La biotecnología y el medio ambiente

La biotecnología

La biotecnología se refiere a toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos. Dichos organismos pueden estar o no modificados genéticamente por lo que no hay que confundir Biotecnología con Ingeniería Genética. La Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico define la biotecnología como la «aplicación de principios de la ciencia y la ingeniería para tratamientos de materiales orgánicos e inorgánicos por sistemas biológicos para producir bienes y servicios». Sus bases son la ingeniería, física, química, biología, medicina y veterinaria; y el campo de esta ciencia tiene gran repercusión en la farmacia, la medicina, la ciencia de los alimentos, el tratamiento de residuos sólidos, líquidos, gaseosos, la industria y la agricultura.

Probablemente el término fue acuñado por el ingeniero húngaro Károly Ereki, en 1919, cuando lo introdujo en su libro Biotecnología en la producción cárnica y láctea de una gran explotación agropecuaria.

Según el Convenio sobre Diversidad Biológica de 1992, la biotecnología podría definirse como «toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para usos específicos».
El Protocolo de Cartagena sobre Seguridad de la Biotecnología del Convenio sobre la Diversidad Biológica​ define la biotecnología moderna como la aplicación de:

• Técnicas in vitro de ácido nucleico, incluidos el ácido desoxirribonucleico (ADN) recombinante y la inyección directa de ácido nucleico en células u orgánulos.
• La fusión de células más allá de la familia taxonómica, que supere las barreras fisiológicas naturales de la reproducción o de la recombinación y que no sean técnicas utilizadas en la reproducción y selección tradicionales.
• La experiencia reciente ha demostrado que se pueden obtener con una baja probabilidad resultados aleatorios no reproducibles en el proceso de modificación génica , por lo que la comunidad científica se está postulando por la clasificación específica de este tipo de productos y la creación de un protocolo que garantice la seguridad de todos los supuestos resultados inesperados probables.

Aplicaciones de la biotecnología al medio ambiente

La biotecnología ambiental se ocupa de la aplicación de los procesos biotecnológicos para proteger y mantener la calidad del medio ambiente.
En la actualidad, las principales aplicaciones concretas de la biotecnología para la mejora del medio ambiente son las siguientes:

• Eliminación de metales pesados.
• Eliminación de las mareas negras.
• Obtención de energía no contaminante.
• Tratamientos de residuos urbanos e industriales.
• Tratamientos de diferentes tipos de contaminación asociados a la industria del petróleo.
• Tratamiento de la contaminación producida por herbicidas, pesticidas e insecticidas.
• Ensayos sobre la toxicidad de diversos compuestos en la naturaleza.
• Detección de metales.
• Separaciones selectivas de mezclas de hidrocarburos

Microorganismos y medio ambiente

Diversas técnicas biotecnológicas permiten resolver, de diferentes y novedosas maneras, el problema de la contaminación ambiental. Se pueden utilizar diversos microorganismos para afrontar problemas de tratamiento y control de la contaminación química en Icis ecosistemas, ya que algunos de ellos, principalmente bacterias, tienen la capacidad de eliminar del medio o degradar con enzimas gran número de compuestos tóxicos y peligrosos.
En la actualidad en los laboratorios se están creando bacterias, levaduras y enzimas específicas para conseguir la degradación de los residuos mediante las siguientes técnicas:

• Biometanización. Es un proceso de digestión anaerobia (sin oxígeno) de la materia orgánica por microorganismos, que la descomponen dando lugar a una mezcla de gases, principalmente metano y dióxido de carbono.
• Lagunas de estabilización. Se utilizan bacterias y algas para depurar residuos líquidos por procesos naturales.
• Filtros percoladores. Con filtros que contienen una población de microorganismos que degradan la materia orgánica que haya en el residuo.

Eliminación de metales pesados

Los iones metálicos de los elementos pesados (por ejemplo, manganeso, mercurio, cinc, níquel, cobre, plomo) movilizados por la acción humana en distintos ecosistemas constituyen el tipo de contaminación más grave del planeta. Los efectos contaminantes de los metales pesados superan en cuantía la suma de todos los demás tipos de contaminación química. Gracias a la ingeniería genética se han desarrollado bacterias que pueden vivir en presencia de metales pesados y eliminarlos mediante diversas reacciones químicas.

Control de las mareas negras

Se llama marea negra al vertido masivo de petróleo debido a un accidente. Estos accidentes suelen suceder durante el transporte del petróleo en grandes barcos, por lo que se produce un vertido al mar de miles de toneladas de crudo cuyas consecuencias son muy negativas en los ecosistemas, incluso a largo plazo.

Es posible utilizar bacterias que digieren los hidrocarburos que forman el petróleo y los transforman en sustancias químicas nada o menos contaminantes. Aunque generalmente cada tipo de bacteria utiliza una clase de hidrocarburo, se intenta combinar las características de varias bacterias para conseguir una bacteria recombinante capaz de transformar muchos hidrocarburos diferentes.

Producción de energía no contaminante

Las personas necesitamos obtener energía de la naturaleza y, además, esta necesidad va unida al deseo de buscar fuentes energéticas no contaminantes. Una de estas fuentes es el gas metano.

Es posible producir metano utilizando como materia prima aguas residuales, algas y bacterias.

Las aguas residuales se acumulan en charcos poco profundos, donde crecen las algas. Las algas se cosechan de vez en cuando y se colocan en un contenedor llamado digestor. Dentro del digestor las bacterias se alimentan de las algas y producen metano.

Otra posibilidad consiste en cultivar algas marinas en tierra firme, en el interior de reactores transparentes que utilizan la energía solar. Así se pueden aprovechar ciertos productos elaborados por las algas, como oxígeno y ácidos grasos.