Los humedales artificiales eliminan hasta el 91,9% de determinados contaminantes de las aguas residuales

La combinación de plantas y microorganismos en humedales artificiales ofrece nuevas posibilidades para mejorar el tratamiento sostenible de las aguas residuales. Una revisión científica difundida por la Dirección General de Medio Ambiente de la Comisión Europea ha analizado los mecanismos biológicos que intervienen en estos sistemas y ha identificado diferentes estrategias capaces de incrementar la eliminación de contaminantes convencionales y emergentes.

El trabajo reúne los resultados de 539 estudios publicados entre enero de 2000 y mayo de 2025 y examina especialmente la interacción entre las raíces de las plantas y las comunidades microbianas responsables de degradar o transformar sustancias contaminantes.

Los humedales artificiales constituyen una solución basada en la naturaleza que combina vegetación, sustratos y microorganismos para tratar aguas residuales de origen urbano, rural, industrial o acuícola. Además de contribuir a la depuración, estos sistemas pueden favorecer la biodiversidad, proporcionar hábitats y mejorar la resiliencia frente a inundaciones.

La interacción entre raíces y microorganismos mejora la depuración

Según la revisión, los humedales artificiales han demostrado eficiencias medias de eliminación de entre el 76,9 % y el 91,9 % para distintos contaminantes, entre ellos nitrógeno, fósforo, metales pesados, antibióticos e hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP).

Una parte importante de estos resultados se debe a la actividad de los microorganismos. Los procesos de biorremediación microbiana representan, según los estudios analizados, el 90,5 % de la eliminación de antibióticos y el 60,9 % de la eliminación de HAP.

La presencia de vegetación también resulta determinante. Los investigadores han observado que las plantas pueden incrementar la eficiencia media de eliminación de contaminantes hasta un 11,3 %, aunque su contribución principal no procede de la absorción directa de sustancias, sino de su capacidad para favorecer la actividad microbiana.

La actividad microbiana representa el 90,5 % de la eliminación de antibióticos y el 60,9 % de la eliminación de hidrocarburos aromáticos policíclicos en los humedales analizados

Las raíces liberan oxígeno y diferentes compuestos orgánicos que proporcionan energía y nutrientes a los microorganismos, favoreciendo su crecimiento y su capacidad para transformar contaminantes.

La revisión también destaca que las plantas sometidas a situaciones de estrés pueden liberar metabolitos que atraen microorganismos beneficiosos. Estas bacterias pueden contribuir a la nutrición vegetal, proteger frente a patógenos o formar biopelículas sobre las raíces. Sin embargo, los autores señalan que este mecanismo, ampliamente estudiado en suelos, todavía necesita una mayor investigación en humedales artificiales.

La incorporación de bacterias específicas puede aumentar la eliminación de contaminantes

Entre las estrategias analizadas destaca la bioaumentación, una técnica que consiste en introducir microorganismos seleccionados por su capacidad para degradar determinadas sustancias.

Los resultados recopilados indican que esta intervención puede mejorar la eliminación de contaminantes convencionales hasta un 16,6 % y la de contaminantes emergentes hasta un 64,3 %. No obstante, los investigadores advierten de que buena parte de estas mejoras se ha observado en experimentos de laboratorio de corta duración, por lo que todavía deben validarse en instalaciones reales.

Otra posibilidad consiste en incorporar conjuntamente plantas y bacterias asociadas a ellas, procedentes de raíces, tallos u otros tejidos vegetales. Esta combinación ha permitido incrementar las tasas de eliminación hasta un 14,8 %, posiblemente porque estos microorganismos presentan una mejor adaptación a las condiciones de los humedales.

La bioaumentación con microorganismos seleccionados ha logrado mejoras de hasta el 64,3% en la eliminación de contaminantes emergentes, aunque los resultados deben validarse a mayor escala

La revisión también analiza la inmovilización de bacterias sobre materiales de soporte, una técnica destinada a evitar su arrastre por el agua y protegerlas frente a condiciones ambientales desfavorables, como cambios extremos de temperatura o pH.

Según los resultados, esta estrategia puede mejorar las tasas de biorremediación hasta un 21,2 % respecto al empleo de bacterias libres. Los investigadores apuntan a tecnologías como la impresión 3D como posibles herramientas para desarrollar nuevos soportes, aunque reconocen que su aplicación todavía presenta dificultades técnicas.

Los investigadores piden validar las técnicas y evaluar sus riesgos

Pese a los resultados obtenidos, la revisión identifica importantes limitaciones para trasladar estas estrategias a sistemas de depuración a escala real. Una de ellas es la dificultad de conseguir que los microorganismos introducidos se establezcan de forma estable en los humedales, debido a la competencia con otras especies presentes.

Los autores consideran necesario profundizar en el desarrollo de consorcios microbianos, formados por diferentes bacterias que actúen conjuntamente en la degradación de contaminantes.

También advierten de los posibles riesgos asociados al uso de bacterias capaces de degradar antibióticos, especialmente por su potencial contribución a la propagación de genes de resistencia a los antibióticos. Aunque existen herramientas de biología sintética que podrían ayudar a reducir estos riesgos, su utilización en humedales artificiales requiere nuevas evaluaciones de seguridad y estabilidad.

La investigación concluye que las interacciones entre plantas y microorganismos ofrecen un amplio margen para mejorar la eficiencia de los humedales artificiales, pero subraya la necesidad de desarrollar ensayos piloto y estudios de campo que permitan comprobar la eficacia y seguridad de estas técnicas en condiciones reales de tratamiento de aguas residuales.