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BIOTACOLOMBIANA
ISSN impreso 0124-5376
ISSN digital 2539-200X
DOI 10.21068/c001
Articulo
Fitorremediación con buchón de agua
(Pontedería crassipes, Mart): Casos de
estudio y aplicaciones prácticas a nivel
global en los últimos 20 años.
Phytoremediation with water pouch (Pontedería crassipes,
Mart): Case studies and practical applications at a global
level in the last 20 years.
Moreno-Pérez Laura Sofía a
a Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia
Recibido: [información diligenciada por la revista]
Aceptado: [información diligenciada por la revista]
Publicado en línea: [información diligenciada por la revista]
Citación del artículo: Moreno-Pérez, L. S., (2023). Fitorremediación con buchón de agua (Pontedería crassipes,
Mart): casos de estudio y aplicaciones prácticas a nivel global.
_____________________________________________________________________________________
Resumen
El presente artículo de revisión se enfocó en la fitorremediación, una poderosa herramienta de restauración
ambiental que utiliza plantas para recuperar suelos y aguas contaminadas. Se destaca el Buchón de Agua
(Pontedería crassipes, Mart), una planta acuática anteriormente considerada invasora, que ahora se reconoce
por su potencial de fitorremediación. Esta planta puede absorber y acumular contaminantes, incluyendo
materia orgánica y metales, haciendo que sea efectiva en la mitigación de la contaminación ambiental. El
artículo presenta casos de estudio y prácticas que demuestran la eficacia del Buchón de Agua en la
fitorremediación. Además, se destaca su capacidad para reducir la carga de nutrientes en el agua,
previniendo la eutrofización. El artículo tiene como objetivo presentar al Buchón de Agua como un agente de
fitorremediación globalmente utilizado, examinando casos de estudio y proyectos de restauración en
diferentes regiones del mundo. Se proporcionan resultados, desafíos y lecciones aprendidas de cada caso, así
como recomendaciones para futuras investigaciones y aplicaciones en ambientes urbanos. La metodología se
basa en una revisión exhaustiva de la literatura científica y un análisis de la metodología utilizada en cada
caso de estudio. El enfoque principal es la fitoextracción de contaminantes y su aplicación en la restauración
ambiental.
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Moreno-Perez Fitorremediación con buchón de agua (Eichhornia crassipes): casos de estudio y aplicaciones prácticas a nivel global
Palabras clave: Fitoextracción, contaminación, restauración ambiental, proyectos ambientales, absorción de
metales
Abstract
The present review article focused on phytoremediation, a powerful tool for environmental restoration that
uses plants to recover contaminated soils and waters. It highlights the Water Hyacinth (Pontedería crassipes,
Mart), an aquatic plant previously considered invasive, which is now recognized for its phytoremediation
potential. This plant can absorb and accumulate contaminants, including organic matter and metals, making
it effective in mitigating environmental pollution. The article presents case studies and practices that
demonstrate the effectiveness of the Water Hyacinth in phytoremediation. Furthermore, it highlights its
ability to reduce nutrient loads in water, preventing eutrophication. The article aims to present the Water
Hyacinth as a globally used phytoremediation agent, examining case studies and restoration projects in
different regions of the world. It provides results, challenges, and lessons learned from each case, as well as
recommendations for future research and applications in urban environments. The methodology is based on
a comprehensive review of scientific literature and an analysis of the methodology used in each case study.
The primary focus is on the phytoremediation of contaminants and its application in environmental
restoration.
Keywords: Phytoremediation, pollution, environmental restoration, environmental projects, metal
absorption.
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Introducción
La fitorremediación se ha convertido en una
herramienta poderosa en la restauración de suelos
y aguas contaminadas en todo el mundo debido a
que esta presenta una alternativa sostenible de
recuperación aplicable al manejo de ecosistemas
acuáticos como herramienta inicial de
preservación en aguas residuales (Malagón et al.
