Principios de Biorremediación PDF

U INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO SUDAMERICANO DE QUITO ESTUDIANTES: HUGO BUENAÑO MATERIA: BIORREMEDIACIÓN DOCENTE: ING. MARCELO CABRERA FECHA: 2024-12-15  MECANISMOS DE DEGRADACIÓN MICROBIANA Los mec...

U INSTITUTO SUPERIOR TECNOLÓGICO SUDAMERICANO DE QUITO ESTUDIANTES: HUGO BUENAÑO MATERIA: BIORREMEDIACIÓN DOCENTE: ING. MARCELO CABRERA FECHA: 2024-12-15  MECANISMOS DE DEGRADACIÓN MICROBIANA Los mecanismos de degradación microbiana son procesos naturales mediante los cuales los microorganismos (bacterias, hongos, arqueas) descomponen o transforman compuestos aerobias canaerobias (sin oxígeno). Este proceso es fundamental para el reciclaje de nutrientes y la reducción Tipos de mecanismos de degradación microbiana Degradación Aerobia: Ocurre en presencia de oxígeno. Los microorganismos utilizan el oxígeno como aceptor final de electrones en sus procesos metabólicos, generando dióxido de carbono (CO₂), agua (H₂O) y biomasa como productos finales. Es más eficiente y rápida que la anaerobia debido a la disponibilidad de oxígeno. Ejemplo : Descomposición de materia orgánica en suelos aireados o plantas de tratamiento de aguas residual de suelos aireados o plantas de tratamiento de aguas residuales. Degradación Anaerobia: Ocurre en ausencia de oxígeno. Los microorganismos utilizan otras moléculas como aceptores de electrones, como nitratos, sulfatos o carbono inorgánico (CO₂). Este proceso produce metano (CH₄), ácidos orgánicos, hidrógeno molecular (H₂) y otros subproductos. Es más lenta y menos eficiente en comparación con la degradación aerobia. Ejemplo general: Descomposición de residuos orgánicos en pantanos, digestores anaerobios o zonas anóxicas. Característica Aerobia Anaerobia Presencia de oxígeno Si No Aceptores de electrones Oxígeno Nitratos, sulfatos, CO₂ Velocidad Rápida Lenta Productos finales CO₂, H₂O, biomasa CH₄, H₂, ácidos orgánicos Ejemplos Compostaje, tratamiento Digestión anaerobia, de aguas residuales Importancia de los mecanismos de degradación microbiana Reciclaje de nutrientes: Facilita el ciclo del carbono, nitrógeno y azufre, asegurando que los nutrientes esenciales regresen al ambiente para ser reutilizados. Reducción de contaminantes: Ayuda a degradar contaminantes tóxicos como hidrocarburos, pesticidas y plásticos. Se utiliza en procesos como la biorremediación para limpiar suelos y aguas contaminadas. Tratamiento de residuos: Aerobio: Tratamiento de aguas residuales mediante la oxidación de materia orgánica. Anaerobio: Digestión de residuos orgánicos para producir biogás (energía renovable). Producción de biocombustibles: La degradación anaerobia produce metano, que puede usarse como biogás. Reducción de gases de efecto invernadero: El uso controlado de procesos aerobios y anaerobios reduce emisiones contaminantes en comparación con la acumulación de residuos. Ejemplos de mecanismos de degradación microbiana  Compostaje: Descomposición de residuos orgánicos en presencia de oxígeno, realizada por microorganismos como bacterias aerobias y hongos.  Factores que Influyen en la Degradación Microbiana Factor Importancia Ejemplo Temperatura Afecta la velocidad de Compostaje a 55-65°C. actividad microbiana. pH Influye en la viabilidad de Digestión anaerobia los microorganismos óptima entre 6.8-7.5. Oxígeno Determina si el proceso es Tratamiento aeróbico y aerobio o anaerobio. digestión anaerobia. Nutrientes Necesarios para el Relación C/N en crecimiento y compostaje (25:1). metabolismo. Humedad Necesaria para el Compostaje requiere 40- metabolismo microbiano. 60% de humedad. Temperatura: o La temperatura óptima para la mayoría de los microorganismos es entre 25°C y 40°C. o Temperaturas muy bajas ralentizan la actividad microbiana. o Temperaturas muy altas pueden destruir microorganismos. o Ejemplo: Compostaje eficiente se realiza entre 55°C y 65°C. pH: o La mayoría de los microorganismos prefieren un pH neutro (6.5 - 7.5). o Condiciones ácidas o alcalinas extremas pueden inhibir la degradación.  o Ejemplo: En la digestión anaerobia, un pH entre 6.8 y 7.5 favorece la producción de biogás. Disponibilidad de oxígeno: o En procesos aerobios, la presencia de oxígeno es esencial para la oxidación de la materia orgánica. o En procesos anaerobios, la falta de oxígeno permite que los microorganismos utilicen aceptores alternativos (sulfatos, nitratos). o Ejemplo: El compostaje necesita aireación constante para mantener niveles adecuados de oxígeno. Nutrientes: o Los microorganismos requieren carbono (C), nitrógeno (N), fósforo (P) y otros minerales para su crecimiento y metabolismo. o Una relación C/N óptima es fundamental. Por ejemplo, en compostaje, una relación C/N de 25:1 a 30:1 es ideal. o Ejemplo: En el tratamiento de aguas residuales, agregar nutrientes puede acelerar la degradación. Humedad: o La disponibilidad de agua es necesaria para el metabolismo microbiano. o La humedad óptima en procesos como el compostaje es del 40% al 60%. o Ejemplo: La falta de humedad ralentiza el proceso de descomposición en suelos. Bibliografía: Javier, M. V. F. (2016, 14 marzo). Degradación aerobia de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos y su transformación a Biogás. UAM. https://bindani.izt.uam.mx/concern/tesiuams/4f16c281g} Carlos. (2022, 20 octubre). FACTORES QUE AFECTAN AL DESARROLLO BACTERIANO. FBK México. https://fbkmexico.com/factores-que-afectan-al- desarrollo-bacteriano/ The largest hybrid packaging supplier | Berlin Packaging. (s. f.). Berlin Packaging. https://www.berlinpackaging.eu/es/blog/factores-que-afectan-al- desarrollo-de-microorganismos-en-los-alimentos/