1. TRATAMIENTO BIOTECNOLÓGICO DE ACEITES USADOS, PLÁSTICOS Y
AGUAS RESIDUALES.
DIANA MARCELA CUESTA PARRA
DOCENTE
JORGE WILLIAM ARBOLEDA VALENCIA
ELECTIVA EN BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL
UNIVERSIDAD DE MANIZALES
MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE
CENTRO DE INVESTIGACIÓN DE MEDIO AMBIENTE Y DESARROLLO
2017 Tomado de: https://twenergy.com/a/recogida-de-aceite-usado-como-reciclarlo-a-donde-va-
a-parar-1405
2. Contenido
INTRODUCCIÓN ..............................................................................................1
1. ANTECEDENTES .......................................................................................2
2. JUSTIFICACIÓN .........................................................................................5
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................6
6. MARCO TEÓRICO .........................................................................................8
11. BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................... 10
INTRODUCCIÓN
En Colombia existen diversas investigaciones, procesos y tratamientos biológicos
que se están realizando para múltiples tareas. Por ejemplo se producen
biocombustibles como el etanol y el biodiesel haciendo fermentaciones, en la
industria alimenticia se usan microorganismos no solo para fermentar o
descomponer azucares o modificar cadenas de aminoácidos, también se usan
para el desarrollo de aromas y sabores, reemplazando las sustancias químicas a
veces nocivas para el ser humano. En el tema de la industria farmacéutica se
desarrollan diversas vacunas y antibióticos y nivel internacional se han
desarrollado biomateriales para la curación de quemaduras graves e hilos que se
3. usan en suturas. Además en el país se han desarrollado procesos como el
tratamiento de aguas residuales domésticas e industriales con lagunas
facultativas, lodos activados y reactores anaerobios que permiten aprovechar el
biogás. En la industria petrolera se hacen diversas investigaciones para la
remediación de suelos contaminados y existe en el Municipio de Mosquera
Cundinamarca una empresa que trata residuos peligrosos en lagunas con plantas
macrófitas; en fase de experimentación están los biofiltros para el control de
emisiones atmosféricas y están siendo aisladas bacterias y hongos que están
tratando plásticos.
En el presente documento se hablaran de tratamiento biológico de residuos de
plásticos, aceites usados y tratamiento de aguas residuales por lodos activados
1. ANTECEDENTES
ACEITES USADOS
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Lampung, 1 Soemantri Brojonegoro, Rajabasa, Bandar Lampung 35145, Indonesia
Journal of Environmental Chemical Engineering 3 , p 2522–2527
DEGRADACIÓN DE PLÁSTICOS
Mendez, Vergaray, Bejar & Cardenas (2007). En el Artículo “Aislamiento y
caracterización de micromicetos biodegrada biodegradadores de polietileno”, se
usó polietileno del relleno sanitario y por los métodos de identificación taxonómica
por características macroscópicas y microcultivo en placa y microscopia con la
técnica de Kavelman y Kendrick, a temperaturas entre 20 y 30 °C y a pH 4,5 8,0.
Veinte cepas de micromicetos fueron aisladas e identificadas, en 5 (25%) se
evidenció la capacidad de biodegradar el polietileno a 20 °C, siendo el pH 6,5 el
5. óptimo, la cepa de mayor rendimiento pertenece a la especie de Aspergillus flavus.
A temperatura de 30 °C, 6 (30%) cepas evidenciaron actividad degradadora,
siendo pH 6,5 el óptimo, la cepa de mayor rendimiento fue la misma del caso
anterior.
Ziaullah, Mohsin, Fariha, Aamer (2016). En el trabajo “Degradación de
poliuretano, por aislamiento de especies Pseudomonas y Bacillus, aisladas del
suelo”. Se publicaron los resultados del uso de cocultivos baterianos para la
degradación de poliuretano, en comparación con los cultivos individuales, por los
métodos de reducción de masa, microscopia electrónica de barrido y
espectroscopía infraroja Fourier y sturm (evolución de CO2. Se obtuvieron
degradaciones por asociación entre pseudomonas y Bacillos en el material en un
periodo de 20 días. Además, por técnicas de cromatografía se identificó butanodiol
y ácido adipico como producto de la degradación.
Ziaullah, Lee, Fariha, Aamer (2012). En el documento “Degradación del
poliuretano poliéster por la cepa MZA-85 de Pseudomonas aeruginosa
recientemente aislada y análisis de los productos de degradación por GC-MS” se
indica cómo fue aislada la bacteria Pseudomona aeruginosa del suelo, además se
empleó para la degradación de poliuretano
Sehroon, Sadia, Ullah, Alishah, Jianchu, Shahzad, Fariha. (2017). El artículo
Biodegradación de poliuretano por Aspergillus tubingensis, fueron aislados y
caracterizados los hongos que degradan el poliuretano en un relleno sanitario en
Pakistan, la capacidad de degradación de la PU del hongo se probó de tres
maneras diferentes en presencia de glucosa al 2%: (a) en placa de agar SDA, (b)
en MSM líquido, y (c) después del entierro en el suelo. La cepa de A.
tubingensis era capaz de degradar PU. La biodegradación de PU fue mayor
cuando se empleó el método de cultivo en placa, seguido del método de cultivo
líquido y la técnica de enterrado del suelo. Notablemente, después de dos meses
6. en medio líquido, la película de PU se degradó totalmente en pedazos más
pequeños.