2022). En este contexto, el Buchón o Jacinto de
Agua (Pontedería crassipes, Mart), una planta
acuática común en humedales y áreas ribereñas
cuya atención y tratamiento se ha centrado en su
erradicación debido a su capacidad invasiva y el
impacto que esta especie suele generar en los
embalses al reducir los niveles de oxígeno y
desplazar la flora nativa. Desde comienzos de este
siglo, esta macrofita ha ganado atención especial
gracias a las características que en el pasado le
confirieron la etiqueta de invasora, ahora a
especie con potencial fitorremediador, esto debido
a su capacidad para absorber y acumular
contaminantes del agua y el suelo a través de sus
raíces, ya sea materia orgánica (Malagón et al.
2022), metales o incluso mercurio presente en
aguas residuales proveniente de la industria
minera (Domínguez et al. 2016). Este artículo de
revisión desea presentar una serie de casos de
estudio y prácticas que arrojan luz sobre su acción
en la mitigación de la contaminación ambiental;
por ejemplo, en Israel el Jacinto de agua se cultiva
en estanques o lagunas donde se vierten las aguas
residuales. A medida que el agua fluye a través de
las raíces y las hojas del Jacinto de agua, la planta
absorbe y acumula nutrientes y contaminantes
presentes en el agua, Además, también puede
ayudar a reducir la carga de nutrientes en el agua,
ya que utiliza nitrógeno y fósforo para su
crecimiento, lo que puede ayudar a prevenir la
eutrofización (Zimmels et al. 2006).
El presente artículo tiene el fin de presentar al
Buchón de Agua como agente de fitorremediación
usado mundialmente, destacando su tolerancia a
contaminantes y su capacidad de fitoextracción;
así como examinar casos de estudio de
fitorremediación con Buchón de Agua analizando
ejemplos concretos de proyectos de
fitorremediación en diversas regiones del mundo
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Moreno-Perez Fitorremediación con buchón de agua (Eichhornia crassipes): casos de estudio y aplicaciones prácticas a nivel global
donde se ha empleado como herramienta
principal en planes de restauración de zonas
artificiales cerrados. Para la realización del
presente trabajo se presentarán los resultados
obtenidos, desafíos enfrentados y lecciones
aprendidas de cada caso de estudio, así como su
aplicabilidad en diferentes contextos ambientales
y tipos de contaminantes (Jafari, 2010). Por
último, se pretende proporcionar
recomendaciones para futuras investigaciones y
aplicaciones sugiriendo pautas para la
implementación efectiva de proyectos de
fitorremediación con Buchón de Agua que sean
reproducibles en ambientes urbanos de forma tal
que esta información pueda aplicarse más
usualmente al momento de la realización de los
planes de manejo ambiental.
Metodología
El desarrollo de este artículo de revisión sobre la
fitorremediación con Buchón de Agua se basará
en una revisión descriptiva de la literatura
científica de fuentes secundarias tales como
artículos de investigación y de revisión; donde se
presentará de forma crítica y exhaustiva los
resultados encontrados en cada caso de estudio,
así como las variaciones en las distintas
metodologías usadas alrededor del mundo. El
criterio de selección para la información que se
recopilo en el presente artículo se encuentra dada
según su fecha, es decir si el estudio se realizó
durante los últimos 20 años debido al gran
cambio y veloz avance científico y tecnológico
desarrollado en este siglo; su relevancia con
respecto a la fitoextracción realizada por esta
planta y su eficacia en la mitigación de la
contaminación, su aplicación en planes de manejo
y estudios ambientales alrededor del mundo. Para
cada caso,se aplicará un marco de análisis que
considere la metodología utilizada, los
contaminantes tratados, los resultados obtenidos
y los desafíos enfrentados, así como se recopilaron
los resultados y lecciones aprendidas de cada caso
de estudio.
