BIOREMEDIACIÓN. ¿Qué es y cómo trabaja? EL CICLO - Hydrolisis

BIOREMEDIACIÓN. ¿Qué es y cómo trabaja?
Bioremediación y manejo de residuos
El tratamiento biológico y nuestra confianza en las bacterias no son algo nuevo o novedoso, este ha jugado
un papel central en el tratamiento de residuos convencionales a lo largo de la historia de la humanidad. Sin
embargo, lo que es nuevo es nuestra creciente comprensión del proceso natural y la forma en que
podemos utilizar las bacterias para aplicaciones industriales, agrícolas y residenciales en el proceso de
descomposición y como podemos fortalecer el proceso de remoción de aguas residuales agrícolas, de
fertilizantes y de pesticidas, y como controlar los olores desagradables resultantes, así como los
subproductos y químicos tóxicos, los lodos procedentes de la minería y de la producción de petróleo y
otros desechos peligrosos; y este tratamiento es, además, fundamental en la limpieza y saneamiento.
¿Cómo trabaja?
La Bioremediación consiste principalmente en bioestimulación, en la cual se agregan nutrientes u oxígeno
a la tierra o al agua para estimular las poblaciones nativas de bacterias, y la bioaumentación, en la cual
microorganismos externos que surgen naturalmente o cepas que surgen mediante aplicaciones de
ingeniería, se introducen para fortalecer el proceso de degradación.
El uso principal de los agentes biológicos ha fortalecido la bioremediación natural y el tratamiento de aguas
residuales del sistema de saneamiento en residencias y municipios, en lagos y lagunas, y en lagunas que se
usan en sistemas activos de aguas residuales agrícolas e industriales. Recientemente, la bioremediación se
ha expandido al área de remoción de químicos tóxicos en donde los contaminantes tratados han sido
principalmente petróleo y otros hidrocarburos, seguidos de conservantes de la madera, solventes
industriales, pesticidas, metales pesados y otros desechos peligrosos.
Las tecnologías de bioremediación derivadas o de siguiente generación continúan moviéndose de la
investigación a las aplicaciones comerciales. Cada vez más compuestos que antes eran resistentes han
probado ser susceptibles de biodegradación bajo las condiciones adecuadas. Las tendencias en la
investigación y en el desarrollo seguirán siendo una fuerza importante en el continuo crecimiento de la
bioremediación.
EL CICLO DE LA VIDA
Con el objeto de entender el uso creciente y la evolución de la bioremediación, necesitamos entender en
términos simples la función biológica de las bacterias y considerar su papel en el equilibrio de la naturaleza.
"Si hay comida, algún organismo se la comerá, si hay un sitio para vivir, algún organismo vivirá ahí. Cada
especie tiene una gran habilidad para reproducirse y su población se expandirá hasta que no tenga
alimento o se vea limitada por la competencia, por sus propis desechos o por algún otro factor. Los
cambios en el clima o la introducción de nuevas especies provenientes de cualquier lugar pueden afectar
significativamente el balance existente en la naturaleza."
FLEYCCORP SL.
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Este simple enunciado resume las interacciones de todos los seres vivientes de la Tierra. Las bacterias son
organismos unicelulares y la mayoría de ellas deben encontrar su alimento como azúcares, proteínas y
vitaminas para vivir. Las variadas capacidades metabólicas de las bacterias son las claves que usamos para
agruparlas y clasificarlas en géneros o sub especies.
Las especies de bacterias difieren mucho en cuando a las condiciones que necesitan para vivir y crecer.
Algunas se desarrollan mejor en ambientes fríos como la tierra o cuerpos de agua, mientras otras son
capaces de crecer en sitios calurosos, en calentadores de agua caliente y en volcanes submarinos.
Lo que comen las bacterias
Existen miles de especies de bacterias y es posible encontrar algunas capaces de comer casi cualquier cosa,
desde azúcar, hasta proteínas, aceite de soya, residuos de hierro, sulfuro, hasta compuestos de la madera.