2. JUSTIFICACIÓN
Los residuos de aceite usado crecen a medida que ingresan más vehículos al
parque automotor. El promedio anual de crecimiento es de 400.000 vehículos. Los
establecimientos que prestan el servicio de lubricación cumplen con la
normatividad legal colombiana para el acopio de residuos de aceite usado y
entregan sus residuos a un gestor ambiental que transporta y aprovecha el aceite
por medio de tratamientos de destilación y remoción por solventes, estas
empresas, aunque cuentan con licencias ambientales, generan otros
contaminantes especialmente emisiones de compuestos orgánicos volátiles,
metales pesados, cenizas, entre otros. La investigación pretende aplicar técnicas
biológicas que podrían reducir los contaminantes que se producen por procesos
convencionales aplicados a su aprovechamiento.
TRATAMIENTO DE PLÁSTICOS
Según el Ministerio de Ambiente (2004) en Colombia, durante las últimas cuatro
décadas, el plástico ha sido la actividad manufacturera más dinámica, con un
crecimiento de 7% anual. Según Procolombia en el 2015 se produjeron más de 1
millón de toneladas de plástico, de los envases el 62% se usa en alimentos,
seguido por bebidas con el 22% y cosméticos y productos de aseo en 9%. En el
2015 fueron comercializados 29.000 millones de unidades, se estima que para el
2019 supere 32.000 millones de unidades.
TRATAMIENTO DE AGUAS POR LODOS ACTIVADOS
En los procesos de lodos activados, las transformaciones son realizadas por
bacterias unicelulares. Su naturaleza es por tanto bioquímica. Para comprender
los procesos que tienen lugar en un reactor de lodos activados es necesario
7. conocer el metabolismo que da lugar a la transformación de carbono orgánico,
nitrógeno y fósforo.
3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
ACEITES USADOS
En Colombia según el RUNT (Registro Único Nacional de Transito, 2016) hay
cerca de 13 millones de automóviles, los cuales en promedio realizan un cambio
de aceite dos veces por año, esto equivale a 26 millones de galones de aceite
usado por año.
Los residuos de aceites usados son catalogados como residuos peligrosos debido
a los agentes que se agregan como aditivos, por los procesos de combustión y
desgaste de las piezas, que aportan métales pesados, hidrocarburos aromáticos
policíclicos, solventes clorados y PBCs, estos agentes producen cáncer y otras
afecciones a la salud. Los lubricantes son consideraros residuos peligrosos según
el Convenio de Basilea adoptado por Colombia en la Ley 253 de 1996 y ratificada
en la Ley 1623 de 2013 donde el estado aprueba la enmienda sobre la prohibición
del ingreso de residuos nucleares y Tóxicos en el país.
8. http://greenfuelslevante.weebly.com/galeriacutea-de-imaacutegenes.html
TRATAMIENTO DE PLÁSTICOS
En Colombia solo es reciclado el 17% de los residuos generados, el resto es
dispuesto en rellenos sanitarios. Es por esto que se requieren alternativas para
reducir el impacto, en este caso se describen posibles procesos biotecnológicos
que ayudan a aumentar el tiempo de degradación de diversos materiales plásticos.
Los rellenos sanitarios en el país están al borde de lograr su capacidad de diseño
y es necesario buscar alternativas que permitan reducir los impactos ambientales
TRATAMIENTO DE AGUAS POR LODOS ACTIVADOS
En Colombia se realiza este tratamiento de aguas residuales aeróbico, para
residuos con alta concentración de nitrógeno, carbono o fosforo como domésticos,
o industriales provenientes de procesos como alimentos, plantas de beneficio
animal, curtiembres, entre otras. Debido a que la Resolución 613 de 2015,
modificó las concentraciones permisibles que se vierten en el alcantarillado o en
las fuentes superficiales, las empresas deben adaptar sus tratamientos de agua
9. para cumplir con la legislación vigente, para esto muchas de estas industrias se
encuentran en proceso de transición de sistemas de tratamiento microbiológico
6. MARCO TEÓRICO
Los aceites lubricantes, son obtenidos a partir del crudo después de ser sometido
a destilación fraccionada, donde se han removido hidrocarburos volátiles,
gasolina, kerosén y aceite combustible. De esta forma quedan las fracciones más
pesadas, estas son refinadas con solventes, tratamientos ácidos, filtración,
desencerado y fraccionamiento adicionas. El producto resultante cumple con las
condiciones requeridas para la lubricación de motores.
