Aporte Colectivo Aplicación de la Biotecnología Ambiental

1. Trabajo Colaborativo
PROPUESTA DE SOLUCIÓN A UNA PROBLEMÁTICA AMBIENTAL
BASADA EN LA APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA
Problemática asociada a las aguas residuales y los relaves mineros
Electiva I: Biotecnología Ambiental
Ángela María Benavides Rosero
Edith Amanda Tipaz Tipaz
Vladimir Gaviria González
COHORTE XIX
MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
DOCENTE
Jorge William Arboleda Valencia
FACULTAD DE CIENCIAS CONTABLES, ECONÓMICAS Y
ADMINISTRATIVAS
MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
UNIVERSIDAD DE MANIZALES
2019

2. CONTENIDO
INTRODUCCION ...........................................................................................................3
1. APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL PARA EL
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES .............................................................6
1.1. Identificación de la problemática o necesidad............................................6
1.2. Alternativas de tratamiento de aguas residuales con base en la
biotecnología ambiental ............................................................................................9
1.2.1. Tratamiento aerobio de efluentes líquidos.........................................13
1.2.2. Tratamiento anaerobio de efluentes líquidos ....................................14
1.2.3. Macrófitas acuáticas..............................................................................15
1.2.4. Microalgas...............................................................................................16
1.2.5. Biodegradación.......................................................................................17
2. APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL EN PROCESOS
MINEROS......................................................................................................................18
2.1. Identificación de la problemática o necesidad..........................................18
2.2. Alternativas de tratamiento con base en biotecnología ambiental........27
2.1.1. Tratamiento biológico de relaves de mercurio ......................................27
2.2.2. Tratamiento biológico de relaves de cianuro ........................................27
2.2.3. Procesos de biooxidación y biolixiviación..............................................28
CONCLUSIONES ........................................................................................................30
Referencias Consultadas............................................................................................31

3. LISTA DE TABLAS
TABLA 1. SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS SEGÚN LOS
CONTAMINANTES QUE CONTIENEN............................................................10
TABLA 2. PRINCIPALES CONTAMINANTES DE LAS AGUAS RESIDUALES
.................................................................................................................................12
TABLA 3. NIVELES DE REMOCIÓN DE LOS CONTAMINANTES SEGÚN SEA
EL TRATAMIENTO ..............................................................................................12
TABLA 4. IMPACTOS EN LA SALUD Y EL AMBIENTE GENERADO POR LOS
RESIDUOS DE DRENAJE ÁCIDO, MERCURIO, CIANURO Y ARSÉNICO,
EN PROCESOS DE EXTRACCIÓN DE MINERALES – ALTERNATIVAS
DE TRATAMIENTO..............................................................................................20
TABLA 5. TÉCNICAS DE MINERÍA DE ORO EN ALGUNOS MUNICIPIOS DE
COLOMBIA Y LOS IMPACTOS AMBIENTALES GENERADOS .................23
LISTA DE ILUSTRACIONES
ILUSTRACIÓN 1. UBICACIÓN GEOGRÁFICA MUNICIPIO EL TAMBO ............6
ILUSTRACIÓN 2. QUEBRADA MOLINOYACO, MUNICIPIO EL TAMBO...........7
ILUSTRACIÓN 3. ORDENAMIENTO DEL CAUCE PRINCIPAL DEL RÍO
CHIQUITO 2013- CORPONARIÑO.....................................................................8
ILUSTRACIÓN 4. MECANISMO DE ACCIÓN DE LAS MACRÓFITAS .............16
ILUSTRACIÓN 5. SISTEMA DE TRATAMIENTO CON MICROALGAS ............17
ILUSTRACIÓN 6. SISTEMA DE TRATAMIENTO POR DEGRADACIÓN
BIOLÓGICA ...........................................................................................................18

4. INTRODUCCION
Las profundas transformaciones que estamos afrontando como humanidad
implican el cambio de paradigma en cómo enfrentar estos nuevos retos. El
sistema que soporta la vida en la tierra está colapsando y eso ha generado una
gran preocupación por cambiar nuestro actuar, pues implica la responsabilidad
de garantizar la supervivencia de la humanidad en la tierra. Esta necesidad de
cambio se ve reflejada en las actuales preocupaciones por el ambiente y por
los ecosistemas.
Las cuencas hidrográficas no son ajenas a estos fenómenos y el recurso agua
es el que se ha visto más afectado por la aceleración del ciclo hídrico, haciendo
necesario revisar el ordenamiento territorial desde el enfoque hídrico.
El Ministerio de Ambiente define “cuenca hidrográfica” como la unidad
fundamental de análisis para el desarrollo de los procesos de planificación y
administración. Es una unidad de territorio definido por la existencia de la
divisoria geográfica principal de las aguas superficiales, conformando un
sistema interconectado de cauces secundarios que convergen en un cauce
principal único que, a su vez, puede desembocar en un río principal, en un
depósito natural de aguas, en un pantano o directamente en el mar.
Por su localización geográfica, su orografía y una gran variedad de regímenes
climáticos, Colombia se ubica entre los países con mayor riqueza en recursos
hídricos en el mundo. Sin embargo, cuando se considera en detalle que la
población y las actividades socioeconómicas se ubican en regiones con baja
oferta hídrica, que existen necesidades hídricas insatisfechas de los
ecosistemas y que cada vez es mayor el número de impactos de origen
antrópico sobre el agua, se concluye que la disponibilidad del recurso es cada
vez menor.
Las cuencas hidrográficas han sido durante la evolución de la civilización el
elemento fundamental para los asentamientos humanos y por ende el principal
ordenador territorial esto debido a que el agua es la base de la vida. La
sociedad a medida que ha generado crecimiento físico también ha ocasionado
afectaciones a las cuencas hídricas, este tipo de afectaciones se reflejan es
alto consumo y desperdicio del recurso hídrico, así como también
contaminación de el mismo para el desarrollo de los diferentes asentamientos,
industria y comercio.
Las aguas residuales no tratadas y dispuestas de manera directa sobre aguas
superficiales pueden contaminar las fuentes agua disponibles para poblaciones
aguas debajo de los puntos de disposición de las residuales, lo cual es una
práctica muy común a lo largo de la historia. Además, las aguas contaminadas
pueden traer problemas de salud (por reducción de agua potable, alimentos
contaminados, o productos agrícolas de regadío, entre otros), al medio
ambiente (afectación a la biodiversidad y degradación de los ecosistemas

5. acuáticos, malos olores, bioacumulación), y a la economía (reducción de la
productividad industrial, agrícola, pesca), por eso su tratamiento y descarga
controlada son necesarios dentro de los planes de gestión del recurso hídrico.
En el escrito se presenta la problemática relacionada con la contaminación
hídrica por el vertimiento de aguas residuales en los municipios de El Tambo y
Cumbal del departamento de Nariño y la problemática asociada al vertimiento
de relaves mineros en el departamento de Antioquia.
En ambos casos se proponen alternativas de solución con base en la
aplicación de la biotecnología mediante procesos como el tratamiento aerobio y
anaerobio de efluentes líquidos y biorremediación en el caso de tratamiento
biológico de aguas residuales y los procesos de depuración y remediación
biológica en la problemática asociada al vertimiento de relaves mineros.

