documento sobre biotecnologia en el medio ambiente

1. BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL
BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL
La biotecnología se refiere a toda aplicación tecnológica que utilice sistemas biológicos y
organismos vivos o sus derivados para la creación o modificación de productos o procesos para
usos específicos (Convention on Biological Diversity, Article 2. Use of Terms, United Nations.
1992).
Mediante la biotecnología, los científicos buscan formas de aprovechar la "tecnología biológica"
de los seres vivos para generar alimentos más saludables, mejores medicamentos, materiales
más resistentes o menos contaminantes, cultivos más productivos, fuentes de energía
renovables e incluso sistemas para eliminar la contaminación.
Una de las aplicaciones de la biotecnología se centra en el medio ambiente. La Sociedad
Internacional de Biotecnología Ambiental define a la biotecnología ambiental como "el
desarrollo, uso y regulación de sistemas biológicos para la remediación de entornos
contaminados (tierra, aire, agua) y para procesos amigables con el entorno natural (tecnol ogías
"verdes" y desarrollo sustentable)".
La biotecnología ambiental se refiere a la aplicación de los procesos biológicos modernos para
la protección y restauración de la calidad del ambiente.
El uso de microorganismos en procesos ambientales se encuentra desde el siglo XIX. Hacia
finales de 1950 y principios de 1960, se descubrió la estructura y función de los ácidos
nucleicos.
Se puede distinguir entre biotecnología antigua tradicional y la biotecnología de segunda
generación, la cual, en parte, hace uso de la tecnología del ADN recombinante.
Actualmente, la principal aplicación de la biotecnología ambiental es limpiar la polución. La
limpieza del agua residual fue una de las primeras aplicaciones, seguida por la purificación del
aire y gases de desecho mediante el uso de biofiltros.
Vervideo sobre BIOTECNOLOGIA AMBIENTAL
En la biotecnología ambiental existen múltiples campos de aplicación:
 La biorremediación para la limpieza de lugares contaminados.
 Depuración de aguas residuales.
 Tratamiento de residuos y compostaje.
 La biodegradación de materiales (por ejemplo, los plásticos biodegradables).

2. BIORREMEDIACIÓN
La biorremediación se aplica a un medio ambiente alterado por contaminantes. Es un proceso
que pretende devolver ese ambiente a su condición natural por medio de microorganismos,
plantas, hongos o enzimas derivadas de ellos.
El tratamiento más generalizado es la limpieza de derrames de petróleo. Consiste en la adición
de fertilizantes sulfatos o con nitratos que tienen la función de estimular la reproducción de
las bacterias introducidas. De esta forma se facilita la descomposición del petróleo crudo.
El proceso de biorremediación se clasifica como:
1. In situ: consiste en trabajar y arreglar el lugar contaminado sin trasladarlo, sin
moverlo de donde está. Ejemplos: compostaje, ventilación biológica, filtración por
raíces, estimulación biológica utilización de biorreactores, etc.
2. Ex situ: el material contaminado se traslada a otro lugar con el fin de completar
su descontaminación.

3. DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES
Las aguas residuales generadas en las poblaciones urbanas deben regresar al medio ambiente,
ya sea a través del cauce de un río, un lago o el mar. Estas aguas no deben provocar una
contaminación en estos ecosistemas. Por ello, el agua residual se trata en plantas de depuración
de agua para rebajar la cantidad de contaminantes.
El sistema para la depuración del agua se divide en varias fases como se puede ver en la
siguiente imagen:
 Tratamiento primario: engloba una fase de pretratamiento de agua y unadepuración
primaria en un decantador.
 Tratamiento secundario o depuración secundaria: Se elimina la materia orgánica por
acción de microorganismos.
 El agua que sale de este tratamiento entra en el tanque de decantación en el que
permanece al menos dos días. Después de este proceso ha perdido el 95% de la materia
orgánica que llevaba dispersa y ya es posible vertirla en el medio ambiente.
TRATAMIENTO DE RESIDUOS Y COMPOSTAJE
La gestión de residuos, es la recolección, transporte, procesamiento o tratamiento, reciclaje o
disposición de material de desecho, generalmente producida por la actividad humana, en un
esfuerzo por reducir los efectos perjudiciales en la salud humana y la estética del entorno,
aunque actualmente se trabaja no solo para reducir los efectos perjudiciales ocasionados al
medio ambiente sino para recuperar los recursos del mismo.
La gestión de residuos puede abarcar sustancias sólidas, líquidas o gaseosas con diferentes
métodos para cada uno. Dependiendo del tipo de residuo y el área, el proceso puede continuar
con un tratamiento específico. Uno de los más utilizados es el compostaje.