En efecto, es posible encontrar bacterias que se alimentan de casi todos estos materiales, de hecho, es
muy conocido que las bacterias se involucran en la transformación de iones de hierro soluble en
compuestos no solubles de minerales de hierro. Así como los animales respiran oxígeno para quemar
(oxidar) su alimento, las bacterias Thiobacillus “respiran” (usan) el sulfuro para oxidar su comida.
Como todos los seres vivientes, las bacterias requieren de sales minerales como el magnesio, calcio, hierro
y otros. Algunas bacterias son capaces de obtener la energía que necesitan mediante la oxidación de hierro
o sulfuro, algunas otras necesitan azucares, vitaminas, aminoácidos y otros factores de crecimiento que ya
están digeridos y listos para usarse. Las habilidades metabólicas de las bacterias son algunos de los factores
que nosotros usamos para agruparlas en géneros, pero el hecho importante es que las bacterias consumen
una vasta parte de desecho naturales de las aguas y de los sólidos naturales, y la mayoría de los desechos y
sólidos producidos por el hombre.
Como podrá imaginar después de este análisis, existen numerosas especies de bacterias viviendo en una
variedad asombrosa de lugares y que se alimentan de toda comida imaginable. Algunas pueden comer
gasolina y otros hidrocarburos, otras, celulosa y pulpa de madera y otras más pueden alimentarse de
variados bio-desechos.
Si llegan sustancias nuevas, una bacteria tiene la capacidad de comérsela y esto le proporciona una ligera
ventaja competitiva debido a que puede vivir en sitios donde otros se han quedado sin alimento. Con el
tiempo, ocurren en los materiales genéticos, cambios menores que llamamos mutaciones, si estos cambios
menores ayudan a un organismo a crecer mejor que sus competidores, ese organismo puede acabar con
sus vecinos, esa es la razón por la cual el equilibrio entre los seres vivientes de la Tierra sufre cambios
lentamente. Las mutaciones ocurren constantemente, pero algunas de ellas dan a un organismo una ligera
ventaja sobre sus vecinos, y pasa a la siguiente generación.
Toda la vida depende de los ciclos químicos y de la descomposición que llevan a cabo las bacterias, las
cuales pueden convertir las formas orgánicas de carbón y nitrógeno en formas inorgánicas. Las
prokariotidas (bacterias que se definen porque tienen una célula sin DNA) crean la atmósfera aeróbica, y,
más importante, dan paso a todas las Eukariotidas (definidas como celdas con DNA nuclear).
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Las bacterias crecen en una gran variedad de hábitats y condiciones
La mayoría de las personas piensan que las bacterias son organismos que causan enfermedades, como el
Estreptococo, que causa enfermedades de la garganta. Las bacterias patógenas son notorias debido a
enfermedades como el cólera, la tuberculosis y la gonorrea, dichas especies causantes de enfermedades
son tan solo una parte de las bacterias. Las bacterias están tan ampliamente diseminadas que únicamente
es posible hacer enunciados generales sobre la historia de su vida y sobre su ecología. Se pueden encontrar
en lo alto de las montañas, en lo más profundo de los océanos, en las gargantas de los animales y aún en
rocas congeladas y en el hielo de la Antártida. Una característica que les ha permitido diseminarse tanto, y
durar tanto, es su habilidad para resistir por largos períodos.
Las bacterias tienen una amplia gama de adaptaciones ambientales y nutricionales
La mayoría de las bacterias se pueden dividir en tres grupos en base a la respuesta que tienen hacia el
oxígeno gaseoso. Las bacterias aeróbicas se desarrollan con la presencia de oxígeno y lo necesitan para su
continuo crecimiento y existencia. Otras bacterias son Anaeróbicas, y no pueden tolerar la presencia de
oxígeno gaseoso, por lo que viven en sedimentos en las aguas subterráneas profundas y pueden provocar
el envenenamiento de los alimentos. El tercer grupo son las anaeróbicas Facultativas, las que prefieren
crecer en la presencia de oxígeno, pero pueden continuar creciendo sin éste.