6. 1. APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL PARA EL
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
1.1. Identificación de la problemática o necesidad
Muncipio de El Tambo
El municipio de El Tambo se encuentra ubicado en la parte central del
Departamento de Nariño en la bioregión del Valle Interandino del Patía región
Interna Andino Amazónica, específicamente en la microrregión del Guaitara
Medio. Posición geoestratégica con múltiples potencialidades, por tratarse de
una zona de confluencia de unos Municipios de la Cordillera Occidental. La
mayor parte de su territorio es ondulado y montañoso, destacándose como al
occidentes la cuchilla de El Tambo y el Cerro de La Espada. El municipio posee
una extensión de 247 km².
Ilustración 1. Ubicación geográfica municipio El Tambo
La quebrada Molinoyaco (que incluye sus quebradas afluentes dentro del casco
urbano), es el cuerpo de agua más importante de la cabecera urbana y lo
recorre totalmente, paulatinamente se ha contaminado, hecho que nace en la
carencia de un plan de saneamiento básico eficiente que llegue a todos los
pobladores del casco urbano, además la falta de educación respecto a: el
tratamiento adecuado de aguas servidas; a la importancia ambiental de este
cuerpo de agua para la subregión; a las amenazas y riesgos que conlleva la
invasión de su ronda hídrica; el desconocimiento ha generado que el municipio
le dé la espalda a este cuerpo de agua.

7. Ilustración 2. Quebrada Molinoyaco, municipio El Tambo
Es imortante tener presente que, los cuerpos hídricos son los articuladores del
ordenamiento territorial y los que han permitido el desarrollo de las urbes, por
parte de la sociedad no se ha entendido que estos cuerpos hídricos son los
generadores de vida y que por lo tanto se debe protegerlos. La civilización ha
provocado el deterioro ambiental porque se tenía una concepción de que el
agua era un recurso infinito porque que se podría malgastar y contaminar
porque este cumple con un ciclo biológico lo cual garantiza su producción
infinita.
Muncipio de Cumbal
En el municipio de Cumbal se encuentra una cuenca hidrográfica denominada
Rio Chiquito. Este rio nace del Volcán Nevado de Cumbal ubicado en el Cordón
Occidental de la Cordillera, hace un recorrido en dirección oriente – occidente y
su corriente principal circula por el municipio de Cumbal en el departamento de
Nariño hasta convertirse en afluente del Río Blanco.
El cauce principal del Río Chiquito comprende una distancia de 16,96 km
desde su nacimiento en el municipio de Cumbal hasta su desembocadura al
Río Blanco. El Rio Chiquito, atraviesa el casco urbano del Municipio de
Cumbal y en su recorrido recoge todo el aporte residual doméstico de la
población, el aporte ocasional de algunas porquerizas, residuos del matadero y
los residuos del procesamiento de leche, lo cual le ocasiona una grave
afectación.

8. Ilustración 3. Ordenamiento del cauce principal del Río Chiquito 2013-
CORPONARIÑO
La Microcuenca del Rio Chiquito se encuentra en una zona sensible desde el
punto de vista ambiental, sometida a una fuerte presión de deforestación y
utilización del suelo para fines agropecuarios en donde sobresalen cultivos de
papa, arveja, zanahoria y pastos naturales, por otro lado a esta microcuenca se
descargan los colectores del casco urbano del Municipio de Cumbal y de igual
manera la contaminación que se recibe directamente por el Matadero Industrial,
es decir esta corriente se usa para:
- Procesos de riego
- Consumo de bebederos para animales
- Fumigaciones agrícolas
- Descargas de aguas negras
- Depósito de residuos
Y los problemas de contaminación que se presentan en la corriente son:
- Residuos sólidos
- Residuos orgánicos
- Escombros
- Residuos químicos
- Descargas de corrales
- Residuos del matadero
El caudal en tiempo de invierno aumenta causando derrumbes y daños a
algunos cultivos, por el motivo que en verano lo utilizan como depósito de

9. residuos y en tiempo de invierno arrastra con todo tapando en ocasiones el
sistema de alcantarillado.
El impacto ambiental y las consecuencias de estas malas prácticas ha traído,
entre otros, situaciones como:
- Mala calidad de agua
- Muerte de fauna y flora
- Escasez de agua para bebederos
- Proliferación de plagas
Por otro lado como la microcuenca del Rio Chiquito es fuente de
abastecimiento de acueducto tanto del municipio Cumbal, Aldana, Carlosama
e Ipiales ha generado efectos como en el 2017 se configuró un brote de EDA
en el municipio de Ipiales – Nariño, con un acumulado de 2.816 casos; el brote
afectó el 85 % de los barrios de este municipio (Corporación Autónoma
Regional de Nariño, 2013).
1.2. Alternativas de tratamiento de aguas residuales con base en la
biotecnología ambiental
El hombre ha avanzado con la biotecnología buscando estrategias de solución
a las problemáticas presentes en el planeta y una de esas soluciones es
desarrollar sistemas de tratamiento de agua. La importancia del tratamiento de
aguas residuales radica en generar procesos que permitan el reuso y la
recuperación de este recurso vital, para contribuir en el mejoramiento de la
salud pública y el medio ambiente. Existen diversos métodos de tratamientos
de aguas residuales mediante procesos físicos, químicos y biológicos, cabe
resaltar que los cuerpos de agua realizan un proceso natural de decantación y
purificación natural sin embargo este es efectivo dependiendo del grado de
afectación en cuanto a contaminación de la fuente, así como también de la
cantidad de elementos contaminantes que sean depositados a la fuente.
La biotecnología, dadas las herramientas y procesos que aborda, es la principal
disciplina para el estudio del tratamiento biológico de las aguas residuales. Las
dinámicas poblacionales, interacciones entre especies, y las rápidas tasas de
crecimiento y de reacción, hacen del tratamiento de aguas residuales el
proceso apropiado para la aplicación de todas las herramientas biotecnológicas
(Mantecón, 2018).
Los efluentes líquidos o aguas residuales se pueden clasificar de diversas
formas como: agraria, industrial y urbana. Las aguas de tipo agrario están
compuestas fundamentalmente de estiércol y restos de abono, siendo los
contaminantes más importantes los sólidos en suspensión y disueltos, de los
cuales destacan los fertilizantes. Las aguas de tipo urbano están compuestas
fundamentalmente de residuos orgánicos y productos de lavado, siendo los
contaminantes más importantes las grasas y aceites, la materia orgánica en
general y los microorganismos patógenos. Las aguas industriales en cambio