4. El compostaje consiste en la descomposición aeróbica (con oxígeno) de residuos orgánicos como
restos vegetales, animales, excrementos y purines, por medio de la reproducción masiva de
bacterias aerobias termófilas que están presentes en forma natural en cualquier lugar. El
material orgánico resultante se puede reciclar como abono para agricultura.
El mayor problema de este método, consiste en estar seguro de que los residuos orgánicos
sean limpios, es decir, que no contengan ninguna sustancia (p.e.: metales pesados) que pueda
afectar a la salud si pasa a la cadena
alimentaria a través de la agricultura.
Otro campo de aplicación de la biotecnología
ambiental es el uso de insecticidas. Estas
sustancias también corren el riesgo de
afectar a la salud humana ya que se aplican
sobre productos alimenticios (huertos;
verduras, hortalizas, frutas…).
Por otra parte, el uso de insecticidas esta
mundialmente discutido en el ámbito
científico ya que afecta no solo a los
vegetales, sino también al medio ambiente en
el que crecen. Se fabrican cada año nuevos
insecticidas adaptados a las nuevas plagas de
insectos, cuyas consecuencias de pueden
observar en esta fotografía.

5. BIODEGRADACIÓN
Biodegradable es el
producto que puede
descomponerse en los
elementos químicos que lo
forman gracias a la acción
de agentes biológicos bajo
condiciones ambientales
naturales. Las sustancias
son biodegradables son
sustancias recalcitrantes.
La velocidad de biodegradación depende de la estabilidad que presenta su
molécula, del medio y de las enzimas de dichos agentes.
La biodegradación es empleada por algunos microorganismos para producir
energía y crear otras sustancias (aminoácidos), para la eliminación de ciertos
contaminantes, como los desechos orgánicos urbanos, etc. No obstante en
vertidos que presenten materia biodegradable pueden no ser efectivos, en estos
casos se adaptan las condiciones en las que las bacterias puedan realizar su
función.
La degradación puede ser aerobia o anaerobia. Son aerobios los organismos que
pueden vivir en presencia de oxígeno diatómico (O) por tanto, la degración aerobia
es aquella que se desarrolla en un
medio rico en oxígeno, a diferencia
de uno anaerobio, donde el
oxígeno está ausente.
Un ejemplo de biodegradación, es
el plástico biodegradable que está
fabricado con materias primas
orgánicas que al eliminarse como
residuo se descomponen sirviendo
de abono orgánico para las
plantas.
En consecuencia, la biotecnología puede ser utilizada para evaluar el estado de los ecosistemas,
transformar contaminantes en sustancias no tóxicas, generar materiales biodegradables a
partir de recursos renovables y desarrollar procesos de manufactura y manejo de desechos
ambientalmente seguros.

6. Biotecnología Ambiental
La biotecnología ambiental también puede implicar tratar de aprovechar un proceso
biológico para usos comerciales y de la explotación. La Sociedad Internacional
Biotecnología Ambiental define a la biotecnología ambiental como "el desarrollo, uso y
regulación de sistemas biológicos para la remediación de entornos contaminados
(tierra, aire, agua) y para procesos amigables con el entorno natural (tecnologías
"verdes" y desarrollo sustentable)".
USOS DE BIOTECNOLOGÍA
·Aplicación de la biotecnología a procesos industriales convencionales existentes y
problemáticos basados en altas temperaturas, productos químicos altamente reactivos,
pH extremos y solventes orgánicos.
·El desarrollo de una línea de biosensores robustos para medición y monitoreo rápido e
in situ de productos químicos ambientales.
·Prácticas agro-forestales basadas en productos químico xenobióticos.
·Extracción de minerales y recuperación de metales.
·Uso de productos y procesos basados en plantas para la recuperación y remoción de
metales, solventes clorinados, materiales energéticos y desechos con bajo nivel de
radioactividad de sitios contaminados; absorción microbial de CO2, producción de
combustibles renovables y otras tecnologías ambientales basadas en la biología en
apoyo a los compromisos de Canadá para la reducción de gases invernadero
APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL
BIORREMEDIACIÓN
Cualquier proceso que utilice microorganismos, hongos, plantas o las enzimas
derivadas de ellos para retornar un medio ambiente alterado por contaminantes a su
condición natural. La biorremediación puede ser empleada para atacar contaminantes
específicos del suelo, por ejemplo en la degradación bacteriana de compuestos
organoclorados o de hidrocarburos.

7. ·tratamiento de suelos y aguas: uso de microorganismos naturales (levaduras,
hongos o bacterias) existentes en el medio para descomponer o degradar sustancias
peligrosas en sustancias de carácter menos tóxico o bien inocuas para el medio
ambiente y la salud humana. Se usa, por ejemplo, la bacteria cupriavidus
metallidurans que elimina metales pesados en aguas y suelo y se utilizan como
biosensores
·compostaje: descomposición de materiales biodegradables, normalmente mezclas
de compuestos orgánicos para la estabilización de residuos organicos en el suelo. Esta
degradación se debe a una intensa actividad microbiana. Ventajas: enriquecimiento del
suelo, remediación de la contaminación, prevención de la contaminación y beneficios
económicos
INDUSTRIA
Compañías industriales están desarrollando procesos en el área de prevención, con el
fin de reducir el impacto ambiental como respuesta a la tendencia internacional al
desarrollo de una sociedad sostenible.
·producción de biomateriales: se producen todo tipo de nuevos materiales,
biodegradables o no, y más eficientes. Tal es el caso de los bioplásticos, nuevos tejidos,
materiales para la construcción (como tela de araña), etc.
·productos de consumo humano: La biotecnología puede aumentar del
rendimiento de los cultivos al manipular positivamente el material genético de los