Las bacterias también se pueden clasificar por la forma en la cual obtienen su energía; en cuanto a esta
clasificación, las bacterias tienen dos categorías, Heterótrofas y Autótrofa. Las bacterias heterótrofas
derivan energía descomponiendo compuestos orgánicos complejos que toman del ambiente, e incluyen
bacterias que se encuentran en material en descomposición así como aquellas que se encuentran en la
fermentación y en la respiración. El otro grupo, las Autótrofas, fijan el dióxido de carbono para hacer su
propia fuente de alimentos, la cual puede recibir combustible de la energía de la luz (foto autótrofa), o
mediante oxidación del nitrógeno, del sulfuro o de otros elementos (quimioautotrofas). Mientras que las
quimiautotrofas son raras, las foto autótrofas son más comunes y diversas, e incluyen las bacterias verdes
del azufre, las bacterias moradas del azufre y las bacterias moradas no sulfúricas. Las bacterias del azufre
son particularmente interesantes ya que usan el sulfito de hidrógeno como donador de hidrógeno, en lugar
del agua como lo hacen la mayoría de los otros organismo fotosintéticos. Son particularmente útiles en la
remediación de aplicaciones sanitarias agrícolas y residenciales, en donde es necesario fijar y retirar el
azufre para controlar olores desagradables.
Como comen las bacterias
Las bacterias no tienen boca, ellas fabrican proteínas llamadas enzimas dentro de la célula y estas viajan a
través de la pared de la célula hacia el medio circundante, muelen la comida y la convierten en
subunidades que entran en la célula de la bacteria por ósmosis o transporte activo. El transporte activo es
el proceso mediante el cual la célula prensa una molécula de glucosa u otro alimento y lo lleva a través de
la pared de la célula. Muchas proteínas especializadas y otras moléculas hechas por las bacterias están
involucradas en este proceso de transporte activo.
El proceso mediante el cual la enzima muele el alimento en subunidades es también muy complejo y
específico y usualmente requiere de una molécula de agua por cada fracción. Si el agua se consume, el
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proceso de molido es llamado hidrólisis (fraccionamiento por agua). Por tanto, si una bacteria va a comer
diferentes tipos de alimentos, debe tener muchos tipos de hidrólisis debido a que cada enzima hace
trabajos específicos. Algunas tienen muchos tipos de hidrólisis debido a que cada enzima hace trabajos
muy específicos. Algunas bacterias tienen muchos tipos de enzimas y pueden comer muchos tipos de
alimentos, otras tienen pocas enzimas y son capaces de digerir muy pocas clases de alimentos. Las
bacterias que no tienen las enzimas correctas pueden vivir de un cierto alimento que crece en donde otras
bacterias ya han descompuesto la comida en compuestos o elementos más simples, por tanto, en el
procesamiento de desechos, nosotros usamos una “mezcla de cultivos” para trabajar como un consorcio
capaz de digerir los desechos de alimentos en las diferentes etapas de la descomposición.
Ecosistema Global
El ecosistema, tanto en tierra como en el agua, depende en gran medida de la actividad de las bacterias. El
ciclo de nutrientes como el carbón, nitrógeno y el azufre se completa gracias a su incesante labor. El carbón
orgánico, en forma de organismos muertos en descomposición, liberaría rápidamente el dióxido de
carbono en la atmósfera si no fuera por la actividad de las bacterias que descomponen la materia. Esto
puede sonar no muy mal para usted, pero imagine que sin dióxido de carbono no habría fotosíntesis en las
plantas, ni alimento. Cuando los organismos mueren, la mayoría de los seres vivos no pueden disponer del
carbón que contienen sus tejidos, la descomposición es la disgregación de estos organismos, y la liberación
de los nutrientes de regreso al medio ambiente, lo que es uno de los papeles más importantes de las
bacterias.
El ciclo del nitrógeno es otra importante actividad de las bacterias. Las plantas dependen del nitrógeno de
la tierra para su salud y crecimiento, y no lo pueden tomar del nitrógeno gaseoso que se encuentra en la
atmósfera. La manera principal en que el nitrógeno se vuelve disponible es a través de las bacterias que lo
fijan. Estas bacterias convierten el nitrógeno gaseoso en nitritos o nitratos como parte de su metabolismo,
y los productos resultantes se liberan al medio ambiente. Algunas plantas, como la agrimonia, la cicadáceas
y las legumbres han tomado especial ventaja de este proceso modificando su estructura para alojar
bacterias dentro de sus tejidos. Otras bacterias desnitrificadoras metabolizan en dirección inversa,
cambiando los nitratos a nitrógeno gaseoso o a óxido nitroso. Cuando las colonias de estas bacterias se dan
en tierras de cultivo, pueden agotar los nutrientes de la tierra y dificultar el crecimiento de los cultivos.