10. son de contenido muy variable y dependiente del proceso productivo, lo que
impide su generalización en cuanto a tratamiento y carga contaminante.
Profundizando en el problema característico de las aguas industriales es que,
mientras los vertidos urbanos convencionales presentan impurezas minerales y
orgánicas cuya naturaleza y concentración son bastante similares de una
ciudad a otra, por lo que sus líneas de tratamiento pueden ser análogas, los
vertidos industriales, debido a su gran diversidad, necesitan de una
investigación propia para cada tipo de industria y la aplicación de procesos de
tratamiento específicos. Así, es necesario para encontrar el proceso adecuado,
realizar estudios de tratabilidad de aguas residuales, que se diseñan con el
objetivo de conocer la capacidad de eliminación de contaminantes por medio
de uno o varios procesos de tratamiento, y a la vez acondicionar el efluente a
los valores permisibles de carga orgánica y otros elementos contaminantes,
para su vertido a los cursos receptores de agua. Esto que parece tan lógico,
raramente es realizado y es causa de innumerables fracasos en los sistemas
de tratamiento.
Por lo anterior la ciencia ha implementado diversos tipos de tratamientos en lo
que los tratamientos de efluentes líquidos incluyen tres categorías:
- Tratamiento físico o primario
- Tratamiento biológico o secundario
- Tratamiento químico o terciario
Los tratamientos químicos buscan la eliminación de elementos patógenos y
reciben el nombre de desinfección; por su parte los biológicos incluyen el uso
de plantas acuáticas para eliminar compontes orgánicos e inorgánicos. Entre
los tratamientos físicos está el uso de temperatura, radiación ultravioleta, entre
otros para eliminar y/o controlar elementos no deseables en las aguas
residuales.
En la Tabla 1 se relacionan los principales sistemas de tratamiento de aguas
residuales según el tipo de contaminante que contienen.
Tabla 1. Sistemas de tratamiento de aguas según los contaminantes que
contienen
Contaminante Sistema de tratamiento Desinfección
Bacterias, protozoarios,
virus y hongos
Filtración
Hipoclorito de sodio,
fotocatalizadores, ozono o
peróxido
Sólidos suspendidos y
sedimentables
Coagulación con sulfato de aluminio o
cal. Floculación con poliacrilamidas
Hipoclorito de sodio,
fotocatalizadores, ozono o

11. Contaminante Sistema de tratamiento Desinfección
aniónicas. Sedimentación y filtración. peróxido
Fe y Mn
Enmascarantes a base de
tripolifosfatos, oxidación por cloración,
oxidación con aire y ozono,
coagulación y filtración,
biorremediación
Hipoclorito de sodio,
ozono o peróxido. La
presencia de Fe y Mn
puede interferir con la
fotocatálisis.
As
Oxidación con aire y ozono,
coagulación con cal, coagulación con
compuestos de hierro, floculación con
poliacrilamidas aniónicas,
fraccionamiento, clarificación y
filtración, biorremediación con plantas
Hipoclorito de sodio,
ozono o peróxido.
Sistema Tinep.
Materia orgánica
Coagulación con sulfato de aluminio o
cal, floculación con poliacrilamidas
aniónicas, sedimentación y filtración.
Hipoclorito de sodio,
fotocatalizadores, ozono o
peróxido y radiación UV.
Dureza
Coagulación con cal,
oxidación/coagulación/floculación/
Sistema TINEP, coagulación con
compuestos de hierro o calcio,
floculación con poliacrilamidas
aniónicas, friccionamiento y filtración.
Hipoclorito de sodio,
fotocatalizadores, ozono o
peróxido
H2S
Modificación del pH, desgasificación y
filtración
Hipoclorito de sodio,
fotocatalizadores, ozono o
peróxido, radiación UV
Color, algas, humus,
limos
Coagulación con sulfato de aluminio o
cal, floculación con poliacrilamidas
aniónicas, sedimentación y filtración.
Hipoclorito de sodio,
fotocatalizadores, ozono o
peróxido, radiación UV (si
no existen fenoles o
compuestos aromáticos)
Metales Cr, Co, Li, Ni,
Zn y otros
Biorremediación por fitorremediación,
sistemas de humedales y oxidaciones
biológicas
Hipoclorito de sodio,
ozono o peróxido
Plaguicidas y nutrientes
Biorremediación, oxidación biológica y
degradación enzimática
Fotocatalizadores, ozono
o peróxido, radiación UV
Fuente: Solar Safe Water. Tecnologías de tratamiento de aguas en
Latinoamérica: oferta disponible y diagnóstico de demanda. Mónica Guagnelli y
Moisés Rebollar Barceló. Instituto Nacional de Investigación y Desarrollo.
México D.F. México. (s.f)
Entre las propiedades físicas que caracterizan el agua residual se puede
destacar el contenido de sólidos, la materia en suspensión, los sólidos
sedimentables, la materia coloidal y los sólidos disueltos, entre otras
características como el color, la turbidez, el olor, la densidad y la temperatura.

12. En la Tabla 2 se destacan los contaminantes principales de las aguas
residuales, su fuente y la importancia ambiental.
Tabla 2. Principales contaminantes de las aguas residuales
Contaminante Fuente Prospectiva ambiental
Sólidos suspendidos
Uso doméstico, industrial y
agua infiltrada en la red.
Causa depósitos de lodo y
condiciones anaerobias en
ecosistemas acuáticos,
disminución de oxigeno
disuelto.
Compuestos orgánicos
biodegradables
Residuos líquidos domésticos
e industriales
Cauda degradación biológica,
que incrementa la DBO y
DQO en los cuerpos
receptores y ocasiona
condiciones indeseables.
Microorganismos patógenos Residuos domésticos
Enfermedades en la
población
Nutrientes
Residuos domésticos e
industriales
Eutrofización
Compuestos orgánicos
refractarios
Residuos industriales
Alteración de propiedades
físicas como el olor y el sabor,
pueden ser tóxicos y
carcinógenos.
Metales pesados
Residuos industriales,
minería
Tóxicos, pueden interferir con
los sistemas de tratamiento y
reúso del efluente.
Sólidos inorgánicos disueltos
Debido al uso industrial o
doméstico
Interfieren con el posible
reúso del efluente.
Fuente: Sistemas de plantas de tratamiento de aguas residuales en Colombia.
Universidad Nacional de Colombia, Bogotá (2013).
Por razones técnicas y económicas, los tratamientos físico-químicos son
aplicados en aguas con sólidos suspendidos, contaminantes inorgánicos o con
materia orgánica no biodegradable, mientras que los segundos se utilizan
cuando los principales contaminantes son biodegradables. La Tabla 3 indica los
niveles de remoción alcanzados en los tratamientos primarios, secundarios y
terciarios.
Tabla 3. Niveles de remoción de los contaminantes según sea el
tratamiento
Tratamiento (% remoción)