Resultados preliminares
Características de Pontederia crassipes
En cuanto a las características de esta especie,
Valderrama (2005) observo algunas del llamado
comúnmente Jacinto/buchón de agua o
lechuguín; la cual es una planta acuática macrofita
flotante de la familia de las Pontederiáceas; que
flotan sostenidas por esponjosos rizomas con las
raíces cortas libres; alcanzan hasta un metro de
altura, tiene hojas en rosetas, ascendentes a
extendidas y su fruto es una cápsula de medio
centímetro aproximadamente; posee Pecíolos
cortos, bulbosos, con tejido aerenquimatoso. Sus
flores son azules a celestes, y tienen una mancha
amarilla en el lóbulo superior del perianto
En un estudio realizado por León (2009) en
ecuador, se especificó como; esta planta posee una
raíz que alberga una comunidad activa de
microorganismos que descomponen sustancias
contaminantes del agua, en humedales que
tengan la profundidad adecuada para garantizar
un contacto completo entre las raíces y el agua
residual. En este proceso, los contaminantes son
extraídos por las raíces de la planta a través de
procesos fisiológicos y llevados y liberados como
gases a través de las hojas y el sistema superior de
la planta.
Agente de fitorremediación
El término fitorremediación se refiere a una
tecnología sustentable que se basa en el uso de
plantas para reducir la concentración in situ, o
peligrosidad de contaminantes orgánicos e
inorgánicos de suelos, sedimentos, agua, y aire; a
partir de procesos bioquímicos realizados por
plantas y microorganismos asociados a su sistema
radicular conduciendo a la reducción,
mineralización, degradación, volatilización y
estabilización de los diversos tipos de
contaminantes. (López et al. 2004).
En Cuanto al buchón de agua P. crassipes, según la
definición anterior, se ha identificado que sus
características y necesidades de nutrientes la
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Moreno-Perez Fitorremediación con buchón de agua (Eichhornia crassipes): casos de estudio y aplicaciones prácticas a nivel global
hacen una planta propicia como agente
fitorremediador; por lo cual se han desarrollado
estudios como el propuesto por Poma (2014), en la
Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional
de Ingeniería, en Lima, Perú; donde se determinó
que una dosis óptima de nutrientes y un pH de 5
favorecieron la viabilidad de la planta y la
solubilidad de los metales. Los resultados
mostraron porcentajes de absorción del 16,56%
para Cd y del 15,6% para Hg después de 7 días.
Estos hallazgos demuestran el potencial del
buchón de agua como agente fitorremediador
para la extracción de contaminantes metálicos del
agua y compuestos peligrosos para la salud como
el mercurio.
Uso como Fito-extractor
En un estudio realizado por Domínguez (2016) se
usó el buchón de agua como Fito-extractor de
mercurio en una mina de Antioquia; se llevaron a
cabo tres visitas mensuales y se midieron varios
parámetros fisicoquímicos tanto in-situ como
ex-situ siguiendo normas específicas. Se usó grava
como sustrato y P. crassipes como planta. Hubo
tres periodos de adaptación con agua potable y
residual, el humedal se operó por 7 meses
tomando muestras y comparando con estándares
ambientales.
Aunque no se logró obtener un agua residual que
cumpliera con los límites máximos permisibles
para el mercurio, se puede afirmar que se
lograron disminuciones considerables de los
parámetros analizados y superiores con otros
resultados publicados en la literatura; al igual que
ejemplifica su capacidad adaptativa al mostrar
como al aumentar la concentración del metal esta
no solo no presenta signos de toxicidad, sino que
absorbe mayor cantidad del compuesto.
Compost con Buchón de agua para el
crecimiento de legumbres
El uso del buchón de agua y aprovechamiento, no
solo se ha dado como especie fito-extractora de
metales y contaminantes, sino también como
fuente y aporte de micronutrientes y elementos
inorgánicos en la agricultura. Este es el caso
proporcionado por el estudio realizado en por
Reyes (2017) en ecuador, donde se planteó el uso
de la materia orgánica de P. crassipes como
compost para col morada, mostrando que el uso
de esta puede reemplazar a los fertilizantes
químicos; Los resultados del análisis químico del
compost de Jacinto de agua muestran como el
suelo con la aplicación tanto del vermicompost
como del compost de Jacinto de agua y la mezcla
50:50 de vermicompost y compost de Jacinto de
agua, incrementó los valores de todos los macro y
micronutrientes, cubriendo así los requerimientos
nutricionales de la col morada.
