Los girasoles se utilizan para limpiar áreas contaminadas después de los desastres nucleares porque pueden absorber y almacenar altas concentraciones de isótopos radiactivos en sus tallos y hojas.
Los jardineros experimentados saben que no es el mejor momento para trabajar en sus jardines durante un apocalipsis zombie. Sin embargo, si has jugado a Plants vs. Zombies, sabrás que plantar plantas que puedan derrotar a los zombies es esencial para proteger tu césped.
Le dije a mi hermana, que estaba ocupada plantando girasoles digitales, que los girasoles son el símbolo internacional del desarme nuclear. Apartó la mirada de su pantalla y me preguntó por qué.
Le expliqué que en 1996, cuando Ucrania se convirtió en un estado no nuclear, se plantaron girasoles en una base de misiles para celebrar este hito. Desde entonces, los girasoles se han convertido en un símbolo de un mundo libre de armas nucleares. Pero hay más en la historia. Se ha descubierto que plantar girasoles después de un accidente nuclear puede ayudar a limpiar las áreas contaminadas bajo las condiciones adecuadas.
Utilizando girasoles para limpiar Chernóbil
Después del desastre de la central nuclear de Chernóbil, que liberó más de 100 elementos radiactivos en el medio ambiente, se plantaron girasoles en gran medida para eliminar los isótopos radiactivos de los sitios afectados. Este enfoque se conoce como fito-remediación, que utiliza plantas para desintoxicar el medio ambiente.
Sitio abandonado en Pripyat, Chernóbil (Crédito de la foto: Fotokon/Shutterstock)
El proyecto de girasoles de Chernóbil comenzó en 1994 cuando una empresa de Nueva Jersey plantó girasoles en una balsa flotante para absorber los isótopos radiactivos del agua. El experimento tuvo lugar en un estanque de 75 m2 ubicado a 1 km de la central de Chernóbil.
Las plantas absorbieron selectivamente el radiocesio (137Cs) y el radioestróncio (90Sr) del agua, y en diez días, se eliminó aproximadamente el 95% de los radionúclidos. La mayor parte del 137Cs se quedó en las raíces, mientras que el 90Sr se trasladó a los tallos. Los girasoles no descompusieron los radionúclidos; en su lugar, fueron quemados y los desechos radiactivos se eliminaron de manera segura.
Limpiando sitios contaminados con girasoles: El hiperacumulador
La vida en la Tierra se originó cuando los niveles de radiación eran mucho más altos que ahora. Las plantas evolucionaron mecanismos para sobrevivir en condiciones adversas, incluida la capacidad de absorber y eliminar sustancias tóxicas y radiactivas.
Los girasoles tienen la notable capacidad de absorber grandes cantidades de elementos tóxicos como el 137Cs y el 90Sr, que estaban presentes en el suelo y los estanques alrededor de la central eléctrica. Debido a su excepcional capacidad de absorción de metales, los girasoles son conocidos como hiperacumuladores.
Las plantas hiperacumuladoras se pueden utilizar para la fito-remediación (Crédito de la foto: Townie/Wikimedia commons)
No todas las plantas pueden sobrevivir después de absorber toxinas, pero los girasoles pueden aislar los contaminantes y seguir creciendo debido a su gran biomasa y rápida tasa de crecimiento.
Ciertos isótopos radiactivos tienen propiedades similares a los nutrientes esenciales que las girasoles normalmente absorben del suelo. Por ejemplo, el cesio imita al potasio, que es importante para la fotosíntesis, y el estroncio imita al calcio, que es necesario para el crecimiento y desarrollo de las plantas. Los girasoles absorben fácilmente el cesio y el estroncio, confundiéndolos con estos nutrientes esenciales.
Los girasoles tienen la capacidad de transportar los contaminantes radiactivos absorbidos desde sus raíces hasta sus tallos, donde se concentran en la biomasa de la planta y se convierten en formas basadas en carbono. La biomasa de los girasoles maduros se puede eliminar mediante la pirólisis, un proceso que quema el carbono orgánico de la planta y deja residuos radiactivos. Estos residuos se pueden convertir en vidrio mediante la vitrificación y almacenarse de forma segura bajo tierra.
Sin embargo, existe el riesgo de que animales o aves ingieran plantas hiperacumuladoras como los girasoles, lo que provoca la propagación de la contaminación a través de la cadena alimentaria. Para mitigar este riesgo, los girasoles suelen ser cosechados antes de que comiencen a producir semillas, ya que el objetivo es eliminar la biomasa que contiene los contaminantes. Una vez que las plantas entran en la etapa de floración y producción de semillas, su crecimiento vegetativo disminuye, lo que resulta en niveles más bajos de tejido cosechable para el almacenamiento de contaminantes.
En el caso del desastre de Chernobyl, se utilizaron girasoles para descontaminar el agua con resultados favorables. Sin embargo, la limpieza del suelo fue menos efectiva debido a que el radiocesio estaba unido a las partículas del suelo, lo que dificultaba su extracción. En Fukushima, Japón, también se plantaron girasoles después del desastre nuclear en 2013. Sin embargo, los esfuerzos de fitoremediación utilizando girasoles no tuvieron éxito, probablemente porque la variedad de girasol utilizada en Fukushima no tenía la capacidad de extraer cesio del suelo.
Este fracaso resaltó la importancia de seleccionar especies vegetales con las características adecuadas para la fitoremediación. Estas plantas deben ser tolerantes a altas concentraciones de contaminantes, acumular una cantidad significativa del contaminante objetivo en sus tejidos y tener un crecimiento rápido y una alta producción de biomasa. Otras plantas como la mostaza de campo, el amaranto y el celosia también se han utilizado para la fitoremediación.
Para descontaminar las capas superiores del suelo, que suelen ser las más afectadas por la radiación después de un desastre nuclear, Japón ha intentado excavar los desechos nucleares mediante la eliminación de estas capas. El suelo excavado se almacena luego en bolsas de plástico para su eliminación fuera del sitio. Este método es caro y peligroso, ya que implica el transporte de material contaminado a otro lugar, aumentando el riesgo de contaminación secundaria.
Suelo tomado de áreas contaminadas en Fukushima (Crédito de la foto: Nishi81/Shutterstock)
Si bien el uso de girasoles para limpiar sitios contaminados parece ser un método prometedor, hay varios factores que afectan la eficacia con la que la planta puede extraer contaminantes. En primer lugar, los girasoles no tienen la misma afinidad por todos los metales, lo que significa que no pueden remediar completamente las áreas contaminadas por sí solos. Necesitan ser plantados junto con otros hiperacumuladores que tengan diferentes preferencias de metales.
Además, la fitorremediación funciona mejor en áreas donde la contaminación está cerca de la superficie. Otros factores, como las características de los desechos radiactivos y la concentración deseada de radionúclidos en los desechos, también impactan el proceso.
Otra razón para estudiar la fitorremediación utilizando girasoles es que el material vegetal cosechado podría usarse para producir energía. La fitorremediación lleva tiempo, pero la biomasa contaminada de girasoles puede utilizarse económicamente para producir biocombustible, reduciendo así el costo de la remediación.
Desde elevar el ánimo de las personas hasta eliminar toxinas del suelo y el agua, los girasoles brillan con una brillantez que exige admiración. Con su potencial para purificar el medio ambiente, los girasoles son más que solo flores; las innumerables posibilidades asociadas con su biología apenas comienzan a ser comprendidas. La investigación es crucial para desbloquear el futuro potencial de los girasoles como fitoremediadores.