13. Tratamiento (% remoción)
Primario Secundario Terciario
DBO 35 90 99.99
DQO 30 80 99.80
SS 60 90
N 20 50 99.50
P 10 60 variable
Fuente: reducción de la contaminación en agua residual industrial láctea
utilizando microorganismos benéficos
El tratamiento secundario o biológico es el encargado de reducir la DBO de las
aguas residuales, ya sean industriales o urbanas a través de mecanismos
biológicos. Dichos mecanismos consisten en la asimilación de la materia
orgánica degradable biológicamente (DBO) por los microorganismos.
Dependiendo si estos procesos ocurren en presencia o ausencia de oxígeno se
tendrán tratamientos biológicos aerobios o anaerobios.
Como característica básica, los sistemas secundarios son sistemas biológicos
con microorganismos heterogéneos que normalmente presentan bajas
velocidades específicas de crecimiento, y que deben tratar un sustrato, también
heterogéneo, en grandes volúmenes de operación. Normalmente es un sistema
continuo y en la generalidad de los casos es poco controlado.
1.2.1. Tratamiento aerobio de efluentes líquidos
Los tratamientos aerobios son los tratamientos secundarios que disponen de
un mayor número de instalaciones, esto porque antes de la aparición de los
digestores anaerobios de segunda generación (años 80), los tiempos de
retención hidráulicos eran entre 15 y 30 veces menores que en el tratamiento
anaerobio. Por otra parte, al existir un gran número de instalaciones
funcionando, el sistema aerobio se ha seguido prefiriendo por ser algo probado.
En un sistema aerobio se produce una gran cantidad de biomasa que genera
un problema adicional de contaminación, ya que se debe disponer no sólo de
un sistema para el tratamiento de las aguas sino que también para la
disposición final de los lodos. Los tratamientos aerobios se pueden clasificar en

14. tratamientos con biomasa suspendida y tratamientos con biomasa fija. Entre los
primeros, los más importantes son los lodos activados y las lagunas aireadas, y
entre los con biomasa fija se cuentan los mal llamados “filtros percoladores” y
los contactores biológicos rotatorios.
Lodos activados
El sistema de lodos activados consiste en desarrollar un cultivo bacteriano
disperso en forma de flóculos (lodos activados) en un depósito agitado y
aireado, y alimentado con el agua a depurar. Después de un tiempo de
contacto suficiente, el licor de mezcla se envía a un clarificador (decantador
secundario) destinado a separar el agua depurada de los fangos, un porcentaje
de estos últimos se recirculan para mantener en el reactor una concentración
de biomasa activa elevada. El fango residual se extrae del sistema y se evacua
al tratamiento de fangos, lo que no siempre es posible de realizar,
fundamentalmente por problemas de espacio.
Filtros Aerobios
Los mal llamados filtros aerobios, filtros percoladores o biofiltros son en
realidad reactores de lecho fijo con masa microbiana inmovilizada sobre la
superficie de un soporte sólido, que en la mayoría de los casos está constituido
por piedras. El nombre de biofiltro ha hecho cometer innumerables errores en
el manejo del proceso, ya que se piensa que la depuración tiene lugar a través
de un proceso de filtración y no por una transformación biológica de la materia
orgánica mediante la acción de microorganismos. El principal problema es que
se opera a velocidades de dilución mayores a las adecuadas, consiguiendo
eficiencias de depuración menores (Chamy, 2013).
1.2.2. Tratamiento anaerobio de efluentes líquidos
La digestión anaerobia es uno de los mecanismos más frecuentemente
utilizados por la naturaleza para degradar las sustancias orgánicas. De hecho,
esta conversión se produce en diversos ambientes, ya sean naturales, como
los sistemas gastrointestinales (rumen), los sedimentos marinos de los ríos y
lagos, las fuentes termales, los volcanes, o bien en sistemas controlados como
los digestores o fermentadores anaerobios (Ronzano et al., 1995).
Ventajas
- Ahorros sustanciales, alcanzando el 90%, en costos operacionales
debido a que no se requiere energía para aireación

15. - Si se implementan en una escala adecuada, el CH4 producido resulta de
interés para la recuperación de energía o la producción de electricidad
- Las tecnologías no requieren el uso de equipos de alta tecnología,
excepto para la montura de bombas especiales y cribas finas. El sistema
de tratamiento es menos dependiente de tecnología de importación
- La tecnología es compacta con TRHs promedios entre 6 y 9 h y, por lo
tanto, pueden ser aplicables en áreas urbanas, minimizando los costos
de transporte
- La aplicación a pequeña escala permite la descentralización del
tratamiento, haciendo que el tratamiento del agua residual doméstica
sea menos dependiente de la extensión de las redes de alcantarillado
- El lodo producido en exceso es poco, bien estabilizado y fácilmente
deshidratado, por lo cual, no se requiere de un post tratamiento
Desventajas
- El tratamiento anaerobio es un tratamiento parcial, requiriendo de un
post-tratamiento para lograr los criterios de descarga o reúso.
- El CH4 producido se disuelve en gran parte en el efluente (dependiendo
de la concentración de DQO en el afluente). Hasta el momento no se
toman medidas para prevenir que el CH4 escape a la atmósfera.
- El CH4 colectado por lo general no se recupera.
- Existe poca experiencia en la aplicación a gran escala con temperaturas
moderadas a bajas.
- Algunos gases reducidos como el H2S, que se encuentran disueltos en
el efluente pueden escapar generando malos olores.
1.2.3. Macrófitas acuáticas
Las macrófitas acuáticas (plantas acuáticas) son seres muy potentes
biológicamente hablando que, gracias a procesos fisiológicos, son capaces
de absorber los contaminantes presentes en el agua. Su uso se basa en
relaciones de flujos de energía y nutrientes que tienen lugar entre éstas y los
microorganismos degradadores. Las plantas incorporan los compuestos que
hay en el agua de modo que disminuyen la contaminación, mejorando calidad
de la misma.
Las plantas acuáticas se han usado desde hace tiempo en sistemas de
tratamiento de aguas residuales. Los tipos de plantas usadas son: algas
microscópicas, plantas flotantes como el jacinto de agua o las lentejas de
agua, y otras plantas emergentes como el junco.

16. Ilustración 4. Mecanismo de acción de las macrófitas
1.2.4. Microalgas
Se trata de microorganismos fotosintéticos que pueden encontrarse de
manera natural en sistemas terrestres y en todos los cuerpos acuáticos. Se
utilizan como microorganismos purificadores de aguas residuales debido al
aprovechamiento de los nutrientes inorgánicos contenidos en esta agua para
favorecer el crecimiento de las microalgas. Las microalgas requieren dióxido
de carbono además de fósforo y nitrógeno (ambos presentes en los
efluentes) para su fotosíntesis. Éstos pueden ser obtenidos por simbiosis con
los microorganismos aerobios que están en los efluentes, que necesitan de
ese oxígeno para oxidar y eliminar los contaminantes orgánicos, liberando
CO2. La biomasa de algas que resulta además puede utilizarse en otros
ámbitos, como por ejemplo en la generación de metano o biodiesel,
actualmente objeto de diferentes investigaciones científicas.

