INFERENCE OF SENSOR BEHAVIOUR

El petróleo es un líquido negro viscoso de composición química diversa, mayoritariamente de la familia de los hidrocarburos. Este compuesto de gran utilidad para las actividades humanas, en los últimos años se ha convertido en uno de los contaminantes ambientales que impactan gravemente a los ecosistemas; actualmente son frecuentes los vertimientos accidentales en tierra y agua que se extienden rápidamente de manera casi incontrolable como es el caso de los océanos. Ante esta grave situación los microorganismos son una herramienta valiosa e indispensable para la descontaminación de sitios afectados por este combustible (figura 66).

La biodegradación del petróleo, desechos petrolizados y sus derivados ha sido posible gracias a la actividad metabólica enzimática de una diversidad de bacterias, hongos, levaduras, cianobacterias y algas que tienen la capacidad de oxidarlo a CO2. Esta acción

de los microorganismos además de descomponerlo dispersa o desaparece la mancha sobre el sitio contaminado. Es importante mencionar que para este tipo de contaminaciones es común usar varias estrategias a la vez como la bioestimulación, bioaumentación o fitorremediación.

Figura 66. Biorremediación de petróleo en suelos. Imagen de la izquierda en enero del 2008, imagen central en junio del 2008 e imagen de la derecha en septiembre de 2008. Tomado del siguiente enlace: http://eninteriores.com/2010/05/27/biorremediacion-opcion-contra-derrames-de-petroleo/

El petróleo es una fuente orgánica muy rica que puede ser usada como sustrato por muchos microorganismos en condiciones aerobias. Su biodegradación tiene lugar en la interfase petróleo agua donde éste compuesto está mezclado con el sustrato húmedo que facilita la acción microbiana. Para hacer más eficiente el proceso de biorremediación es importante fertilizar la zona afectada con compuestos inorgánicos como el nitrógeno, fósforo y potasio. La eficiencia de la biodegradación también depende de la disponibilidad de oxígeno y de la temperatura.

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Entre los factores que afectan la biodegradación del petróleo tenemos:  Temperatura

El rango de temperatura puede variar de -2 a 35 °C, donde la velocidad de degradación y volatilidad disminuye a medida que baja la temperatura y se incrementa la viscosidad.  Oxígeno

La biodegradación del petróleo es mayor en condiciones aerobias que anaeróbias. En el caso de los vertimientos marinos usualmente no es un limitante pero cuando el petróleo alcanza los sedimentos marinos la biodegradación disminuye. Cuando la permeabilidad se reduce y se obstruyen los espacios intersticiales de los sedimentos se deben recurrir a técnicas que ayuden la aireación como la labranza, rastrillado o arado en forma periódica.

 Nutrientes

En muchos ambientes contaminados los nutrientes esenciales como el nitrógeno, fósforo, hierro o potasio puede ser deficientes para el proceso degradativo porque sus concentraciones no favorecen el crecimiento y el metabolismo microbiano. En estos casos es usual agregarlos al ambiente, como fertilizantes líquidos y agrícolas, o en forma de liberación lenta, briquetas, gránulos o con aspersores.

Usualmente se usa una proporción de C:N:P de 120:10:1. Es importante aclarar que la fuente de carbono es el petróleo.

En la naturaleza se pueden encontrar muchos microorganismos degradadores de petróleo y su diversidad y efectividad dependen de la exposición a este tipo de hidrocarburos además de la complejidad de los componentes del petróleo, donde los más complejos demorarán más en degradarse respecto a los más simples. Es importante mencionar que hay fracciones de hidrocarburos volátiles que se evaporan rápidamente y no necesitan la participación de microorganismos, sólo los componentes de mayor complejidad son tratados con la remediación microbiana.

La biorremediación del petróleo como cualquier otro proceso de limpieza tiene sus ventajas y desventajas, entre las ventajas tenemos:

 Los cambios físicos que origina sobre el sitio afectado son menores.  Si se usa correctamente no produce efectos adversos significativos.

113  Es útil para retirar compuestos tóxicos del petróleo

 Se usan tecnología más simples y menos costosas

Entre las desventajas de la biorremediación del petróleo están:

 Para muchos tipos de vertimientos su efectividad todavía es indeterminada.  Es un proceso largo.

 Su implementación es única y específica para cada lugar contaminado

 Se requiere información sustancial del lugar contaminado y de las características del vertido.

NOTA:

Por favor leer el siguiente artículo:

http://www.unicolmayor.edu.co/invest_nova/NOVA/ARTREVIS1_5.pdf

Biodegradación de xenobióticos

Los xenobióticos son compuestos desarrollados por síntesis química por el hombre y no existen en la naturaleza. Como resultado de las actividades industriales, agrícolas y mineras se han desarrollado una gran variedad de estos componentes de difícil degradación o tratamiento, los cuales son persistentes en los ambientes contaminados (recalcitrantes). Entre ellos están: insecticidas clorados (DDT, lindano, clordano), insecticidas organofosforados (palatión, malatión), herbicidas, PCB, etc. Entre los procesos más usados para degradar estos compuestos esta la fotodegradación por radiaciones solares, los procesos de oxidación y reducción química y la biorremediación o biodegradación microbiana; nos enfocaremos en esta última.

Aunque no existen en la naturaleza, la estructura de los plaguicidas o xenobióticos puede estar sujeta a la actividad microbiana donde algunas sustancias sirven como fuentes de carbono y energía o como donadores de electrones. La degradación de estos compuestos puede ser total o incompleta dependiendo de la toxicidad y complejidad del

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contaminante. Muchos de ellos no llegan hasta los procesos de mineralización e incluso se pueden generar sustancias recalcitrantes aún más tóxicas que las originales.

De la misma manera que con otros contaminantes la degradación depende de factores como temperatura, pH, aireación, contenido de materia orgánica, biodisponibilidad de oxígeno, solubilidad (muchos son insolubles en agua), entre otros.

Muchas bacterias y hongos en la naturaleza tienen la capacidad de degradar xenobióticos, pero con los avances biotecnológicos la manipulación genética de microorganismos se ha convertido en una herramienta clave y muchas veces más eficiente para biorremediar ambientes contaminados con xenobióticos, petróleo, metales pesados y casi todos los contaminantes.

Para el tratamiento de sitios contaminados con metales pesados (plomo, mercurio, selenio, etc) también es muy útil la fitorremediación.

NOTA:

Para mayor información sobre biorremediación de metales pesados por acción microbiana ver este enlace:

http://binational.pharmacy.arizona.edu/documents/Biorem-HM-es-JAF.pdf

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