semana 4- biotecnologia ii

• Biofilms/Biopelículas


  Comunidades estructuradas de una o más especies de microorganismos en una matriz, adheridas a un sustrato o interface biótica o abiótica

  
• Factores que determinan la formación de biofilm

  • Biológicos (especies y cepas bacterianas)
  • Químicos (composición del fluido, pH, temperatura)
  • Físicos (composición y rugosidad de la superficie, hidrodinámica del fluido)

  
• El rango de concentración celular en un biofilm es aprox. 107 – 109 células/ cm2

  
• Los exopolisacáridos (EPS) representan aprox., el 50% del total de masa orgánica del biofilm
• Quorum sensing (QS)


  Sistema de comunicación célula-célula que se da a través de señales químicas (QSM), las señales se acumulan en el ambiente en función al crecimiento bacteriano, la comunicación puede ser intraespecífico o interespecífica
• Por qué las bacterias forman biofilms

  • Protección ante condiciones adversas del entorno
  • La matriz de EPS los protege de la deshidratación
  • Resisten la fagocitosis
  • Rápido intercambio de nutrientes, metabolismo y material genético
  • La adhesión a las superficies sólidas induce la expresión de genes que controlan la liberación de los polisacáridos del biofilm
• Biofouling


  Representa un problema para sistemas de refrigeración, fábricas de papel, membranas de ósmosis inversa, etc. El agua empleada en los procesos contiene macronutrientes que inducen la formación de biofilms, la temperatura también favorece su formación
• Control del biofouling


  • Remoción física, uso de materiales no porosos, uso de biocidas, fagos y sustancias que inducen la agregación de bacterias antes de la formación de los EPS
• El biofouling puede influir sobre la biodiversidad
• Biofilms en tratamiento de aguas residuales


  Las superficies empleadas para la formación del biofilm son porosas, el agua residual fluye en contacto directo con el biofilm, de esta manera se genera un intercambio de nutrientes y productos metabólicos entre la película y el líquido exterior

  
• Factores a controlar en biofilms para tratamiento de aguas residuales

  • Reacción constante (depende de la masa de células activas y el rendimiento de la biomasa al interior del biofilm)
  • Comunicación interna
  • Grosor del biofilm

  
• Se investigó la aplicación de reactores de secuenciación por lotes (SBR) y de secuenciación por lotes de biopelícula (SBBR) a escala de laboratorio para el tratamiento de aguas residuales lácteas bajo una carga orgánica de 1130-1560 gBOD5/m3 d

  
• Las principales características de las aguas residuales de la lechería fueron: pH=4,9, demanda química de oxígeno (DQO)=16.264 mg/l; demanda biológica de oxígeno (DBO5)=10.536 mg/l, PO4-P=342 mg/l; nitrógeno total (TN)=224 mg/l

  
• El SBR y el SBBR se operaron en ciclos fijos de 24 h, cada uno de los cuales constaba de llenado de 30 min, aireación de 22 h, sedimentación de 1,5 h, decantación de 30 min e inactividad con un tiempo de retención hidráulica (TRH) de 8 días
• Agregar un bioportador al reactor tuvo un efecto positivo en la remoción orgánica con remoción de DQO de 63.5% para SBR y 81.8% para SBBR y remoción de nutrientes con eliminación de amonio del 66,0 % para SBR y del 85,1 % para SBBR en el tratamiento de aguas residuales lácteas
• Los exudados de la raíz funcionan como inductores de la colonización y asociación de biopelículas en la rizosfera
• Lodos activados


  Tratamiento biológico de aguas residuales mediante el cual se eliminan contaminantes gracias a la actividad biológica de los microorganismos que convierte la materia orgánica en gas y biomasa
• Proceso aerobio


  Materia orgánica + Oxígeno → MO aerobios → BIOMASA (C5H7CO2) + CO2, H2O, NH3
• Proceso anaerobio


  Digestión o fermentación anaerobia
• Factores que afectan la eficiencia de los lodos activados

  • Cantidad de nutrientes
  • Ausencia de compuestos inhibidores
  • Condiciones ambientales (pH, temperatura, oxígeno)
• La eficiencia de los lodos activados depende de la capacidad de los microorganismos para modificar su estructura adquiriendo propiedades de aglomeración y floculación una vez que la aireación se detiene
• Por qué las bacterias forman biofilms