Biorremediación microbiana: qué es, cómo funciona y ejemplos
bacterias, generalidades, hongos, microbiología | 2 de noviembre de 2026 | 15 min de lectura | ¿Prefieres oír el artículo? ¡Dale al ▶︎!
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La biorremediación microbiana utiliza la actividad de microorganismos para tratar medios contaminados, como suelos y aguas subterráneas. Según el contaminante y las condiciones, puede favorecer su degradación, transformarlo o reducir su movilidad. Por eso, el resultado que se busca debe definirse antes de elegir el tratamiento.
Algunas bacterias pueden degradar componentes de los combustibles; otras intervienen en transformaciones que retienen metales en formas menos móviles. Son aplicaciones diferentes: degradar una molécula orgánica e inmovilizar un elemento requieren mecanismos y comprobaciones distintos.
Índice de contenidos
Qué es la biorremediación microbiana
La biorremediación engloba intervenciones que aprovechan procesos biológicos para alcanzar objetivos de recuperación ambiental. En su vertiente microbiana, los protagonistas son bacterias, hongos y comunidades de microorganismos, presentes en el lugar o incorporados durante el tratamiento.
Biodegradación y biorremediación no son sinónimos. La biodegradación es un proceso: los organismos descomponen o transforman sustancias. La biorremediación es su aplicación a un problema de contaminación, con un objetivo y una evaluación de resultados. Un hidrocarburo puede biodegradarse espontáneamente; decidir si esa actividad permite recuperar un suelo exige estudiar el emplazamiento.
La fitorremediación utiliza plantas y puede incluir la colaboración de microorganismos asociados a sus raíces. Ambas aproximaciones se relacionan, pero no son intercambiables: la planta puede captar o transformar sustancias, mientras que los microorganismos de la rizosfera pueden degradarlas gracias a condiciones favorecidas por las raíces.
Estas aplicaciones se conectan con los procesos de la microbiología industrial, aunque tratar un acuífero presenta dificultades de distribución y control distintas de las de un cultivo en un reactor.
Cómo actúan los microorganismos sobre los contaminantes
El efecto depende de qué sustancia está presente y de qué transformaciones son posibles. Transformar, mineralizar e inmovilizar describen resultados diferentes: ninguno debería utilizarse como sustituto automático de «eliminar la contaminación».
Biodegradación y transformación de compuestos orgánicos
Algunos microorganismos emplean contaminantes orgánicos como fuentes de carbono o energía. En procesos aerobios, el oxígeno interviene en el metabolismo y pueden generarse dióxido de carbono, agua y biomasa. La mineralización implica la conversión del compuesto orgánico en productos inorgánicos; una transformación parcial puede detenerse antes de alcanzar ese resultado.
La falta de oxígeno no excluye toda biodegradación. Existen transformaciones anaerobias, incluidas rutas de descloración que retiran átomos de cloro de determinados compuestos. En estos sistemas importan las transferencias de electrones y las condiciones que permiten a las poblaciones implicadas mantener su actividad.
También puede producirse cometabolismo: una enzima generada al metabolizar otro sustrato transforma el contaminante, sin que este aporte directamente el carbono o la energía que sostienen el crecimiento. Por tanto, no todos los microorganismos utilizados en biorremediación «se alimentan» del contaminante.
La desaparición del compuesto inicial tampoco demuestra por sí sola una mejora ambiental. Durante la degradación de algunos disolventes clorados pueden acumularse intermediarios problemáticos, como el cloruro de vinilo. Hay que conocer la ruta y comprobar sus productos.
Inmovilización y cambios de movilidad de metales
Los metales no se biodegradan. La actividad microbiana puede modificar su estado de oxidación o generar condiciones que favorezcan su retención, pero no destruye el elemento.
Una posibilidad es la precipitación, que incorpora el metal a un sólido poco soluble. Por ejemplo, los sulfuros producidos por microorganismos reductores de sulfato pueden reaccionar con determinados metales disueltos. También puede intervenir la sorción, es decir, su retención en superficies, incluidas las de materiales biológicos o minerales.
