RNM-300 (UJA) Humedales, bioindicadores y soluciones naturales: ciencia para recuperar la salud de los ecosistemas acuáticos
Desde la eliminación de contaminantes farmacológicos hasta el estudio de microplásticos, este grupo de investigación trabaja en la conservación y restauración de ecosistemas acuáticos mediante soluciones basadas en la naturaleza. Su enfoque combina biodiversidad, ecotoxicología y economía circular para reducir el impacto de la actividad humana y avanzar hacia modelos más sostenibles en el uso del agua y los recursos naturales.
Francisco Guerrero, Gema Parra y Francisco Jiménez, del grupo de investigación RNM-300 Ecología y Biodiversidad de Sistemas Acuáticos de la Universidad de Jaén, nos explican las líneas que desarrollan, los datos obtenidos más relevantes y la importancia de pertenecer al Campus de Excelencia Internacional Agroalimentario ceiA3.
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¿Qué líneas de investigación realiza su grupo?
El grupo de investigación RNM-300 (Ecología y Biodiversidad de Sistemas Acuáticos) desarrolla varias líneas de investigación:
- Biodiversidad de sistemas acuáticos
- Estructura y dinámica de comunidades
- Bioindicadores
- Ecotoxicología acuática
- Restauración de ecosistemas acuáticos
- Evaluación de Soluciones Basadas en la Naturaleza (SbN)
- Sostenibilidad y educación ambiental
La línea de ecotoxicología acuática se ha combinado con la de Evaluación de Soluciones basadas en la Naturaleza, SbN, para la retirada de productos farmacológicos.
Las SbN ayudan a reducir la contaminación causada por el exceso de uso de productos agroquímicos (fertilizantes, pesticidas…), y estamos investigando cómo pueden ser útiles y eficaces en la retirada de productos farmacológicos. Esta línea pretende evaluar la reducción del riesgo toxicológico de determinados efluentes utilizando humedales artificiales, mejorados con distintas estrategias que van desde la incorporación de materiales adsorbentes como el biocarbón, hasta la modificación de condiciones de aerobiosis/anaerobiosis que aumenten las tasas de descomposición de las sustancias tóxicas. El uso de humedales es bien conocido y el rendimiento en términos de eliminación de nutrientes, por ejemplo, ya ha sido confirmado. Ahora nos toca evaluar si con las SbN somos capaces de reducir el riesgo toxicológico asociado a productos farmacológicos de los efluentes de algunas actividades antrópicas, ya sean de las EDAR o de las industrias agroalimentarias.
En esta misma línea de trabajo, investigadores de nuestro grupo de investigación trabajan en visualizar como la restauración de ecosistemas acuáticos está ligada a tres de las líneas antes comentadas, el análisis de bioindicadores (desde el uso de índices de polusensibilidad de diatomeas hasta el estudio de las comunidades de macroinvertebrados), la ecotoxicología acuática y las SbN. En este sentido se ha evaluado el papel de las SbN en la mejora de los ecosistemas acuáticos (Reserva Natural de la Laguna de Fuente de Piedra) en términos de reducción de la eutrofización, una medida necesaria para la restauración de nuestros ecosistemas naturales. En esta línea de trabajo, y en pro de una retirada más efectiva de estos nutrientes y de otras sustancias, se está actualmente trabajando con otras opciones a las previamente comentadas, en concreto el empleo de partículas magnéticas. Test de toxicidad realizados previamente han mostrado que estas partículas no tienen efecto sobre la fauna y flora de nuestros ecosistemas acuáticos por lo que su empleo es factible en nuestros ecosistemas naturales.
Otra línea de trabajo en la que nos encontramos inmersos es la evaluación del contenido en microplásticos en los ecosistemas acuáticos (humedales). Todos estos resultados y actuaciones ayudarán a la conservación de la biodiversidad, a la sostenibilidad y al mantenimiento de los servicios ecosistémicos que estos espacios naturales poseen y aportan a nuestra sociedad.
¿Qué proyectos querrían destacar como ejemplos en los que haya participado el grupo?
Desde el año 2017 venimos trabajando en la reserva natural de la laguna de Fuente de Piedra, investigando la reducción de nutrientes inorgánicos y la eutrofización del ecosistema, y ahora evaluamos la retirada de productos farmacéuticos.
Tuvimos un proyecto del Ministerio de Transición Ecológica que terminó en 2024 para el pilotaje de soluciones basadas en la naturaleza. Se testaron humedales artificiales a nivel de microcosmos con la innovación de usar biochar (biocarbón) procedente de poda agrícola, favoreciendo la economía circular.
Esto dio pie a un proyecto europeo que lideramos desde la Universidad de Jaén, con una financiación global de 1,2 millones de euros, para testar estrategias de retirada de productos farmacológicos de origen humano o veterinario en distintos países europeos.