Estanques artificiales
Aunque el uso del buchón de agua para filtrar
aguas residuales ha sido ampliamente estudiado;
no es una práctica que se dé comúnmente. La
creación de estanques artificiales como
metodología, aunque es la que más suele usarse
cuando se habla de fitorremediación con buchón
de agua, aún debe probarse a escalas mayores.
Fernández (2005) describió ciertos factores
importantes para la formación de estos estanques
en Madrid; como lo son, el uso de grava en el
fondo como sustrato de enraizamiento de las
plantas y un flujo de agua que puede ser
superficial, sub-superficial o el flujo que se usa
para plantas flotantes como el buchón de agua.
En otro artículo, Crespi (2018) describió el proceso
de eliminación de la eutrofización mediante el uso
de humedales artificiales; donde Los humedales
artificiales actuaban como filtros naturales, donde
el agua contaminada fluía lentamente a través de
ellos; mientras que las macrofitas del humedal,
absorbían los nutrientes disueltos en el agua a
través de sus raíces; almacenando grandes
cantidades de fósforo y nitrógeno.
En cuanto a los sistemas con especies flotantes,
Núñez (2013) describió como estos suelen ser
humedales artificiales de menos de 2 metros de
profundidad, donde el flujo de agua residual ya
ha sido anteriormente tratado para luego circular
a través de las especies flotantes de buchón de
agua, que previamente crecen en el embalse de
forma natural. Estos sistemas suelen usarse para
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Moreno-Perez Fitorremediación con buchón de agua (Eichhornia crassipes): casos de estudio y aplicaciones prácticas a nivel global
sedimentación de sólidos, tratamiento como
fertilizante para especies vegetales que serán
sembradas y depuración de contaminantes a
través de las raíces.
Asociación con otras plantas fitorremediadoras
La creación de los estanques artificiales como
método de extracción de residuos y nutrientes ha
progresado y variado a través de su estudio
variando esta metodología y ampliándola, de
forma tal que se han ido probando asociaciones
entre especies de plantas fitorremediadoras, para
perfeccionar y aumentar la eficiencia de la
extracción con estos humedales. Orrillo (2020)
obtuvo resultados positivos en cuanto a la
aplicación de esta metodología en una mina de
Perú, donde utilizando humedales artificiales de
P. crassipes y Myriophyllum aquaticum llamada
comúnmente cola de zorro la cual es también otra
planta acuática usada como agente de
fitoextracción. En la investigación se obtuvo una
remoción de Hierro entre el 80 y 81% con
Myriophyllum aquaticum y P. crassipes; y para el
caso del aluminio se dio una remoción del 49%
con P. crassipes. y 91% Myriophyllum aquaticum,
donde se puede notar una mayor eficiencia en la
remoción de aluminio con Myriophyllum
aquaticum.
En otra investigación realizada en Perú por
Núñez (2019) utilizando un humedal de flujo
sub-superficial horizontal y un humedal de flujo
superficial. Se obtuvieron excelentes resultados en
la remoción de Aceites y Grasas, Solidos
Suspendidos y Turbidez, por fitorremediación con
Zantedeschia aethiopica conocida comúnmente
como aro de etiopia, la cual suele cultivarse como
planta ornamental sub-acuática; y Pontederia
crassipes.La investigación logro una eficiencia de
remoción del 76%, 95%, y 96% respectivamente,
con un tiempo de retención de 6.3 días y un
caudal de 5 ml/s.
Degradación de materia orgánica
En Colombia, Londoño (2009), describió la
demanda biológica de oxigeno (DBO5), como un
parámetro que indica la cantidad de oxigeno
consumido por ciertas poblaciones microbianas
presentes en el sistema radicular de varias plantas
acuáticas inhibiendo sus procesos fotosintéticos,
al degradar la materia orgánica. Esta puede ser,
restos de plantas y animales, exudados de raíces y
productos del metabolismo de ciertos organismos;
de una muestra liquida.