Reducir la fracción disuelta puede limitar el transporte y la exposición. Sin embargo, el contaminante continúa en el sistema: la estabilidad de esa retención y su comportamiento ante cambios del medio forman parte del objetivo de seguimiento.
Qué microorganismos intervienen
Las bacterias participan en numerosas aplicaciones, desde la transformación de hidrocarburos hasta la descloración de disolventes. Su utilidad depende de capacidades concretas de las cepas y de que puedan expresarlas en el medio tratado. Identificar un género asociado a biodegradación no demuestra que cualquier miembro elimine cualquier contaminante.
Los hongos también aportan capacidades de interés. Algunos hongos de podredumbre blanca producen enzimas extracelulares capaces de transformar determinados compuestos orgánicos persistentes. Esta aplicación, conocida como micorremediación, puede integrarse en biopilas u otros sistemas; su eficacia debe comprobarse para cada combinación de suelo, contaminante y condiciones.
Con frecuencia resulta más útil estudiar consorcios microbianos que buscar una única especie. Diferentes poblaciones pueden aportar etapas complementarias de una transformación. El ensayo con el consorcio KB-1, descrito más adelante, muestra cómo una comunidad añadida permitió avanzar más allá de la descloración parcial observada inicialmente.
La selección parte, por tanto, de una pregunta funcional: qué actividad falta o está limitada y qué evidencia existe de que esa comunidad puede realizarla.
Bioestimulación, bioaumentación y atenuación natural monitorizada
Estas estrategias describen formas de favorecer o aprovechar procesos presentes en el medio. No constituyen una escala en la que añadir más organismos siempre dé mejores resultados.
La bioestimulación modifica las condiciones para favorecer a las poblaciones capaces de realizar la transformación buscada. Puede corregir una limitación de nutrientes o de disponibilidad de oxígeno, o aportar un donador de electrones para un proceso anaerobio.
La bioaumentación incorpora microorganismos seleccionados. Puede aportar una capacidad insuficiente en la comunidad local, pero requiere que las células sobrevivan, alcancen la zona contaminada y mantengan su actividad. Con frecuencia se combina con bioestimulación para preparar unas condiciones adecuadas.
La atenuación natural monitorizada evalúa si los procesos naturales permiten alcanzar los objetivos del emplazamiento. Incluye biodegradación, pero también procesos físicos y químicos, como dilución, dispersión o sorción. No toda reducción de concentración atribuida a atenuación natural es una destrucción biológica del contaminante.
| Estrategia | Qué se hace | Qué debe comprobarse |
|---|---|---|
| Bioestimulación | Se ajustan las condiciones del medio | Que se favorece la transformación necesaria |
| Bioaumentación | Se añaden microorganismos seleccionados | Que sobreviven y contribuyen al tratamiento |
| Atenuación natural monitorizada | Se caracterizan y siguen procesos naturales | Que permiten alcanzar los objetivos y controlar la migración |
Monitorizar exige estudiar la evolución y disponer de criterios para intervenir si el comportamiento deja de ser aceptable. La elección no consiste simplemente en esperar.
Biorremediación in situ y ex situ
Esta clasificación responde a dónde se realiza el tratamiento, mientras que bioestimulación y bioaumentación explican cómo se interviene sobre la actividad microbiana.
En la biorremediación in situ, el suelo permanece en su posición y el agua se trata dentro del acuífero. Se evita su extracción, aunque resulta más difícil distribuir uniformemente los materiales añadidos y conocer qué sucede en todas las zonas.
En la biorremediación ex situ, se excava el suelo o se extrae el agua antes de tratarlos. El proceso puede desarrollarse dentro del propio emplazamiento: ex situ no significa necesariamente transportarlo a otra instalación.