17. Ilustración 5. Sistema de tratamiento con microalgas
1.2.5. Biodegradación
Puede considerarse como una tecnología de limpieza que, utilizando la
actividad de los microorganismos, elimina los contaminantes o disminuye su
concentración hasta niveles aceptables. En estos procesos de
biodegradación se lleva a cabo la conversión de la materia orgánica en
condiciones ambientalmente seguras por productos como el agua y el dióxido
de carbono. Esto se logra a través de la naturaleza por protozoos, bacterias y
hongos. Aunque estos microorganismos son de origen natural, existen ciertos
factores externos como por ejemplo las variaciones de temperatura, oxígeno
o pH (además de la presencia de productos químicos) que pueden resultar
poco favorables para un crecimiento adecuado de los mismos o para que la
reducción de compuestos orgánicos se lleve de manera acelerada.
Por ello se trabaja con microorganismo realmente fuertes y específicos que
en la mayoría de los casos se han adaptado de forma selectiva a través de la
bioaumentación. “En primer lugar, se hace una selección en el laboratorio
para escalar el contenido microbiano y posteriormente se llevan a procesos
de secado muy cuidadosos para proteger los microbios ya esporulados. En
ocasiones también es posible incorporar mezclas de varias cepas para que

18. se incremente la velocidad del proceso.”(Alejandro Maceira; David Escobar,
2012).
Ilustración 6. Sistema de tratamiento por degradación biológica
2. APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL EN PROCESOS
MINEROS
2.1. Identificación de la problemática o necesidad
La minería, como muchos otros procesos industriales, dentro de su producción
genera o emplean algunos productos que son altamente tóxicos, por sus
componentes y se conocen como relaves mineros. Estos relaves son
identificados como gigantescos depósitos de desechos tóxicos que contienen,
entre otras sustancias, ácidos, arsénico, plomo, mercurio, sales de cianuro y
residuos propios del procesamiento minero que se acumulan en millones de
toneladas. Las consecuencias sobre la salud humana y el ambiente, que estos
confinamientos de material contaminante producen, son incalculables. (Mejía,
J., Carrizales, et al 1999)
En lo que respecta a la generación de relaves con naturaleza ácida, el material
rico en compuestos de azufre, principalmente sulfuros, debido a la reacción con
oxígeno y agua, forman ácido sulfúrico, mecanismo que deriva en el
denominado “drenaje ácido de mina” el cual representa una de las
problemáticas más comunes asociadas a la extracción de minerales. En el
mayor de los casos, los drenajes ácidos derivan en los cuerpos de agua
afectando todo tipo de organismo vivo que allí confluya. (Deza, N. 2002).

19. Según estudios del Instituto Geológico y Minero de España y la Dirección de
Recursos Minerales y Geoambiente (Aduvire, O. 2006), con base en lo anterior,
el mecanismo químico mediante el cual se generan los drenajes ácidos son
consecuencia de la reacción de algunos sulfuros como la pirita, la calcopirita, la
pirrotina, la marcasita, entre otros, con el oxígeno del aire y con el agua de la
siguiente manera:
FeS2 + O2 + H2O SO42- + H+ + Fe2+
En lo que se refiere, a la presencia de otro tipo de sustancias tóxicas en los
relaves provenientes de la actividad minera, específicamente en la extracción
de oro y cobre, es común el uso de cianuro y el mercurio, con base en
mecanismos de cianuración y producción de amalgamas, respectivamente.
Cianuro es un término que se utiliza para designar a una gran familia de
compuestos tóxicos que contienen el ión cianuro, que pueden llegar a ser
potencialmente letales y corrosivos, además se descomponen en contacto con
agua. Éste se puede obtener de efluentes de fuentes como recubrimientos
metálicos, electrólisis de aluminio, gasificación del carbón, electrónicos, fibras
sintéticas, plásticas y la minería. El cianuro tiene la capacidad de formar
moléculas de gas como el cianuro de hidrógeno (HCN), que en solución acuosa
es el ácido cianhídrico; y en complejos cristalinos como el cianuro de sodio
(NaCN) o el cianuro de potasio (KCN)”. (Quispe et al., 2011).
El cianuro impacta la biota y los seres humanos a bajas, medias y altas dosis.
El cianuro es fitotóxico e interfiere en la fotosíntesis de las plantas verdes. Este
impacto es considerable, pues las bajas temperaturas implican en general
metabolismos más bajos, y por lo tanto menor velocidad de recuperación. No
es lo mismo un impacto por cianuro en ambientes con tasas de renovación
biótica intensa que en ambientes con severas restricciones
ambientales.(Quispe et al., 2011).
El Mercurio (Hg) es considerado como uno de los contaminantes ambientales
con mayor impacto sobre la biosfera. Durante la extracción de oro, el Hg se
emplea en su forma elemental para formar amalgamas oro-Hg. Una vez entra a
los ecosistemas, el Hg se esparce en el aire, suelo, agua y sedimentos.(Carro
de Diego, 2010). El mercurio en el medio acuático existe esencialmente en tres
formas: mercurio elemental, Hg0; mercurio inorgánico, como ion divalente Hg2+,
que puede aparecer hidratado o con cloruro, sulfuro, hidróxido o con materia
orgánica disuelta, en forma de metil mercurio (CH3Hg).
Tanto el cianuro como el mercurio, se caracterizan por tener condiciones
bioacumuladoras tóxicas y una gran persistencia en el ambiente, lo que hace
que sean de alta peligrosidad para la salud humana, ya que al no ser
biodegradables se transfieren dentro de la cadena trófica y se mantienen a
nivel molecular dentro de cada especie, aumentando su toxicidad por cada
nivel que avanzan en la cadena, siendo el humano el último nivel y el más
expuesto a elevadas concentraciones de los mismos.

