Investigadores de la Universidad de Missouri desarrollaron una cianobacteria diseñada para producir limoneno, el mismo compuesto que da aroma a los cítricos. Ese cambio vuelve más hidrofóbica su superficie y permite que se una a microplásticos en el agua. En laboratorio, la plataforma removió 91,4% de microplásticos de poliestireno en una hora y abrió una posible ruta para integrar descontaminación, tratamiento de aguas residuales y producción de nuevos materiales.
ChileBio / 11 de mayo, 2026.- Los microplásticos se han vuelto un contaminante silencioso. No siempre se ven, pero están presentes en ambientes acuáticos, aguas residuales y organismos que forman parte de la cadena alimentaria. Su tamaño es precisamente lo que los vuelve tan complejos: muchas tecnologías de tratamiento de agua pueden retener partículas grandes de plástico, pero dejan pasar fragmentos mucho más pequeños.
Frente a ese desafío, la profesora Susie Dai, investigadora de la Universidad de Missouri, desarrolló una estrategia biotecnológica que utiliza una cianobacteria modificada genéticamente para capturar microplásticos y facilitar su separación del agua. La investigación fue publicada en Nature Communications y plantea una idea ambiciosa: no solo retirar estas partículas, sino también aprovechar la biomasa resultante para producir materiales compuestos.
Aunque la comunicación institucional habla de “algas”, el organismo usado corresponde más precisamente a una cianobacteria fotosintética, Synechococcus elongatus UTEX 2973. El equipo la eligió porque crece rápido y puede cultivarse en condiciones compatibles con aplicaciones biotecnológicas y de tratamiento de aguas.
Cómo funciona: una superficie que atrae microplásticos
El principio detrás de la tecnología es simple, pero potente. Los investigadores modificaron genéticamente la cianobacteria para que produzca limoneno, un aceite natural volátil presente en los cítricos. Ese compuesto cambia las propiedades de la superficie celular y la vuelve más repelente al agua, es decir, más hidrofóbica.
Esa modificación es clave porque muchos microplásticos también presentan superficies hidrofóbicas. Cuando las células modificadas se encuentran con esas partículas en el agua, ambas superficies tienden a unirse. Se forman agregados o grumos, estos se hunden y generan una capa de biomasa que puede recolectarse con mayor facilidad. La Universidad de Missouri lo describe como una unión “como imanes” entre las algas diseñadas y los microplásticos.
En términos prácticos, la cianobacteria actúa como una especie de “pegamento biológico” que concentra partículas dispersas y ayuda a retirarlas del agua. El sistema fue bautizado como RUMBA, por remediation and upcycling of microplastics by algae, una plataforma que combina remediación, valorización de plásticos, tratamiento de aguas residuales y producción de biomasa.
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El resultado principal: 91,4% de remoción en una hora
El dato más destacado del estudio es que la plataforma removió 91,4% de microplásticos de poliestireno en una hora, con una capacidad aproximada de 0,1 gramos de microplástico por gramo de biomasa seca. En otra prueba, 40 miligramos de cianobacterias modificadas fueron suficientes para remover 83,7% de 5 miligramos de microplásticos de poliestireno de 200 nanómetros.
Los investigadores también evaluaron otros polímeros, como PET y polietileno. En esos casos, las partículas eran más grandes —menores a 300 micrones para PET y de 32 a 38 micrones para polietileno—, por lo que el equipo no aplicó el mismo ensayo cuantitativo de sedimentación usado con poliestireno. En cambio, usó microscopía y observó interacciones claras entre las cianobacterias modificadas y esos microplásticos, mientras que las células no modificadas casi no se adherían a ellos.
Más que capturar plástico: limpiar aguas residuales mientras crece
La innovación no se limita a retirar partículas plásticas. La cianobacteria diseñada también puede crecer en aguas residuales y alimentarse de nutrientes presentes en ellas. Eso abre una posibilidad especialmente interesante: usar un mismo sistema para capturar microplásticos, reducir nutrientes y producir biomasa.
La propia Susie Dai lo resume como un enfoque de tres frentes: remover microplásticos, limpiar aguas residuales y transformar el material recuperado en productos útiles. En la comunicación de la Universidad de Missouri, la investigadora explicó:
“Al remover los microplásticos, limpiar las aguas residuales y eventualmente usar los microplásticos removidos para crear productos bioplásticos útiles, podemos abordar tres problemas con un solo enfoque. Aunque nuestra investigación todavía está en etapas tempranas, nuestra meta final es integrar este nuevo proceso a las plantas de tratamiento de aguas residuales existentes, de modo que las ciudades puedan limpiar su agua con mayor eficacia, reducir la contaminación y crear productos útiles al mismo tiempo”.
El paper profundiza esa idea con datos experimentales. En muestras de aguas residuales, la cepa modificada removió nitrato, amonio y fosfato. En cinco días, logró remover 47,4% del nitrato en influente y 97,5% en efluente, además de retirar casi por completo el amonio del influente. También redujo 34,6% del fosfato en influente y 37,8% en efluente. Cuando los investigadores agregaron medio de crecimiento BG11, la remoción de amonio y fosfato aumentó casi a 100% en ambas muestras.