Las biopilas son un ejemplo de tratamiento ex situ. El suelo excavado se coloca sobre una base impermeable y se controla la aireación, la humedad y otras condiciones. También se prevé la gestión de lixiviados y gases cuando el material lo requiere.
1. ¿Dónde se trata?
- In situ: en el terreno o acuífero.
- Ex situ: tras excavar el suelo o extraer el agua.
2. ¿Cómo se interviene?
- Bioestimulación: se modifican las condiciones del medio.
- Bioaumentación: se añaden microorganismos.
- Atenuación natural monitorizada: se evalúan y siguen procesos naturales en el emplazamiento.
Ejemplos de combinación: airear una biopila de suelo excavado es bioestimulación ex situ; introducir un consorcio en un acuífero es bioaumentación in situ.
Los dos criterios se complementan. Bioestimulación y bioaumentación pueden combinarse; la atenuación natural monitorizada incluye procesos biológicos y no biológicos y se aplica in situ.
Qué condiciones determinan que funcione
La presencia de microorganismos degradadores es solo una parte del problema. También deben coincidir las condiciones que permiten su actividad y el contacto con el contaminante.
- Biodisponibilidad. Una sustancia retenida en partículas o atrapada en poros puede resultar poco accesible, aunque se detecte en un análisis del suelo.
- Nutrientes. Un exceso de carbono procedente de un combustible no garantiza que haya nitrógeno y fósforo suficientes para sostener la actividad microbiana.
- Condiciones redox. Deben existir los donadores y aceptores de electrones que necesita la transformación buscada.
- Humedad, pH y temperatura. Condicionan el metabolismo y el transporte de sustancias; no existe un intervalo óptimo universal para todos los tratamientos.
- Estructura del medio. Las diferencias de permeabilidad pueden hacer que una enmienda alcance unas zonas y apenas llegue a otras.
En un proceso aerobio, aportar oxígeno puede ser decisivo. También hay que comprobar que llega a la zona objetivo: introducir aire en un punto no demuestra que toda la contaminación esté sometida a condiciones aerobias.
En una transformación anaerobia, el criterio cambia. Nuestro artículo sobre respiración anaerobia desarrolla los fundamentos de los aceptores alternativos; su aplicación ambiental requiere identificar qué proceso se quiere favorecer.
Ejemplos de biorremediación en suelos y aguas
Los ejemplos permiten relacionar contaminante, mecanismo y resultado, siempre que se conserve su escala de evidencia. Un ensayo piloto demuestra lo sucedido bajo unas condiciones concretas; no establece una eficacia universal.
Suelos afectados por hidrocarburos
Simpanen y colaboradores compararon bioestimulación, oxidación química y atenuación natural en un ensayo piloto de 16 meses, diseñado a partir de un accidente con combustibles. Utilizaron lisímetros: unidades de suelo que permiten recoger y estudiar el agua que lo atraviesa.
La bioestimulación favoreció la degradación de fracciones accesibles y redujo la salida de contaminantes hacia el agua frente a los otros tratamientos. El resultado combinaba el análisis del suelo con el de los lixiviados, en vez de limitarse a observar cambios superficiales.
Se trataba de una contaminación simulada y un diseño piloto bajo condiciones naturales. La conclusión respalda la estrategia ensayada, pero no permite asegurar que cualquier suelo con gasóleo responda igual ni que la oxidación química sea siempre inadecuada (Simpanen et al., 2016).
Aguas subterráneas con contaminantes orgánicos
En un estudio de la base Kelly, en Estados Unidos, se combinaron microcosmos de laboratorio con un ensayo piloto de campo para tratar tetracloroeteno, o PCE. La estimulación inicial produjo una descloración parcial; después se añadió el consorcio KB-1, con microorganismos relacionados con Dehalococcoides.
En el área piloto, la evolución de los compuestos clorados y la formación de eteno respaldaron una transformación más completa. La producción de eteno ayudaba a interpretar la pérdida del contaminante, en lugar de atribuirla únicamente a una bajada de concentración. El resultado correspondía a la zona ensayada, no a una declaración de recuperación de todo el acuífero (Major et al., 2002).