Este método se usa para medir el grado de
contaminación y se mide transcurridos cinco días
de reacción. Introduciendo un volumen definido
de la muestra liquida en un recipiente oscuro con
un agitador magnético, se introducen algunas
lentejas de carbonato de sodio, se sella con un
sensor piezoeléctrico y se introduce el recipiente
en una estufa refrigerada a 20°C (Lecca & Lizama,
2014).
Rodríguez (2010) realizo un estudio comparativo
de tratamiento de aguas residuales domesticas
usando buchón de agua y Lemna minor o lenteja
de agua, una planta acuática flotante. En el
estudio, la eliminación de contaminantes del agua
residual se vio influenciado por la variabilidad de
la DBO5 en el agua de entrada, con picos máximos
y mínimos. El buchón demostró una mejor
adaptación en la eliminación de materia orgánica
en el humedal; la cámara pre-sedimentadora
contribuye a eliminar la DBO particulada por
sedimentación y filtración, gracias a la influencia
de la grava y las raíces de las plantas. La
conversión del sustrato en los humedales se da de
forma aerobia en las raíces de las plantas y se ve
afectada por la temperatura del agua en el
sistema.
Sin embargo, a pesar de los anteriores hallazgos,
en un estudio realizado por Delgado (2020) en
Arequipa, Perú; se concluyó que, el tratamiento
de las aguas residuales con Buchón de agua no
fue muy eficiente en la depuración de materia
orgánica, pero para metales y para aniones es un
buen depurador; y se recomienda que para
optimizar el tratamiento de aguas residuales
industriales se apliquen métodos electroquímicos.
Tratamiento de residuos de tinturados
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Moreno-Perez Fitorremediación con buchón de agua (Eichhornia crassipes): casos de estudio y aplicaciones prácticas a nivel global
En un estudio realizado por Bernal (2004) sobre el
tratamiento de aguas residuales de la industria de
tinturado de flores utilizando la planta acuática
Pontederia crassipes; se encontró que esta planta
mejoró las características del efluente al remover
metales pesados, sólidos suspendidos totales y
disminuir el color. Los resultados mostraron que
el tratamiento con Eichhornia crassipes mejoró
significativamente las características del efluente,
logrando una remoción efectiva de
contaminantes. Además, se observó una
disminución de casi el 100% en la presencia de
insectos vectores. Se concluyó que este
tratamiento es de fácil implementación, ecológico
y económico.
Asociación con hongos
En un estudio realizado por Díaz (2022), sobre el
uso del buchón de agua inoculado con el hongo
Azospirillum brasiliense para tratamiento de aguas
contaminadas con cromo; se concluyó que la
asociación de esta planta fitorremediadora junto
con la inoculación de A. brasilienses en sus raíces,
realizaron eliminaciones importantes de Cromo a
una concentración de inoculación del hongo de
1000 ppm, pero se sugiere que este proceso sea
tomado como una fase inicial, ya que requiere ser
extraído constantemente para controlar la
población y además, debe complementarse
mediante una PTAR, para poder remover todo el
cromo presente en los cuerpos hídricos.
Discusión
De acuerdo con la información proporcionada
anteriormente y la variedad de usos y
metodologías presentadas en los últimos 20 años,
no solo se observa como las aplicaciones de esta
especie en la fitorremediación avanzan con el
curso de la tecnología; sino también se observa
como varia su eficiencia en cuanto a la extracción
con respecto a distintos factores tales como; la
temperatura el componente a extraer, la cantidad,
la edad de las macrofitas, la asociación con otras
especies de plantas fitorremediadoras y el flujo de
agua a través de las raíces.
Pontederia crassipes muestra una versatilidad
asombrosa en su capacidad para abordar
problemas de contaminación del agua, la
recuperación de nutrientes y la mejora de la
calidad del agua en una variedad de contextos.