Las bacterias son también necesarias en las plantas de tratamiento de alcantarillado. La materia sólida,
después de haber sido separada de los desechos líquidos mediante coladores y moledores, se agrega a un
grupo de prokariótidas anaeróbicas. Estas bacterias descomponen el material, convirtiéndolo en material
que se puede usar como relleno o como fertilizante en la agricultura, entonces se usan bacterias
adicionales para quitar el equilibrio de la materia orgánica para tratar las aguas residuales restantes en
forma separada, y el efluente resultante finalmente se libera en el río o en el océano. Si la bacteria no
retiró la materia orgánica, el agua que contiene fosfatos y nitratos contaminará el río al cual se regresa el
agua tratada Una gran cantidad de fosfatos y nitratos pueden permitir la rápida reproducción de
bacterias azul- verdosas y de algas en el agua, donde pueden expandirse, contaminar el agua y destruir
otras vidas.
Las bacterias también se usan para resolver problemas ambientales debido a su capacidad selectiva para
consumir y degradar casi cualquier compuesto. Por ejemplo, ciertas bacterias de cultivo se rocían en
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derrames de aceite o en lagunas en donde se derramó petróleo, éstas se multiplican rápidamente y
descomponen las moléculas de aceite en compuestos menos tóxicos. De forma similar, las bacterias
pueden limpiar viejas minas. El agua de las minas viejas está llena de metales pesados altamente ácidos
que son muy tóxicos y su limpieza es muy costosa, sin embargo, hay un aumento en el uso de las bacterias,
especialmente de un género llamado Thiobacillus, el que se desarrolla en agua ácida. Estos microbios
pueden extraer cobre del agua, además de otros metales valiosos, utilizando sulfuro oxidado para
acumular y extraer los metales. Estos son únicamente dos ejemplos de las formas en que las bacterias se
pueden usar para resolver problemas del medio ambiente, y, con el tiempo, se desarrollarán nuevas
aplicaciones con cultivos selectivos y con la mezcla de varios cultivos de bacterias.
APLICACIÓN ESPECÍFICA AL TRATAMIENTO DE LAGOS Y ESTANQUES
Nuestros productos son un consorcio único de bio-cultivos que contiene microorganismos aeróbicos,
anaeróbicos, facultativos, quimio y foto sintéticos, altamente efectivos que son totalmente inofensivos
para los humanos, los animales y las plantas. Al trabajar en armonía con la naturaleza, ayudan a restaurar
rápidamente el equilibrio natural al mismo tiempo que proporciona beneficios ecológicos. Cumplen con las
más estrictas regulaciones ambientales, no son tóxicos, caustico, son biodegradables, no patógenos, y
autorizado por la USDA para el tratamiento y limpieza de desechos ambientales.
Cuando se aplican en áreas contaminadas, las bacterias inmediatamente empiezan a reproducirse y a
atacar en el agua los desechos orgánicos causantes de contaminación y de los consecuentes trastornos y
malos olores. Estos microorganismos son bacterias adultas vivas suspendidas en un medio líquido y que
son capaces de reproducirse y adaptarse rápidamente a condiciones ambientales diferentes. Debido a su
fórmula y proceso de fermentación únicos, funciona tanto en ambientes aeróbicos como anaeróbicos,
trabaja con o sin luz, así como en condiciones altamente ácidas o altamente alcalinas.
Este es un tratamiento muy flexible capaz de satisfacer las necesidades especiales de una amplia gama de
aplicaciones complejas en un amplio rango de climas y temperaturas. Fue específicamente desarrollado
para reducir la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), la demanda química de oxígeno (DQO) y los sólidos
suspendidos totales (SST), es útil también para el tratamiento de desechos fenólicos, para biodegradar el
sulfuro de hidrógeno y otros contaminantes.
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