En España, el Gobierno de Aragón describe investigaciones sobre consorcios de los emplazamientos afectados por hexaclorociclohexano y sobre biorremediación en el acuífero de Bailín. Esa documentación acredita líneas de trabajo; por sí sola no demuestra una descontaminación completa ni proporciona una eficacia extrapolable (Gobierno de Aragón, s. f.).
Medios contaminados con metales
En Rifle, Colorado, un ensayo de campo añadió acetato al subsuelo de un acuífero contaminado con uranio. La disminución inicial del uranio disuelto coincidió con un enriquecimiento de Geobacter, compatible con su participación en la reducción de U(VI) a formas menos solubles de U(IV).
La respuesta cambió durante el experimento: al modificarse las condiciones y la comunidad microbiana, aumentó de nuevo el uranio disuelto en parte de la zona monitorizada. El caso muestra tanto la viabilidad de la intervención como la dificultad de mantenerla.
El objetivo era retirar uranio de la fase acuosa mediante inmovilización, no destruirlo ni eliminar su radiactividad. Tampoco debe atribuirse automáticamente aquel repunte a una causa distinta de la documentada en el estudio (Anderson et al., 2003).
Cómo se comprueba el resultado de una biorremediación
La evaluación comienza definiendo qué debe mejorar: la masa de un compuesto, su concentración disuelta, su movilidad o el riesgo de exposición. Esos objetivos pueden requerir medidas diferentes.
Conviene comparar varias líneas de evidencia. En aguas subterráneas, las concentraciones se interpretan junto con el flujo y la distribución espacial: una bajada en un pozo puede deberse a redistribución o dilución. El seguimiento debe comprobar también que la zona contaminada no se desplaza hacia receptores vulnerables.
Los ensayos de tratabilidad permiten estudiar el contaminante inicial, sus productos y la respuesta de las poblaciones microbianas antes de extender el tratamiento. Un diseño con comparaciones adecuadas ayuda a separar el efecto de la intervención de los cambios que ocurren sin ella.
La medida debe corresponder al objetivo. Si interesa demostrar mineralización, no basta con registrar que desaparece la molécula inicial. Si se persigue inmovilización, una medida puntual del agua no describe toda la estabilidad futura. Y si el objetivo es reducir toxicidad, hay que evaluar esa propiedad o los riesgos pertinentes: no se deduce exclusivamente de una disminución global de hidrocarburos.
La detección de un microorganismo o de un gen aporta información sobre el potencial del sistema; no obstante, necesita interpretarse junto con la evidencia de transformación y el comportamiento del emplazamiento.
Ventajas y límites de la biorremediación microbiana
Su principal utilidad es aprovechar capacidades biológicas para tratar contaminantes bajo condiciones en las que pueden mantenerse y verificarse. Algunas aplicaciones in situ permiten reducir la excavación y el movimiento de materiales; los tratamientos ex situ ofrecen otras posibilidades de control.
Sin embargo, un proceso biológico no es automáticamente más barato ni más sostenible. La instalación, el suministro de aire o enmiendas, el bombeo, el agua consumida y el seguimiento también tienen costes e impactos. Su valoración exige comparar el tratamiento completo con las alternativas.
Las limitaciones cambian entre tecnologías. Una biopila requiere gestionar el material excavado y sus emisiones; una intervención en un acuífero debe resolver la distribución del tratamiento. La combinación de contaminantes puede exigir varias etapas, y un resultado obtenido en laboratorio puede perder eficacia al aumentar la escala.
La biorremediación resulta útil cuando existe una transformación o retención viable, se crean las condiciones necesarias y se comprueba que se alcanza el objetivo ambiental. La elección se apoya en esa relación entre mecanismo, emplazamiento y evidencia, no en atribuir a los microorganismos una capacidad universal de descontaminación.
Referencias
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