Uno de los hallazgos más curiosos y
significativamente positivos fue la utilización de
esta en la agricultura como compost. Esta
alternativa si bien no solo es innovadora y ahorra
una gran cantidad de costos económicos; también
es un método que puede utilizarse en la gestión
ambiental como forma de recuperar los suelos del
uso de fertilizantes químicos que afectan
significativamente no solo la calidad de los suelos
sino las comunidades de insectos asociados a
cultivos y demás en general.
Por otro lado, con lo mencionado en todos los
artículos se puede llegar a una conclusión general
en la que se reinterpreta a esta planta, ahora no
como especie invasora, sino como
aprovechamiento de su biomasa en planes de
manejo ambiental a nivel rural que puedan
mitigar y facilitar el acceso a una mejor calidad de
agua a las comunidades rurales que muchas veces
se encuentran obligadas a ingerir ciertas
cantidades de agua poco tratada debido a la
lejanía y los costos económicos que podría tener la
instalación de una planta de tratamiento común,
así como el mantenimiento de esta; caso que
podría mejorarse con el uso de buchón de agua
como se observó en los estudios mencionados.
A pesar de que se encontró bastante desarrollo en
cuanto al tratamiento de aguas, aún falta
información o proyectos a mayor escala en donde
se estudie si esta especie podría llegar a usarse de
alguna forma o en algún subproducto como
fitorremediador de ecosistemas naturales
acuáticos; es decir si la misma especie que se
considera invasora, podría por medio de algún
tratamiento implementarse como fitorremediador
de los mismos humedales a los cuales suele
afectar.
Sin embargo, es importante reconocer que su
eficiencia puede variar según el tipo de
contaminantes y el entorno en el que se aplica. La
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Moreno-Perez Fitorremediación con buchón de agua (Eichhornia crassipes): casos de estudio y aplicaciones prácticas a nivel global
investigación con respecto a esta planta debe
continuar y evaluarse no solo en embalses
artificiales, sino estudiar la posibilidad de
implementar estas metodologías en la
recuperación de ecosistemas acuáticos naturales,
contaminados por aguas residuales y desechos
industriales. La combinación de enfoques, como
la asociación con otras plantas fitorremediadoras
o métodos electroquímicos, son esenciales para
maximizar su potencial en la conservación del
medio ambiente y la sostenibilidad.
Conclusiones
La gran variedad de estudios y áreas en las cuales
se desempeña esta planta como precursor de la
recuperación y mejoramiento de la calidad de
agua; no solo demuestra su potencial
fitorremediador sino también un
aprovechamiento de carácter económico que sin
lugar a dudas reduce los costos del tratamiento de
aguas residuales, suelos y uso de fertilizantes
significativamente.
De conformidad con lo anterior, su
aprovechamiento comercial podría darse a mayor
escala aplicando los resultados encontrados en los
estudios anteriormente mencionados; al diseñar
un producto con la Biomasa resultante de los
procesos de erradicación en humedales y demás
generando un compuesto regulado que cumpla
con los requerimientos estipulados por las
autoridades sanitarias y de comercio competentes
y registro INVIMA para ser posteriormente
distribuido como fertilizante.
Cabe resaltar que, a pesar de que esta especie ha
demostrado tener una gran cantidad de usos en el
sector agrícola y varios beneficios para la
ganadería, no se observa un enfoquecomunitario
en los artículos; es decir no hay una asociación
con campesinos o comunidades aledañas a pesar
de que los resultados de estos proyectos les
incumben, lo cual demuestra que es necesaria no
solo la labor de investigación sino el
aprovechamiento de esta y su implementación, no
solo en planes de manejo con entidades
gubernamentales sino también en campañas de
mejoramiento de la calidad de vida para
campesinos y demás personas para las cuales la
implementación de plantas de tratamiento es
crucial para mejorar su calidad de vida.
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BIOTA COLOMBIANA 24 (2) - 2023 | 9