Aplicaciones en saneamiento ambiental

En manejo de desechos orgánicos sólidos:

Uno de los grandes problemas ambientales que tenemos a nivel mundial es la acumulación de basuras, donde encontramos desechos de toda clase; una de las alternativas para solucionar este tipo de problemas es la utilización de microorganismos como herramienta biológica, debido a que por su maquinaria enzimática son capaces de utilizar de los nutrientes que ofrecen estos desechos y así transformarla, evitando que estos desechos se acumulen en el ambiente.

Es importante aclarar que todos los procesos degradativos son posibles gracias a la enzima, la cual es un catalizador o sustancia que sirve incrementar la velocidad de una reacción, la enzima no cambia. Las enzimas, ayudan a realizar metabolicamente todos los procesos que le permiten la obtención de energía.

El carbono es uno de los elementos más importantes para la naturaleza, que sirve como piedra angular de la estructura celular. La fuente principal del carbono es el CO2, pero este existe en cantidades pequeñas, los tejidos vegetales y las células microbianas contienen grandes cantidades de carbono. El dióxido de carbono es convertido a carbono orgánico, principalmente por la acción de organismos fotoautotróficos. Estos fotoatótrofos suministran los nutrientes orgánicos necesarios para los animales heterótrofos y para los organismos microscópicos que no tienen clorofila.

Los organismos fotosintéticos fijan constantemente el carbono formando compuestos orgánicos con ayuda de la luz solar y una vez que el elemento se ha fijado, no puede utilizarse para generar nuevas plantas. Para que los organismos superiores sigan proliferando, es necesario que los materiales carbonados sean degradados y regresados a la atmósfera.

Se torna entonces importante el ciclo del carbono donde se aprecia como la el carbono es recirculado en toda la naturaleza, especialmente cuando los microorganismos ocupan un lugar muy importante, al intervenir después de la muerte de los animales y plantas. Los tejidos muertos son degradados y transformados en células microbianas y en un amplio conjunto heterogéneo de compuestos carbonados, que se conoce como humus o fracción orgánica del suelo.
El medio más rápido de transformación del carbono es mediante el CO2 de la atmósfera. El CO2 es retirado de la atmósfera principalmente por la fotosíntesis de las plantas terrestres y vuelva a ellas a través de la respiración de los animales y de los organismos quimioorganotróficos. El aporte de dióxido de carbono proviene de la desco orgánica muerta, incluyendo el humus, llevada a cabo por los microorganismos.

El carbono fijado fotosintéticamente es degradado finalmente por varios organismos. En la degradación se observan dos estados principales de oxidación del carbono: el metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2). Estos dos productos gaseosos se originan de la siguiente manera: el CH4, por la actividad de los metanógenos, el CO2, por diversos quimiorganotrofos mediante fermentación, por la respiración anaerobia o por la respiración aeróbica (Figura 2).

Todo el carbono vuelve finalmente a la forma de CO2, a partir del cual el metabolismo autotrófico inicia de nuevo el ciclo del carbono.
Esta gráfica muestra como intervienen los microorganismos en el ciclo del carbono, tanto en zonas anóxicas como oxicas, que son las atmósferas presentes en la naturaleza.

· Promueve la transformación aeróbica de compuestos orgánicos, evitando la descomposición de la materia orgánica por oxidación en la que se liberan gases generadores de olores molestos (sulfurosos, amoniacales y mercaptanos).

· Evita la proliferación de insectos vectores, como moscas, ya que estas no encuentran un medio adecuado para su desarrollo.

· Incrementa la eficiencia de la materia orgánica como fertilizante. Durante el proceso de fermentación se liberan y sintetizan sustancias y compuestos como: aminoácidos, enzimas, vitaminas, sustancias bioactivas, hormonas y minerales solubles, que al ser incorporados al suelo a través del abono orgánico, mejoran sus características físicas, químicas y microbiológicas.

· Acelera el proceso de compostaje a una tercera parte del tiempo de un proceso convencional.

· Elimina microorganismos patógenos en el material compostado, por efecto de las altas temperaturas generadas en los núcleos de las pilas, que alcanzan los 70°C. La mayoría de este tipo de microorganismos perecen a los 40-50°C.


En tratamiento de aguas servidas

· Transforma y sintetiza la materia orgánica.

· Reduce los valores de DBO y DQO.

· Incrementa los valores de oxígeno disuelto.

· Reduce producción de lodos en sistemas de tratamiento convencionales.


En tratamiento de aguas para consumo humano

· Evita la formación de compuestos cancerígenos como los trialometanos.

· Elimina la presencia de microorganismos patógenos.

· Mejora las condiciones de oxígeno disuelto.

· Induce características benéficas mediante sustancias antioxidantes.