¿Por qué se plantaron girasoles a la sombra de los desastres nucleares?

Los girasoles pueden absorber una alta concentración de isótopos radiactivos y secuestrarlos en tallos y hojas, por lo que se han empleado para limpiar sitios contaminados después de desastres nucleares.

Como cualquier jardinero experimentado le diría, un apocalipsis zombi no es el mejor momento para podar esos greens o hacer un poco de trabajo de mantenimiento en el jardín delantero. Pero si alguna vez has jugado Plants vs.Zombies, entonces sabrás que plantar plantas destructoras de zombies en tu césped es lo correcto si quieres mantener a raya a los zombies.

“¿Sabías”, le dije a mi hermana, que estaba plantando girasoles en un loco frenesí, “los girasoles son el símbolo internacional del desarme nuclear?” Su mirada, que había estado fija en la pantalla, se dirigió a mi rostro. “¿En realidad? ¿Por qué?”

“En 1996, cuando Ucrania se convirtió en un estado sin armas nucleares, se plantaron girasoles en una base de misiles en el país para celebrar esta ocasión monumental. Desde entonces, los girasoles se han convertido en un símbolo de un mundo libre de armas nucleares. Pero eso no es todo lo que hay. Se ha descubierto que plantar girasoles después de un accidente nuclear puede ayudar a limpiar las áreas contaminadas, dadas las condiciones adecuadas ”.

Tras el colapso en la central eléctrica de Chernobyl en Ucrania, que liberó más de 100 elementos radiactivos en el medio ambiente, se plantaron girasoles en masa para extraer los isótopos radiactivos de los sitios afectados por la lluvia radiactiva, un enfoque basado en el principio de fitorremediación, que emplea el uso de plantas para limpiar el medio ambiente.

Radiación, Signo, Encendido, A, Cementerio, En, Abandonado, Pripyat, Ciudad, En

Sitio abandonado en Pripyat, Chernobyl (Crédito de la foto: Fotokon / Shutterstock)

El proyecto de girasol de Chernobyl nació en 1994 cuando una empresa con sede en Nueva Jersey plantó girasoles en una balsa flotante para absorber isótopos radiactivos del agua. La prueba se llevó a cabo en un estanque de 75 m2 ubicado a una distancia de 1 km del reactor de Chernobyl.

Se observó que las plantas absorbieron selectivamente radiocesio (137Cs) y radiostroncio (90Sr) del agua y los resultados indicaron que aproximadamente el 95% de los radionucleidos se habían eliminado en un lapso de diez días. Si bien la mayoría de los 137C permanecieron en las raíces, la mayor parte del 90Sr se había trasladado a los brotes. Los girasoles no metabolizaron los radionucleidos; fueron incinerados y los desechos radiactivos que quedaron se eliminaron de manera segura.

Limpiar con girasoles: el hiperacumulador

La vida surgió en la Tierra cuando los niveles de radiación eran mucho más altos que en la actualidad. Las plantas, en respuesta, evolucionaron de manera que les permitieron sobrevivir en condiciones adversas, por lo que no es sorprendente que algunas plantas hayan desarrollado sistemas complejos que permiten la absorción y eliminación de materiales tóxicos e incluso radiactivos.

Los girasoles tienen la capacidad de absorber cantidades excesivamente grandes de elementos tóxicos en sus tejidos, como 137Cs y 90Sr que se encontraron en los sitios contaminados radiactivamente (suelo y estanques) alrededor de la planta de energía. Debido a esta mayor capacidad de absorción de metales, los girasoles se denominan hiperacumuladores.

Proceso de fitorremediación

Las plantas hiperacumuladoras se pueden emplear para la fitorremediación (Crédito de la foto Townie / Wikimedia commons)

No todas las plantas pueden sobrevivir después de absorber toxinas; muchos no pueden evitar el envenenamiento y mueren. Sin embargo, la enorme biomasa del girasol y su capacidad para crecer rápidamente le permiten aislar los contaminantes y seguir creciendo.

Ciertos isótopos nucleares imitan los nutrientes que el girasol normalmente absorbería del suelo. El cesio, por ejemplo, imita al potasio, que es esencial para la fotosíntesis, mientras que el estroncio es paralelo a la química del calcio, que es necesaria para el crecimiento y desarrollo estructural de la planta. Mientras busca estos nutrientes, la planta absorbe fácilmente cesio y estroncio que imitan estos elementos.