También nos gustaría destacar el estudio sobre la presencia de microplásticos en humedales. Hemos observado que en entornos de campiña rodeados por actividad agrícola hay una mayor presencia de microplásticos que en zonas de montaña, lo que exige una mejor gestión de los residuos agrícolas.
Entrando un poco más en detalle, algunos de los proyectos que más destacamos en el grupo son: NBS4AQUAMISSION, con el objetivo de frenar la contaminación de productos farmacológicos en nuestros ecosistemas acuáticos a través del uso de las SbN. Como precursor del mencionado proyecto, también podemos mencionar al proyecto NBSPRO-TE: Soluciones basadas en la Naturaleza frente a contaminantes emergentes.
NANOREM: laboratorio de optimización en el uso de nanomateriales magnéticos; ECRAM: restauración de la calidad del agua por el uso de absorbentes magnéticos y SP2 – LiA2, para establecer programas de monitoreo de indicadores de biodiversidad y servicios ecosistémicos conectados a estaciones de seguimiento de cambio global en el sureste de la Península ibérica.
A estos proyectos queremos añadir otros dos de carácter local, concedidos a miembros de nuestro grupo de investigación por el Instituto de Estudios Albacetenses (IEA) y el Instituto de Estudios Giennenses (IEG) en 2024 y que nos ha permitido valorar la presencia de microplásticos en los humedales de estas provincias. Esta experiencia ha sido el germen para la solicitud (en evaluación) que se ha realizado en contexto de Proyectos de Generación de Conocimiento (convocatoria 2025) del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.
¿Qué datos obtenidos consideran que son los más relevantes?
Trabajamos con una perspectiva de ciencia en abierto, por lo que no hemos patentado, sino que publicamos las características de las tecnologías para que cualquiera tenga acceso. Como resultados relevantes, el riesgo toxicológico de los efluentes se reduce en más del 60% con el uso de soluciones basadas en la naturaleza.
En Fuente de Piedra los datos indican retiradas de pesticidas de entre un 30% y un 84%, y de productos farmacéuticos cercanos al 90%. Además, buscamos recuperar fósforo de las aguas para reutilizarlo como fertilizante en la agricultura, recirculando nutrientes que de otro modo acabarían en los sedimentos.
¿Qué importancia cree que tiene pertenecer al ceiA3 y qué oportunidades de investigación puede aportarles?
Pertenecer al ceiA3 nos puede permitir entrar en contacto con el tejido investigador, productivo y empresarial del sector agroalimentario. Ampliando así las redes de contactos y posibilitando la creación de consorcios y la generación de propuestas que den solución a los desafíos de dicho sector.
El RNM300 puede aportar al ceiA3, la investigación y pilotaje de SbN. Respecto a la producción de alimentos y la industria agroalimentaria, esta línea de investigación puede ser un complemento a sus estrategias de reducción de impactos por contaminación de suelos, aguas superficiales y subterráneas.
En este mismo sentido, los resultados obtenidos de una elevada presencia de microplásticos en los ecosistemas ubicados en entornos agrícolas deben ser puestos en conocimiento de los agricultores y de las administraciones públicas para limitar la presencia de plásticos en los mecanismos de producción agrícola. Todo ello permitiría al sector ampliar la consecución de objetivos de sostenibilidad y de responsabilidad social corporativa.
¿Retos de cara al futuro?
Respecto a la línea de ecotoxicología, pretendemos avanzar en el conocimiento de lo que ocurre dentro de las SbN, por ahora constituyen una “caja negra” donde un consorcio bacteriano y los metabolitos asociados determinan el proceso de descomposición de los productos farmacológicos. Queremos profundizar en el conocimiento del consorcio y de los procesos que tienen lugar para que finalmente se produzca la reducción de la concentración de estas sustancias tóxicas. Conociendo los procesos, podremos proponer mejoras en las SbN que aumenten su efectividad.
En otro orden de cosas también pretendemos avanzar en la evaluación de la toxicidad que los micro-plásticos presentes en nuestros ecosistemas naturales tienen sobre las comunidades acuáticas, así como evaluar los procesos de degradación de estos plásticos y la búsqueda de métodos eficientes para la retirada de los mismos de nuestros ecosistemas naturales.
Asimismo, nos planteamos como reto futuro fortalecer la transferencia tecnológica hacia el sector agroalimentario apoyando la obtención y mantenimiento de certificaciones de gestión ambiental, como el reglamento EMAS. Nuestra contribución se centraría en proporcionar asesoramiento científico-técnico especializado para el monitoreo de variables ambientales clave y la evaluación rigurosa de impactos en los ecosistemas acuáticos receptores. De este modo, aportamos los datos y bioindicadores necesarios para que las empresas puedan validar objetivamente sus compromisos de sostenibilidad y mejora continua del desempeño ambiental.