Los aditivos que se aplican al aceite tienen funciones antioxidantes, anticorrosivas,
detergentes, dispersantes, agentes de presión extrema, prevención de
microorganismos, depresores del punto de congelación, mejorantes del índice de
viscosidad e inhibidores de espumas. Estas sustancias son compuestos orgánicos
que contienen azufre, fosforo o nitrógeno, además de metales como estaño, zinc,
plomo, bario, ácido fosfórico, ceras sulfuradas, fenolatos, magnesio, naftalenos,
sulfonatos, siliconas, entre otras. (TEXACO INC. 1960)
Los aceites lubricantes requieren cambio debido a la temperatura de operación, ya
que estos compuestos se descomponen cuando están sometidos a altas
temperaturas generando oxidaciones o polimerizaciones. Además genera
productos solubles como ácidos que forman emulsiones en presencia de agua lo
que ocasiona corrosión en las partes metálicas (ESSO, 1975)
En cuanto a composición los aceites lubricantes contienen azufre, compuestos
clorados y metales pesados. La concentración media en los aceites para motores
de gasolina para cadmio es de 1,7 mg/L y para motores diésel es de 1,1 mg/L,
10. Cromo 9,7 mg/L y 2 mg/L, plomo 2,2 mg/L y 29 mg/L, zinc 951 mg/L y 332 mg/L y
cloro total 3600 mg/L para los dos casos. (TKFSA, 2001)
Actualmente se usan microorganismos en la descontaminación de suelo, por
hidrocarburos, petróleo crudo o aceite usado, se han identificado que las
pseudomonas son capaces de metabolizar naftalenos y otros hidrocarburos
aromáticos poli-cíclicos (Wald et al., 2015). Otros organismos que han sido usados
para tratar arenas contaminadas son Candida sphaerica y Bacillus sp. (Luna J,
2013)
TRATAMIENTO DE AGUAS POR LODOS ACTIVADOS
Los procesos de lodos activados agrupan una serie de sistemas de tipo aeróbico
que consiguen concentraciones relativamente elevadas de microorganismos
(biomasa) mediante la recirculación de éstos desde un etapa en la que se separan
físicamente del agua ya tratada. El agua residual con los compuestos orgánicos a
tratar entra en un tanque (reactor) donde se pone en contacto con los
microorganismos, en el reactor se dispone de un sistema de aireación y mezcla
que mantendrá las condiciones adecuadas.
En los sistemas de lodos activados se desarrollan microorganismos con dos
características básicas e imprescindibles, la primera es que son capaces de vivir,
crecer y reproducirse a costa de los constituyentes biodegradables del agua
residual, es decir a costa de C, N, P y el resto de micronutrientes que llegan a las
instalaciones, hasta prácticamente agotarlos. La segunda, es que son capaces de
agruparse formando agregados, que llamamos flóculos, de manera que pueden
separarse del agua mediante decantación. Los microorganismos que se
desarrollan en estos sistemas son bacterias organotróficas capaces de
metabolizar la materia orgánica biodegradable presente en el agua residual. Este
proceso puede llevarse a cabo en condiciones de cultivo aeróbicas y algunas de
ellas (aproximadamente el 80%) también son capaces de utilizar el nitrógeno de
11. nitritos y nitratos como aceptor de electrones en vez de oxígeno. Es decir, también
trabajan en condiciones anóxicas y en ella realizan el proceso de la
desnitrificación. Se han identificado Bacillus, Pseudomonas, Micrococcus,
Alcaligenes, Moraxella y Flavobacterium. Otras bacterias presentes en estos
sistemas son llamadas nitrificantes, son bacterias autótrofas (que utilizan las
formas inorgánicas de carbono como fuentes del mismo) y todas ellas son
aerobias estrictas. Este tipo de bacterias son las responsables de la oxidación del
amoniaco a nitrito o nitrato en condiciones óxicas. Los géneros más importantes
de este grupo son las nitrosomonas y nitrobacter. Las Bacterias fermentativas son
heterótrofas, es decir son capaces de oxidar materia orgánica utilizando como
aceptor de electrones materia orgánica con mayor potencial de oxidación, en
ausencia de oxígeno y nitrógeno de nitritos y nitratos. Se supone que son
anaerobias estrictas. La presencia de este tipo de bacterias es fundamental para
conseguir procesos con eliminación de fósforo ya que su actividad es esencial
para el desarrollo de las bacterias poli-P. Esto se debe a que sus productos de
reacción constituyen la fuente de energía más importante de estas bacterias. Las
bacterias fermentativas más comunes son las Aeromonas, Acetobacter,
Clostridium spp, micromycetes y las bacterias sulfatoreductoras Desulfovibrio spp..
7. BIBLIOGRAFÍA
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para estaciones de servicio y servitecas, contribuyendo con el cuidado y la
preservación del medio ambiental. Universidad EAFIT. Medellín menciona
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1)
Agudelo S, Hernández D, A. 2006. Sistema de recolección de aceites residuales
para estaciones de servicio y servitecas, contribuyendo con el cuidado y la
preservación del medio ambiental. Universidad EAFIT. Medellín (TEXACO INC.
12. Operación de motores diésel de dos combustibles y de gas. Edición, New York
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