8. alimentos: reduciendo los pesticidas y mejorando la nutrición.
BIODEGRADACION DE MATERIALES
-biodegradable: producto o sustancia que puede descomponerse en elementos
químicos naturales por la acción de agentes biológicos, como el sol, el agua, las
bacterias, las plantas o los animales. En consecuencia todas las sustancias son
biodegradables, la diferencia radica en el tiempo que tardan los agentes biologicos en
descomponerlas en quimicos naturales, ya que todo forma parte de la naturaleza.
-La biodegradación: es la característica de algunas sustancias químicas de poder ser
utilizadas como sustrato por microorganismos, que las emplean para producir energía
(por respiración celular) y crear otras sustancias como aminoácidos, nuevos tejidos y
nuevos organismos. Puede emplearse en la eliminación de ciertos contaminantes como
los desechos orgánicos urbanos, papel, hidrocarburos, etc. No obstante en vertidos que
presenten materia biodegradable estos tratamientos pueden no ser efectivos si nos
encontramos con otras sustancias como metales pesados, o si el medio tiene un pH
extremo. En estos casos se hace necesario un tratamiento previo que deje el vertido en
unas condiciones en la que las bacterias puedan realizar su función a una velocidad
aceptable.

9. La degradación de estos compuestos puede producirse por dos vías:
·Degradación aerobia: degradación de organismos que necesitan oxígeno diatómico
para vivir o desarrollarse.
·Degradación anaerobia: degradación de organismos que no necesitan oxígeno en
su metabolismo.
Los plásticos biodegradables son aquellos que se forman mediante la utilización de
distintas materiales naturales permitiendo en su reciclado formar parte de desechos
orgánicos para su mejor tratamiento.
DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES
Las aguas residuales se generan como consecuencia del uso doméstico del agua y de
diferentes actividades agrícolas e industriales. Mediantes drenaje y el acantilado estas
aguas alcanzan los ríos, lagos y océanos.
La consecuencia principal de una contaminación por las aguas residuales es el
considerable descenso de oxígeno por la actividad de organismos heterótrofos en
presencia de sustratos orgánicos abundantes. Esta falta de oxígeno mata a los
organismos aeróbicos y se reduce la diversidad biológica.
El tratamiento de aguas residuales tiene como objetivo la reducción de la denomidada
demanda biológica o bioquímica de oxígeno (DBO): se define como la cantidad de
oxígeno consumido como consecuencia de la oxidación microbiana de compuestos. Se
realiza en tres etapas:
1. Tratamiento primario en el que se utilizan métodos físicos que eliminan los
sólidos (materia en suspensión) y reducen la DBO.
2. Tratamiento secundario que emplea métodos biológicos (degradación
microbiana), aeróbicos fundamentalmente, para eliminar (mediante oxidación)
compuestos orgánicos disueltos y reducir la DBO.
3. Tratamiento terciario que emplea métodos fisico-químicos y/o biológicos para
eliminar componentes específicos tales como el amonio y fosfatos. El objetivo de este
tipo de tratamiento es la eliminación de materia orgánica y nutrientes no
biodegradables.

10. INCONVENIENTES DE LA BIOTECNOLOGÍA EN GENERAL:
Las desventajas que presenta la aplicación de la biotecnología se pueden clasificar en
dos grupos: Riesgos ambientales y los efectos en la salud humana:
a) Riesgos ambientales:Posibilidad de una polinización cruzada, es decir, el polen
de cultivos genéticamente modificados llega a cultivos dónde no se ha intervenido el
material genético. Esto podría traer consigo el surgimiento de una maleza agresiva que
trastorne el equilibrio del ecosistema.
Uso de cultivos genéticamente modificados, cuyos genes produzcan toxinas
insecticidas como el bacillus thuringiensis. Esto puede generar el surgimiento de
poblaciones de insectos que invadan los cultivos. También puede perjudicar a la fauna
del lugar, como a las mariposas o aves si consumen estas plantas infectadas.
b) Riesgos para la salud humana:
Trasferencia de toxinas o compuestos alargénicos al consumir alimentos infectados, lo
que puede trae consigo reacciones alérgicas en las personas.
Riesgo de que virus o bacterias con el material genético modificado escapen de los
laboratorios e infecten a la población humana o animal.
El consumo excesivo de alimentos transgénicos puede traer consigo a largo plazo
mutaciones en algunas células humanas.