20. Es común también encontrar trazas de arsénico en procesos mineros,
principalmente en la extracción de oro y cobre. La mayor parte de estos
yacimientos, contienen altos niveles de arsénico provenientes de los minerales
que encapsulan el metal. Se han podido identificar concentraciones de arsénico
considerables en sedimentos y suelos contaminados por los productos de la
actividad minera, principalmente en residuos de mina y efluentes (Azcue y
Nriagu, 1995).
En la Tabla 4 se resumen las problemáticas asociadas a la minería de oro y
cobre, impactos en la salud humana y el ambiente, debido a la presencia de
drenajes ácidos, mercurio, cianuro y arsénico.
Tabla 4. Impactos en la salud y el ambiente generado por los residuos de
drenaje ácido, mercurio, cianuro y arsénico, en procesos de extracción
de minerales – alternativas de tratamiento
Residuos Generación
Impacto en la
salud humana
Impactos sobre el
ambiente
Alternativa de tratamiento
Mercurio
Extracción
de oro con
formación
de
amalgama.
Mercurio
elemental Hg
Trastornos
neurológicos y de
comportamiento,
incluyendo los
temblores,
responsabilidad
emocional,
insomnio, pérdida
de la memoria,
dolores de cabeza,
efectos respiratorios
y cardiovasculares.
Puede producir
también efectos
hepáticos y sobre la
piel.
Al ponerse en contacto
con
un ambiente acuático,
el mercurio se
transforma en
metilmercurio, un
potente neurotóxico
que se acumula,
por medio de la
cadena trófica, en los
peces y en los
humanos y fauna
silvestre que de ellos
se alimentan. Se cree
que el metilmercurio es
uno de los seis peores
contaminantes del
planeta.
Transformación enzimática con:
Reductasa mercúrica (Bacterias
Gram negativas y
levaduras como: Cryptococcus
spp)
Pseudomonas aeruginosa,
proteína periplasmática MerP
Biorremediación con:
Shewanella oneidensis,
Chlamydomonas reinhardtii,
Trichoderma harzianum,
Enterobacter sp., Bacillus cereus,
Compuesto
inorgánico
Hg2 o HgS
La exposición
elevada a los
compuestos
inorgánicos de
mercurio puede
causar daños al
sistema nervioso y
los riñones.
Fitorremediación con:
Lemna minor L., Limnocharis
flava, Thalia geniculata,
Typha latifolia
Formación de HgS insoluble con
Clostridium cochlearium
Compuesto
orgánico
CH3Hg
Bioacumulativo.Los
animales acumulan
metil-mercurio más
rápido de lo que
pueden excretarlo,
se produce un
incremento
sostenido de las
concentraciones en
la cadena trófica por
tanto se da el
fenómeno de bio-
magnificación
Demetilación del mercurio
Degradación por bacterias
metanogénicas
Sulforeducción del mercurio
(bacterias sulforreductoras)
Biorremediación con:
Pseudomonas sp., Psychrobacter
sp., Pseudomonas baleárica,
Pseudomonas putida V1,
Pseudomonas fluorescens,
Enterobacter cloacae,

21. Residuos Generación
Impacto en la
salud humana
Impactos sobre el
ambiente
Alternativa de tratamiento
Citrobacter braakii, Alcaligenes
faecalis
Cianuro
Proceso de
cianuración
por
precipitación,
fundición y
refinación
El cianuro libre es
tóxico por
inhalación o
ingestión en una
cantidad entre 50 y
200 mg.
La forma más tóxica
del cianuro es el
HCN gaseoso.
Los receptores
ecológicos o
ambientales más
afectados por el
cianuro son
mamíferos, reptiles,
anfibios, aves
silvestres migratorias,
peces y otros
integrantes de la vida
acuática.
Degradación microbiológica:
Acidithiobacillusferroxidans,
Sulfobacillusthermosulfidooxidans,
Alicyclobacillustolerans,
Scenedesmusobliquus,
P. pseudoalcaligenes, P. putida,
P.stutzeri y
Pseudomonassp.
Arsénico
Residuos de
mina y
efluentes
Problemas
gastrointestinales y
diabetes.
El contacto continuo
puede llegar a
producir cáncer.
Los compuestos
inorgánicos del
arsénico son los más
tóxicos y aparecen,
sobre todo, en aguas,
donde se encuentran
principalmente en
forma de pentóxido de
arsénico (As2O5) o
trióxido de arsénico
(As2O3).
Tratamiento de escorodita,
tratamientos con arsenito y
arseniato de calcio.
Tratamiento biológico por
transformación de arsénico por
Bacterias Ralstonia
eutropha MTCC
Thiomonas arsenivorans str.,
Enzima Arsenito Oxidasa
Otro método para eliminar el
arsénico del agua consiste en
oxidar el As (III) a As (V). Para
conseguir esto se puede utilizar
peróxido de hidrógeno. A
continuación se puede hacer un
tratamiento tipo
coagulación/floculación,
oxidación/filtración, intercambio
iónico,aluminio activado,osmosis
inversa, entre otro.
Drenaje
ácido
Oxidación de
sulfuros
(presentes en
minerales) y
reacción con
agua
Problemas de salud
crónicos asociada al
consumo de agua
no apta
Disminución de la
calidad del agua,
causa daños
ecológicos,alterandoo
eliminando
comunidades
biológicas, deterioro
del paisaje, entre
otros.
Humedales o wetlands,
neutralización y precipitación
Fuente: Elaboración propia.
En la actualidad se reconoce a Antioquia como el departamento con el mayor
grado de contaminación en el mundo por causa de la minería ilegal. Los
impactos de la minería son más visibles en las subregiones del Bajo Cauca y el
Nordeste Antioqueño. Según datos de la Contraloría General de Antioquia
(2017) de las 1643 explotaciones de mineria ilegal en el departamento, el 28%
se desarrolla en el Bajo Cauca y el 49% en el Nordeste. Es una situación que

22. permea no solo la región, sino que se hace evidente en otras zonas del país,
siendo las poblaciones rurales las más afectadas.
Con base en estudios realizados por la Dirección de Desarrollo Sectorial
Sostenible (2102), se han identificado diferentes operaciones para la
separación de la amalgama y residuos de la cinuración en los procesos de
minería aurífera en diferentes municipios del país, en éste sentido en la Tabla 5
se relacionan las diferentes técnicas de separación Au – Hg y el uso o no de
cianuracion por percolación, y los impactos identificados.

23. Tabla 5. Técnicas de minería de oro en algunos municipios de Colombia y los impactos ambientales generados
Departamento Actividad minera Municipio
Separación
Au - Hg
Cianuración por
percolación
Descripción Impacto ambiental
Antioquia
Gran parte de la minería se
desarrolla en el Bajo Cauca
por extracción de oro, tanto
aluvial como de veta. En
relación con los títulos
vigentes en Antioquia, se
resalta que para la
extracción de oro y sus
concentrados hay 820,
destacando que 425 están
en etapa de exploración, 1
con licencia ambiental; 228
en construcción y montaje,
3 cuentan con licencia y
167 en explotación, de los
cuales 34 tienen licencia
ambiental y para los otros
133 no se determina.
Segovia Térmica Si
Departamento dónde se
utiliza mayor cantidad de
mercurio
- Impacto sobre elementos bióticos y
abióticos
- Alteraciones de la hidrología y la
vegetación
- Alteraciones del paisaje
- Alta demanda de recurso hídrico
- Contaminación de cuerpos de agua y
suelos
- Pérdida del recurso íctico
- Afectación de la seguridad alimentaria
- Contaminación del aire (emanación de
gases provenientes del cianuro y del
mercurio)
- Alteración de la calidad del suelo, ya que
se afecta la capacidad de soporte de la
actividad biológica y la regulación hídrica
Remedios Térmica Si Quema de amalgama
El Bagre Térmica No Minería de aluvión
Bolívar
El potencial de los
depósitos mineros en la
zona sur del departamento
de Bolívar se ve reflejado
en la continua explotación
minera que se desarrolla en
estos municipios y algunas
zonas como: Pueblito
Mejía, Las Veletas, La
Cabaña, Mina Santa Cruz,
El Caño y La Puya. Se cree
que hay más de 250 minas
activas en la serranía de
San Lucas, en el sur de
Bolívar, alcanzando incluso
la cota de los 1.870 m. s. n.
m., donde se ganan la vida
más de 15.000 personas.
Las personas que realizan
la minería ilegal de oro, de
tipo mecanizado y
transitorio, proceden de
Pueblito Mejía,
Las Veletas,
La Cabaña,
Mina Santa
Cruz, El Caño
y La Puya
Térmica Si Quema de amalgama
- Se calcula que el 88% de los bosques
originales de la serranía de San Lucas
han desaparecido
- Tala de bosques primarios con el fin de
ampliar la frontera de explotación minera
- Deterioro de los cuerpos de agua
- Cambio del perfil original del cauce de los
cuerpos de agua y, por consiguiente, el
cambio del curso de los ríos, condiciones
que favorecen las crecientes e
inundaciones
- Erosión de las cuencas
- Contaminación de las aguas
- Emisiones atmosféricas contaminantes