Los girasoles dominan la translocación de contaminantes de raíz a brote, es decir, los contaminantes radiactivos absorbidos se concentran en la biomasa de la planta y se convierten en formas basadas en carbono. La biomasa cosechable de los girasoles adultos se puede eliminar mediante pirólisis, un proceso en el que el carbono orgánico de la planta se quema dejando residuos radiactivos. Los residuos radiactivos se pueden convertir en vidrio mediante vitrificación para almacenarse de forma segura bajo tierra..

Siempre existe la posibilidad de que las plantas hiperacumuladoras sean ingeridas por animales o aves y la contaminación se extienda a través de la cadena alimentaria. Por eso, normalmente, los girasoles se cosechan antes de que comiencen a producir semillas porque el objetivo es cosechar la biomasa que contiene los contaminantes. Una vez que se inician la floración y la producción de semillas, las plantas no crecen mucho vegetativamente (las raíces, tallos y hojas se conocen como partes vegetativas de una planta), es decir, la producción de tejido cosechable para almacenar ese contaminante es mucho menor.

Girasoles en Fukushima

Para Chernobyl, aunque la descontaminación del agua con girasoles mostró resultados favorables, la limpieza del suelo no fue tan eficaz. Dado que los métodos de remediación se implementaron unos años después de la lluvia radiactiva, el radiocesio se unió a las partículas del suelo, lo que dificultó su extracción del suelo.

También se plantaron girasoles en Fukushima, Japón, después de que un poderoso terremoto desencadenara un tsunami que provocó un desastre nuclear en la planta de energía nuclear de Fukushima Daiichi en 2013. Sin embargo, los esfuerzos para implementar la fitorremediación utilizando girasoles aquí no se consideraron exitosos y tuvieron una marcada diferencia resultado que Chernobyl, lo que podría atribuirse a que Fukushima utilizó una variedad de girasol sin capacidad de fitoextracción y fijación de cesio en el suelo.

Esta falla tuvo implicaciones significativas en términos de resaltar la importancia de seleccionar tipos de plantas para que la fitorremediación sea factible. Las especies de plantas seleccionadas deben ser tolerantes a altas concentraciones del contaminante mientras acumulan una cantidad sustancial del contaminante objetivo en sus tejidos. Debería crecer rápidamente y tener una alta capacidad de producción de biomasa. La mostaza de campo, el amaranto y la cresta de gallo son algunas otras plantas que se han utilizado para la fitorremediación.

Dado que la radiación después de una lluvia radiactiva a menudo descansa en las pulgadas superiores del suelo, para descontaminar el suelo, otro método que ha intentado Japón ha sido excavar los desechos nucleares del suelo para eliminar las capas superiores del suelo donde se han asentado los contaminantes. . La tierra tóxica excavada se empaqueta en bolsas de plástico y luego se almacena para su eliminación fuera del sitio. Esta es una empresa masiva que no solo es costosa sino también muy peligrosa, ya que implica el transporte del material contaminado a un sitio diferente, lo que agrega riesgos de contaminación secundaria.

Suelo, Contaminación, Recogido, De, Contaminado, Áreas, En, Tomioka ,, Fukushima, En

Suelo recolectado de áreas contaminadas en Fukushima (Crédito de la foto: Nishi81 / Shutterstock)

Si bien la remediación de sitios contaminados con girasoles parece ser un enfoque prometedor, hay muchas variables que afectan la extracción de contaminantes por parte de la planta. Para empezar, los girasoles no tienen la misma afinidad por todos los metales, lo que significa que los girasoles no pueden limpiar por completo los sitios contaminados por sí mismos y deben plantarse con otros hiperacumuladores que tengan diferentes preferencias de metales.

Además, la fitorremediación logra los mejores resultados en los sitios donde la profundidad de la contaminación es poco profunda. Otros factores como las características de los desechos radiactivos y la concentración de radionucleidos objetivo en los desechos también influyen en el proceso.

Otra razón para investigar la fitorremediación con girasoles es que el material vegetal cosechado podría usarse posteriormente para producir energía. La fitorremediación es un proceso que requiere mucho tiempo, sin embargo, el tiempo requerido para la descontaminación puede ser económicamente productivo utilizando la biomasa contaminada de girasoles para producir biocombustible que, a su vez, podría reducir el costo de la remediación.

Desde levantar el ánimo de las personas hasta eliminar la toxicidad del suelo y el agua, el girasol deslumbra con un brillo que exige ser admirado. Con su potencial para limpiar el medio ambiente de lo no deseado, el girasol no es una mera flor; las innumerables posibilidades vinculadas a la biología de la planta recién comienzan a manifestarse. La investigación es clave para darse cuenta del potencial futuro asociado con el papel del girasol como fitorremediador.