La fitotecnología (del griego antiguo φυτο ( phyto ) 'planta' y τεχνολογία (technología) ; de τέχνη (téchnē) 'arte, habilidad, artesanía' y -λογία (-logía) 'estudio de-') implementa soluciones a los problemas científicos y Problemas de ingeniería en forma de plantas . Se diferencia de la ecotecnología y la biotecnología porque estos campos abarcan el uso y estudio de los ecosistemas y los seres vivos, respectivamente. Los estudios actuales en este campo se han dirigido principalmente a la eliminación de contaminantes ( fitorremediación ), almacenamiento (fitosecuestro) y acumulación (ver hiperacumuladores ). Las tecnologías basadas en plantas se han convertido en alternativas a los procedimientos de limpieza tradicionales debido a sus bajos costos de capital, altas tasas de éxito, bajos requisitos de mantenimiento, valor de uso final y naturaleza estética.
La fitotecnología es la aplicación de plantas a problemas de ingeniería y ciencia. La fitotecnología utiliza servicios ecosistémicos para proporcionar una solución diseñada específicamente a un problema. Los servicios ecosistémicos, definidos en términos generales, se dividen en cuatro grandes categorías: aprovisionamiento (es decir, producción de alimentos y agua), regulación (es decir, el control del clima y las enfermedades), apoyo (es decir, ciclos de nutrientes y polinización de cultivos) y culturales (es decir, beneficios espirituales y recreativos). . Muchas veces sólo uno de estos servicios ecosistémicos se maximiza en el diseño del espacio. Por ejemplo, un humedal artificial puede intentar maximizar las propiedades de enfriamiento del sistema para tratar el agua de una instalación de tratamiento de aguas residuales antes de su introducción en un río. El beneficio diseñado es una reducción de la temperatura del agua para el sistema fluvial, mientras que el propio humedal construido proporciona hábitat y alimento para la vida silvestre, así como senderos para caminar y recrearse. La mayor parte de la fitotecnología se ha centrado en la capacidad de las plantas para eliminar contaminantes del medio ambiente. Otras tecnologías como los techos verdes , los muros verdes y los bioswales generalmente se consideran fitotecnología. Desde una perspectiva amplia: incluso los parques y el paisajismo podrían considerarse fitotecnología.
Sin embargo, hay muy poco consenso sobre una definición de fitotecnología, incluso dentro de este campo. Los árboles de decisión y orientación técnica y reglamentaria de fitotecnología, revisados, definen la fitotecnología como "las fitotecnologías son un conjunto de tecnologías que utilizan plantas para remediar o contener contaminantes en el suelo, las aguas subterráneas, las aguas superficiales o los sedimentos". El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente define la fitotecnología como "la aplicación de la ciencia y la ingeniería para estudiar problemas y proporcionar soluciones que involucran plantas". Una tercera definición del Departamento de Ingeniería Ambiental de Indonesia la define como "una tecnología que se basa en la aplicación de plantas como tecnología viva y impulsada por energía solar para mejorar los problemas de conservación y saneamiento ambiental".
En fitotecnología, las propiedades naturales de las plantas se utilizan para lograr resultados definidos con servicios ecosistémicos en un entorno diseñado . El sistema fitotecnológico utiliza estas propiedades, en términos generales la degradación/uso de productos químicos en el medio ambiente y el transporte y almacenamiento de agua, para cambiar la producción del sistema. Estos mecanismos han evolucionado desde el comienzo de las angiospermas hace 1000 millones de años y se han vuelto bastante efectivos. La diversidad de plantas también le da versatilidad al sistema fitotecnológico. Plantas del entorno nativo capaces de manejar multitud de aplicaciones y no nativas para proyectos más específicos (como hiperacumuladores para eliminación de metales pesados). Los beneficios auxiliares son un factor. El uso comunitario, el uso educativo, los créditos fiscales, la creación de hábitat, una mayor sostenibilidad y estética son todos beneficios de la fitotecnología.
El costo del sistema también es menor en comparación con las tecnologías de remediación tradicionales en muchos casos. Sin sistemas de bombeo, costos de electricidad, infraestructura y otros costos. Incluso si la inversión inicial es mayor en algunos casos (en particular, los tejados verdes ), los costos durante la vida útil del proyecto serán menores.
Las plantas no tolerarán ciertas condiciones. Demasiada contaminación , agua , sal u otras variables pueden matar las plantas del sistema. La solubilidad en agua de los contaminantes afecta al sistema. Las plantas también tienen mecanismos para detener la absorción de sustancias y es posible que no eliminen completamente un contaminante en un período de tiempo aceptable. El plazo de ejecución del proyecto es otro factor limitante. Muchas fitotecnologías tardan al menos dos años o más en alcanzar la madurez y algunas podrían diseñarse como proyectos heredados, con una vida útil que puede ser de 100 años o más. En climas más templados, los sistemas pueden volverse inactivos o mucho menos activos en los meses de invierno y es posible que no se puedan utilizar en absoluto en entornos más árticos .
Hay muchas propiedades fisiológicas de las plantas que pueden utilizarse en fitotecnología. Los mecanismos funcionan de forma sinérgica para lograr los objetivos marcados por un proyecto.
El fitosecuestro es la capacidad de las plantas de secuestrar ciertos contaminantes en la zona de las raíces . Esto se logra mediante varios de los mecanismos fisiológicos de la planta. Los fitoquímicos extruidos en la zona de la raíz pueden inmovilizar o precipitar el contaminante objetivo. Las proteínas de transporte asociadas con la raíz también pueden unirse y estabilizar irreversiblemente los contaminantes objetivo. Los contaminantes también pueden ser absorbidos por la raíz y secuestrados en las vacuolas del sistema radicular.
La fitohidráulica es la capacidad de las plantas para capturar, transportar y transpirar agua del medio ambiente. Esta acción a su vez contiene contaminantes y controla la hidrología del medio ambiente. Este mecanismo no degrada el contaminante.
La rizodegradación es la mejora de la degradación microbiana de contaminantes en la rizosfera . La presencia de un contaminante en el suelo proporcionará naturalmente un entorno para bacterias y hongos que pueden utilizar la contención como fuente de energía. Los sistemas de raíces de las plantas, en la mayoría de los casos, formarán una relación simbiótica con los organismos del suelo. El oxígeno y el agua transportados por las raíces permiten un mayor crecimiento de microorganismos beneficiosos del suelo. Esto permite una mayor descomposición del contaminante y una remediación más rápida. Este es el medio principal a través del cual se pueden remediar los contaminantes orgánicos.
La rizofiltración es la adsorción en las raíces de las plantas o la absorción en las raíces de las plantas de contaminantes que se encuentran en solución alrededor de la zona de las raíces.
La fitoextracción es la capacidad de introducir contaminantes en la planta. Luego, el material vegetal se retira y se almacena o destruye de forma segura.
La fitovolatilización es la capacidad de absorber contaminantes en la corriente de transpiración y luego transpirar contaminantes volátiles. El contaminante se remedia mediante eliminación a través de plantas.
La fitodegradación es la capacidad de las plantas para absorber y degradar los contaminantes. Los contaminantes se degradan mediante actividad enzimática interna y oxidación/reducción fotosintética.