24. Departamento Actividad minera Municipio
Separación
Au - Hg
Cianuración por
percolación
Descripción Impacto ambiental
otras regiones,
principalmente del Bajo
Cauca antioqueño, quienes
llegan con
retroexcavadoras y
“arreglan” con el dueño de
la finca para trabajar en
ellas, previa a la
autorización de los grupos
armados que operan en la
región.
Caldas
De acuerdo con la
información reportada por la
Agencia Nacional de
Minería (ANM), al 2015, con
relación a la extracción de
oro y sus concentrados, se
establece que se han
otorgado 192 títulos
mineros en el
departamento; asimismo,
se menciona que el 59%
se localiza en el municipio
de Marmato y el 41%
restante en otros municipios
del departamento (113). Es
de resaltar que el 61% se
encuentra en etapa de
explotación, el 21% en
etapa de construcción y
montaje y el 18% en etapa
de exploración.
Manizales Térmica No
Quema de amalgama,
contaminación de una
fuente de agua que
abastece el acueducto de
Caldas
- La actividad minera se desarrolla
principalmente de manera
semitecnificada y artesanal, lo que impide
tener una alta recuperación del mineral
optimizando insumos, recursos y
procesos
- Alteración de las características
fisicoquímicas del agua y adicionándole
un alto contenido
de sedimentos
- Alta demanda de recurso hídrico
- Fragmentación del ecosistema
- Remoción de cobertura vegetal
Villa María Térmica No
Marmato No
Cola por
concentración
Chocó
La problemática
relacionada con la minería
de oro en el departamento
del Chocó se basa en la
minería mecanizada que se
realiza a través de
retroexcavadoras y dragas
y en la concesión de títulos
que se traslapan con
territorios colectivos o
resguardos indígenas.
Condoto,
Lloró, Atrato,
Istmina y
Pizarro
Térmica Si Quema de amalgama
De acuerdo con la información recopilada por la
Defensoría del Pueblo, al menos ocho ríos (Atrato,
San Juan, Andágueda, Apartadó, Bebará,
Bebaramá, Quitó y Dagua), han sido contaminados
y su cauce desviado por la intervención abrupta e
irregular de los complejos mineros.
- Contaminación por la disposición de los
químicos usados en la actividad minera
en cuerpos de agua y suelos
- Modificaciones de las secciones

25. Departamento Actividad minera Municipio
Separación
Au - Hg
Cianuración por
percolación
Descripción Impacto ambiental
En el departamento de
Chocó existen 165 títulos
vigentes, lo que
corresponde a un área de
310.881 ha, 134 de los
títulos se encuentran en
etapa de exploración, 23
están en construcción y
montaje y 8 están en etapa
de explotación. De los 165
títulos, 41 fueron otorgados
a la Empresa AngloGold
Ashanti, que corresponden
a 94.899 ha, es decir el
30% del área titulada.
transversales de los cauces de algunos
ríos
- Desprotección de la cobertura vegetal de
los suelos
- Tala de bosques
- Saturación de sedimentos al borde de los
ríos
- Erosión de los suelos
- Inundaciones que afectan la pesca y los
cultivos
- Efectos negativos sobre la salud
- Tala del bosque tropical húmedo y del
material vegetal nativo de la zona
- Emisiones atmosféricas contaminantes
Cauca
Según las cifras reportadas
en el Plan Departamental
de Desarrollo del Cauca
(2012-2015), el 10% del
territorio se dedica a
actividades mineras y en
total hay 350.447 ha,
tituladas. Adicionalmente,
se tiene un reporte
aproximado de 241 títulos
mineros y 652 solicitudes
de titulación, según la
información suministrada
por el catastro minero y/o la
Agencia Nacional de
Minería. El 80% de la
actividad minera del
departamento es ilegal.
Suárez No
Cola por
concentración
Quema de amalgama,
almacenamiento de
residuos para
reprocesamiento por
Cianuración.
- Formación de cárcavas que contienen las
aguas contaminadas resultantes del
proceso extractivo
- Remoción de la tierra
- Formación de montañas de material
estéril al lado del lecho de los ríos
- Contaminación de las fuentes hídricas
- Generación de residuos peligrosos
- Alteración de la calidad y cambios en las
características del suelo y el subsuelo
- Formación del material particulado y
gases
- Alteración a las condiciones escénicas
del paisaje
Buenos Aires No Si
Fondas Térmica
Cola por
amalgamación
Córdoba
Gran parte del territorio del
departamento de Córdoba
está afectado por
actividades de minería
ilegal de oro y materiales de
arrastre o canterables.
Aunque la minería en el
Pto. Libertado Térmica No
Quema de amalgama
previa limpieza del
material con ácido nítrico.
Vertimientos a fuentes
hídricas de la región.
- Destrucción y contaminación del suelo
- Alteración y contaminación de las
corrientes de agua
- Deforestación, erosión de suelos fértiles y
el ritmo acelerado de la extinción de
especies
- Pérdida del cauce natural de las aguas

26. Departamento Actividad minera Municipio
Separación
Au - Hg
Cianuración por
percolación
Descripción Impacto ambiental
departamento ha sido
tradicional, recientemente
se está presentando el
fenómeno de extracción de
oro y materiales de arrastre
de manera intensiva, con
maquinaria pesada, sin
contar con permisos y por
lo general, impulsada por
los actores armados al
margen de la ley. En la
región se practica la
extracción de: carbón,
materiales de construcción,
cobre, oro y níquel.
- Procesos de colmatación, acumulación
de sedimentos y de eutrofización
- Erosión de las cuencas
- Contaminación del aire
- Desaparición de los bosques de galería
Fuente: Adaptado de investigación de la Defensoría del Pueblo Colombia. (2015). La minería sin Control “Un enfoque desde la
vulneración de los derechos humanos”.

