecosistemas acuáticos como para la salud humana, al contribuir al desarrollo de bacterias resistentes.

Por otra parte, los métodos convencionales de tratamiento de aguas pueden ser costosos o generar subproductos secundarios que requieren una gestión adicional. Esta situación impulsó la búsqueda de alternativas que sean tanto eficientes como ecológicamente responsables. Los materiales biobasados, derivados de fuentes naturales, ofrecen una opción sostenible debido a su biodegradabilidad y disponibilidad.

¿Qué hace que esta tecnología sea innovadora en comparación con otras soluciones existentes para la remediación de aguas contaminadas?

Esta tecnología es innovadora en comparación con otras soluciones existentes debido a la combinación de biopolímeros y material bioinorgánico como agente de relleno, ayudando a amplificar sus características.

Un factor importante, por ejemplo, es que al utilizar materiales biobasados, el proceso tiene un menor impacto ambiental en comparación con los adsorbentes sintéticos. Además, puede ser parte de una economía circular, donde los materiales se obtienen de fuentes renovables o desechos biológicos.

También, la interacción entre los biopolímeros y el material de relleno puede mejorar la capacidad del adsorbente para capturar una amplia gama de contaminantes, como metales pesados, pesticidas o fármacos, de manera más eficiente que otros adsorbentes tradicionales y que estos materiales pueden tener la ventaja de ser regenerables o biodegradables, lo que permite su reutilización en múltiples ciclos de tratamiento sin generar grandes cantidades de residuos.

¿Qué tipos de antibióticos puede remover este bioadsorbente y cuál es su nivel de efectividad?

Hasta el momento hemos realizado pruebas con dos antibióticos, amoxicilina y oxitetraciclina, dos antibióticos altamente utilizados en medicina humana y veterinaria, demostrando una eficiencia que supera el 50% de remoción.

¿Cuáles son los principales componentes del bioadsorbente y cómo interactúan químicamente para remover los antibióticos?

Los principales componentes del biadsorbente están conformados por dos estructuras, una matriz de biopolímeros y partículas bioinorgánicas como agentes de relleno que nos ayudan a mejorar la estabilidad del material. La interacción entre los biopolímeros y el material de relleno puede mejorar la capacidad del adsorbente para capturar una amplia gama de contaminantes, como mejorar sus propiedades mecánicas y reusabilidad. Las principales interacciones están basadas por intercambio iónico, como también procesos de absorción debido a que tienen capacidad de hincharse levemente, lo que hace que el agua sirva como vehículo para que el antibiótico pueda quedar retenido en el material.

¿En qué etapa de desarrollo se encuentra actualmente esta tecnología? ¿Ya se ha probado en condiciones reales?

Actualmente la tecnología alcanza un nivel de madurez tecnológica TRL 4 (por su sigla en inglés de Technological Readiness Level), y lo hemos probado en agua simuladas. Claramente nuestra idea es poder llegar a probar nuestro material en sistemas reales y, para esto, nuestro aliado en pruebas y que nos ha acompañado en este proyecto es Salmones Antártica (empresa que, a su vez, lidera el Programa Tecnológico para la Producción Local de Insumos Nutricionales para la Acuicultura, PTEC-INVA, el cual es impulsado por la Corporación de Fomento de la Producción de Chile, Corfo).

De igual manera, como grupo de investigación estamos en constante cambio con estudios a nivel de posgrado y postulando a proyectos para mejorar los materiales obtenidos y generar nuevos materiales cada vez más eficientes.

¿Qué desafíos técnicos enfrentaron durante el desarrollo del bioadsorbente y cómo los superaron?

Uno de los principales desafíos fue obtener la dimensionalidad de nuestros materiales y, por otra parte, la inserción de grupos funcionales a la matriz del polímero para brindar una polifuncionalidad al material que queríamos obtener.

¿Qué beneficios directos puede tener este bioadsorbente para la salud de los ecosistemas acuáticos?

Para abordar los beneficios directos de este bioadsorbente en la salud de los ecosistemas acuáticos, es importante considerar varios aspectos. Entre estos se encuentran la reducción de la contaminación: el bioadsorbente puede disminuir la presencia de antibióticos en sistemas acuáticos. Al reducir estos contaminantes, se mejora la calidad del agua, lo que promueve la salud de las especies acuáticas y los ecosistemas asociados.

Reducción de la bioacumulación: al disminuir la presencia de contaminantes antes de que puedan ser absorbidos por organismos acuáticos, este bioadsorbente ayuda a prevenir la bioacumulación de sustancias en la cadena alimentaria acuática, lo que podría tener efectos perjudiciales sobre la fauna y la salud humana.

Promoción de la biodiversidad: al reducir los efectos adversos de la contaminación, el bioadsorbente contribuye a la restauración de hábitats acuáticos saludables, lo que a su vez favorece la biodiversidad local y proporciona ambientes más aptos para las especies acuáticas nativas, entre otros muchos aspectos que pueden ayudar a la salud de los ecosistemas.

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