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Ensayos en fotobiorreactor: resultados promisorios
El equipo también integró captura de microplásticos, tratamiento de aguas residuales y producción de biomasa en un fotobiorreactor personalizado. Allí agregó 0,05 gramos de microplásticos de poliestireno a 500 mililitros de medio preparado con muestras de aguas residuales. Después de cinco días, la cepa modificada removió 35,8% de los microplásticos en condiciones de influente y 54,3% en condiciones de efluente. Al mismo tiempo, removió 98,7% y 99,4% del nitrato, respectivamente, y produjo 2,46 g/L y 2,54 g/L de biomasa.
Cuando el cultivo se manejó en modo alimentado, o fed-batch, el desempeño mejoró. Al día 8, la remoción de microplásticos subió a 78,5% en influente y 88,6% en efluente, mientras la biomasa total alcanzó 3,80 g/L y 3,50 g/L. Sin embargo, extender el proceso hasta el día 9 aumentó la remoción de nutrientes, pero redujo la capacidad de capturar microplásticos, probablemente porque las condiciones limitaron la producción de limoneno y redujeron la hidrofobicidad celular.
Esa parte del estudio muestra algo importante: la plataforma no depende de un solo factor. Para que funcione bien, los investigadores deberán ajustar el equilibrio entre crecimiento celular, producción de limoneno, captura de microplásticos, remoción de nutrientes y recuperación de biomasa.
De residuo a material: el componente circular de la tecnología
Después de capturar los microplásticos, las cianobacterias sedimentan y generan una biomasa enriquecida con plástico. El equipo no trató ese material solo como un residuo; también lo exploró como materia prima para fabricar películas plásticas compuestas.
Ese enfoque cambia la lógica del tratamiento. En vez de retirar microplásticos y generar un desecho difícil de manejar, la plataforma busca convertir esa mezcla de biomasa y plástico en un material reutilizable. Según el estudio, los investigadores transformaron cianobacterias enriquecidas con microplásticos en compuestos plásticos con propiedades particulares, lo que abre una ruta de valorización para los contaminantes capturados.
El análisis ambiental y tecnoeconómico también entrega cifras relevantes. Si el sistema usa energía convencional, las emisiones estimadas van de 19,38 a 20,67 kg de CO₂ equivalente por kilogramo de bioplástico producido. Con energía renovable, el proceso podría usar netamente 3,21 kg de CO₂ por kilogramo de bioplástico. Y, si se considera el uso de biomasa residual para generación eléctrica, el escenario podría alcanzar emisiones negativas de -4,50 kg de CO₂ por kilogramo de bioplástico.
Escalar será el siguiente gran paso
Dai presentó el problema con claridad: los microplásticos están en casi todos los ambientes y muchas plantas de tratamiento no están diseñadas para capturarlos de manera efectiva.
“Los microplásticos son contaminantes que se encuentran en casi todos los ambientes, como estanques, lagos, ríos, aguas residuales y los peces que consumimos. Actualmente, la mayoría de las plantas de tratamiento de aguas residuales solo puede remover partículas grandes de plástico, pero los microplásticos son tan pequeños que se escapan y terminan en el agua potable, contaminando el ambiente y dañando los ecosistemas”.
La investigadora también recalcó que la propuesta todavía está en desarrollo. Su meta es que, con más investigación y escalamiento, el proceso pueda integrarse a plantas de tratamiento existentes y ayudar a las ciudades a limpiar mejor el agua mientras generan productos útiles a partir del material recuperado.
La Universidad de Missouri destaca que el laboratorio de Dai ya trabaja con biorreactores de mayor tamaño. De hecho, el equipo construyó un biorreactor de 100 litros llamado “Shrek”, usado para procesar gases industriales y apoyar la remoción de contaminación atmosférica. La investigadora espera construir versiones más grandes que, a futuro, puedan adaptarse al tratamiento de aguas residuales y a la remoción de otros contaminantes.
Ese salto será decisivo. Los resultados actuales son sólidos como prueba de concepto, pero todavía pertenecen al mundo experimental. Para avanzar hacia una aplicación real, el sistema deberá demostrar estabilidad, eficiencia, costos razonables y compatibilidad con operaciones de tratamiento de agua en condiciones más variables que las del laboratorio.
El propio estudio apunta en esa dirección: RUMBA permite integrar remoción de microplásticos, tratamiento de nutrientes y producción de biomasa, pero el proceso deberá optimizarse según la composición del agua residual, el tipo de microplástico y el objetivo productivo que se quiera priorizar.
- Fuente: University of Missouri / Mizzou Engineering — Lab-grown algae removes microplastics from water, publicada el 1 de febrero de 2026.
- Estudio: Long, B., Li, Q., Hu, C. et al. Remediation and upcycling of microplastics by algae with wastewater nutrient removal and bioproduction potential. Nature Communications 16, 11570, publicado el 22 de diciembre de 2025; versión de registro del 29 de diciembre de 2025; DOI: 10.1038/s41467-025-67543-5.