27. 2.2. Alternativas de tratamiento con base en biotecnología
ambiental
Además de las estrategias de tratamiento para los drenajes ácidos de mina,
mercurio, cianuro y arsénico generados en la extracción de minerales,
principalmente oro y cobre relacionados en la Tabla 4, a continuación se
presentan algunas otras alternativas de tratamiento biológico y métodos de
depuración.
2.1.1. Tratamiento biológico de relaves de mercurio
Para el tratamiento de relaves de mercurio suele emplearse la degradación del
metil mercurio por la acción de bacterias metanogénicas con base en el
siguiente mecanismo químico:
4CH3Hg + 2H2O + 4H+ 3 CH4 + CO2 + 4Hg2+ + 4H2
Otros métodos bioquímicos para la transformación del mercurio consisten en:
- La metilación del Hg(II) con base en la transferencia del metil a través de
la ruta del la acetil coenzima A en bacterias sulforreductoras
- Demetilación del metil mercurio
- Reducción biológica del Hg(II) con base en reductasas de mercurio
bacterial y rutas indefinidas de crecimiento de algas
- Oxidación biológica de Hg por hidroxiperoxidasas en microorganismos,
plantas y animales
2.2.2. Tratamiento biológico de relaves de cianuro
Como se indicó anteriormente, el proceso de cianuración consiste en la
percolación o agitación del lixiviado del mineral de oro en una solución acuosa
de cianuro (concentraciones inferiores al 0.3% de cianuro de sodio), con base
en el siguiente mecanismo (Eugene, W. W. L., & Mujumdar, A. S. 2009):
2𝐴𝑢 + 4𝑁𝑎𝐶𝑁 + 1 2 𝑂2 + 2𝐻2 𝑂 → 2𝑁𝑎(𝐶𝑁)2 + 2𝐾𝑂𝐻 + 2𝑁𝑎𝑂𝐻
𝑁𝑎(𝐶𝑁)2 𝑐𝑎𝑟𝑏ó𝑛 𝑎𝑐𝑡𝑖𝑣𝑎𝑑𝑜 → 𝐴𝑢(𝐶𝑁)-
2 + 𝑁𝑎 +
2𝑁𝑎(𝐶𝑁)2 + 𝑍𝑛 → 2𝐴𝑢 + 𝑁𝑎2 𝑍𝑛(𝐶𝑁)4
Para la degradación biológica del cianuro suelen emplearse reacciones
hidrolíticas con base en el uso de enzimas como hidratasas de cianuro,
hidratasa de nitrilo y cianidasa nitralasa, reacciones oxidativas con base en la
implementación de enzimas como la monoxygenasa de cianuro y la
dioxigenasa de cianuro, reacciones de sustitución con base en el uso de
sintasacianoalanina tiosulfato, reacciones de reducción mediante nitrogenasas

28. y la biodegradación mediante la ruta del carbonilo y la ruta del cianato. (Ebbs,
2004). Es importante mencionar que algunas especies de hongos y bacterias
tienen la capacidad de asimilar el cianuro y emplearlo como fuente de nitrógeno
y carbono para los procesos metabólicos.
2.2.3. Procesos de biooxidación y biolixiviación
La biolixiviación consiste en la disolución de minerales, principalmente los
constituidos por sulfuros, por la acción de microorganismos bacterianos los
cuales lixivian los minerales y los solubilizan mediante metabolismo energético.
Desde el punto de vista de la biominería, la biolixiviación consiste entonces en
la utilización de bacterias para la recuperación de metales de interés
económico. (Módulo Electiva I: Biotecnología Ambiental. Unidad 2 de
biotecnología ambiental. Maestría en desarrollo sostenible y medio ambiente.
Universidad de Manizales).
El proceso de biomineria actual por biolixiviación se orienta a la obtención de
oro, cobre y uranio. En la extracción de oro mediante la lixiviación de minerales
sulfurosos como la pirita y la calcopirita, suelen emplearse microorganismos
quimiolitoautótrofos constituidos por bacterias con la capacidad de metabolizar
minerales, las más comunes son las Acidithiobacillus ferrooxidans, cuyas
características principales son:
- Es quimilitotrofa
- Son Gram negativa
- Naturaleza autótrofa y aerobia
- Vive en pH ácidos (óptimo entre 1.5 – 2.5)
- Son termófilos (óptimo entre 45 – 50°C)
- Extremófilos
- Posee flagelos polares que le dotan de movilidad
- No produce endoesporas
- Posee su capacidad oxidativa gracias a la enzima hierro – oxidasa
- Capaz de oxidar compuestos azufrados
El mecanismo químico de biolixiviación del cobre es el siguiente:
2Fe2(SO4)3 + CuFeS2 + H2O + 3O2 CuSO4 + 5FeSO4 + H2SO4
Respecto a la biolixiviación del oro, en los casos en los que este se encuentra
rodeado de pirita y calcopirita no se puede emplear la lixiviación de cianuro de
sodio normal por lo que suele emplearse previamente pretatamientos y
tostación.
A continuación se presenta la reacción de biooxidación para la liberación de oro
atrapado en matrices de minerales sulfurosos.

29. 2FeAsS + 7O2 + H2SO4 + 2H2O 2H3AsO4 + Fe2(SO4)3
4FeS2 + 15O2 + 2H2O 2H2SO4 + 2Fe2(SO4)3
4FeS + 9O2 + 2H2O 2H2SO4 + 2Fe2(SO4)3
FeS2 + Fe2(SO4)3 2S + 3FeSO4
2S + 3O2 + 2H2O 2H2SO4
4FeSO4 + O2 + 2H2SO4 2Fe2(SO4)3 + 2H2O

30. CONCLUSIONES
- El agua es vital para la subsistencia de los seres vivos del planeta por lo
que se deben generar procesos que permitan su protección y cuidado.
- La planificación territorial debe tener en cuenta que el recurso hídrico es
el generador de vida y el precursor de desarrollo de la sociedad por lo
que se debe garantizar la sostenibilidad en el uso de este recurso y sus
fuentes generadoras.
- El tratamiento de aguas residuales no solo se debe convertir en una
opción se debería garantizar su aplicación en todos los territorios para la
protección de las cuencas hidrográficas.
- Es vital priorizar al pueblo y su bienestar, el desarrollo económico del
lugar no puede pasar por encima de los recursos naturales ni afectarlos
de manera permanente.
- La biotecnología es un medio que permite el tratamiento de aguas
residuales sin provocar efectos adversos en el ambiente.
- Existen muchas alternativas de tratamiento de aguas residuales, sin
embargo la elección de estas debe ser acorde a las características
fisicoquímicas del agua que se desea tratar.
- La implementación en el país de las estrategias presentadas con base
en mecanismos biotecnológicos para la biominería, depende
principalmente de factores tanto económicos, técnicos y culturales.
- De acuerdo a la literatura, existe un mayor conocimiento sobre los
procesos para la depuración de relaves de cianuro que el mercurio en
cuanto a su biodegradación y tecnología aplicable.

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