Este documento describe el uso de consorcios de microalgas y cianobacterias para la biorremediación de aguas y suelos contaminados, así como la producción de biomasa como complemento alimenticio. Se detallan varios estudios sobre el tratamiento de aguas residuales industriales y urbanas mediante el aislamiento y cultivo de cepas, y la formación de consorcios. También se evalúa la producción de biomasa de cianobacterias como Spirulina, Arthrospira y Nostoc y sus potenciales usos alimentic

1. Seminario Internacional en Biotecnología de Microalgas
Ampliado a la Industria
GENERACIÓN DEL CONOCIMIENTO A PARTIR DE LA
FICORREMEDIACIÓN Y FICOPRODUCCIÓN PARA EMPRENDER
PROYECTOS PRODUCTIVOS
Dr. Ever Morales Avendaño
Santiago de Chile, 15 de junio de 2012

2. FICORREMEDIACIÓN Y FICOPRODUCCIÓN PARA
EMPRENDER PROYECTOS PRODUCTIVOS
Andrade Charity1, BeltránBriceño1, Díaz Laugeny1, Gómez Liliana1, González José1, Gordillo Ana1, Hernández
Jim1, Luna Verónica1, Muriel María1, Rincón David1, Rodríguez Mónica4, Rodríguez Sandra1, Rosales Nestor1,
Santana Vismeli1, Vera Alexandra1 y Morales Ever1.
Universidad del Zulia-Venezuela. Pontificia Universidad Católica del Ecuador. CITVAS-
PETROECUADOR. Universidad Autónoma Metropolitana-México.

3. Fases de estudios de microalgas y cianobacterias de
interés económico
Bioprospección
Aislamiento
Colección
Cepas
Parámetros
Cultivo Tecnologías
ambientales
Cosecha
Bioquímicos Sedimentación
Bromatológicos Análisis Biomasa Tratamiento Centrifugación
Microbiológicos Pre-
concentración
Extracción •Spray-drying
Químicos Deshidratación
Bioproductos •Liofilización
•Disrupción
Biológicos Análisis celular
Fisiológicos
Purificación

4. Ficorremediación:
Consorcios de microalgas y cianobacterias para el tratamiento de
efluentes y suelos contaminados:
 Remoción de N, P, DQO, grasas y aceites de aguas residuales de
plantas extractoras de aceites vegetales mediante consorcio:
microalga-cianobacteria.
Chlorella, Chlorococcum, Oocystis, Scenedesmus y Geitlerinema
(productoras de exoenzimas)
 Remoción de N, P, DQO de aguas residuales urbanas y de
pescaderias:
Scenedesmus y Chlorella
 Tratamiento de efluentes de plantas productoras de sal:
Dunaliella viridis y Chlorella marina

5. Ficorremediación
 Tratamiento de aguas petrolizadas con consorcio microalga-bacteria:
Microalga: (Chlorococcum, Coenochloris, Chlorella, Chlamydomonas)
Bacteria: (Pantoea agglomerans, Yersenia rodhei,
Sphingobacterium thalpophilum, Actinobacillus capsulatus)
 Biorremediacion de suelos costeros contaminados con petróleo
mediante uso de tapetes de cianobacterias:
Anabaena, Microcoleus, Leptolyngbya,
Phormidium, Rivularia, Westelliopsis
 Biorremediación de suelos contaminados con crudo empleando
consorcio microalga-cianobacteria:
I:Chlorella y Leptolyngbia
II: Anabaena, Chlorella
III: Chlamydomonas; Leptolyngbia y Desmodesmus

6. Consorcio: Microalgas-cianobacteria para tratamiento de
aguas residuales de plantas extractoras de aceite de palma
Aislamiento
Aguas residuales
Colección de
Cepas unialgales
Aislamiento
Detección de
Cultivo bacterias
exoenzimas
monoespecífico asociadas
Selección Centrifugació
Tratamiento
Consorcio n
Bioquímicos
Análisis (inóculo)
Microbiológicos Remoción: DQO,
Agua residual + Grasas-aceites, N y
consorcio P
Biomasa

7. “CONSORCIO DE MICROALGAS PRODUCTORAS DE EXOENZIMAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE PLANTAS EXTRACTORAS DE ACEITE DE PALMA”
Enzimas extracelulares asociadas a las microalgas
(CULTIVOS UNIALGALES)
Oocystis sp.
Chlorella sp. 1
Chlorella sp. 2
Chlorella sp. 3 Productoras de amilasa,
Chlamydomonas sp. lipasa, proteasa, ureasa,
celulasa y fosfatasa
Geitlerinema sp.
Euglena sp.
Scenedesmus ecornis
Chlorococcum sp.
Synechocystis sp.

8. “CONSORCIO DE MICROALGAS PRODUCTORAS DE EXOENZIMAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE PLANTAS EXTRACTORAS DE ACEITE DE PALMA”
Variables independientes sobre la remoción
de materia orgánica, nitrógeno, fósforo, grasas y aceites
en agua residual
CONSORCIO:
(MICROALGAS – BACTERIAS
ASOCIADAS)
REMOCIÓN: DQO,
NITRÓGENO, FÓSFORO,
GRASAS Y ACEITES
MEZCLA FERTILIZANTE
ORGÁNICA

9. “CONSORCIO DE MICROALGAS PRODUCTORAS DE EXOENZIMAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE PLANTAS EXTRACTORAS DE ACEITE DE PALMA”
Consorcio: microalga-bacterias
Microalgas:
 Chlorella sp., Chlorococcum sp., Oocystis sp., Scenedesmus sp. y
Geitlerinema sp.
Bacterias asociadas:
 Corynebacterium durum y Bacillus sphaericus (Chlorella)
 Corynebacterium durum, Delftia acidovorans y Staphylococcus hominis
(Scenedesmus)
 Bacillus sphaericus, Actinobacillus actinomycetemcomitans, Pasteurella stomatis
y Pasteurella aerogenes (Oocystis)
 Staphylococcus hominis, Stenotrophomonas maltophilia, Brevundimononas
diminuta, cepa C-12 Blanca, C-12 Naranja (Geitlerinema)
 Delftia acidovorans, C-42 y C-13 (Chlorococcum).
Exoenzimas: amilasa, lipasa, proteasa, fosfatasa, celulasa y ureasa.

10. “CONSORCIO DE MICROALGAS PRODUCTORAS DE EXOENZIMAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE PLANTAS EXTRACTORAS DE ACEITE DE PALMA”
El consorcio microalga-cianobacteria-bacteria productora de
exoenzimas conforma un sistema biológico catalizador de la
biodegradación de residuales enriquecidos con almidones,
proteínas y grasas.

11. Tratamiento de efluentes de pescaderías con
Scenedesmus sp.
Aislamiento
Aguas residuales
Colección
Nitrógeno
Parámetros Selección
ambientales cepas
Fosfato
Cultivo
Remoción DQO
Efluente
Metales
DBO
Bromatológicos Análisis Biomasa
Bacteriológicos

12. Dunaliella viridis-Chlorella marina para el tratamiento de
efluentes (amargos) de plantas extractoras de sal.
Detección de microalgas
en amargos
(320 UPS)
Fertilización
Aislamiento:
Dunaliella viridis-Chlorella marina
Synechococcus
Dunaliella Cepas
viridis Cultivo
marinas de
colección
Chaetoceros
Consorcio:
Dunaliella viridis
DQO
Efluente
(320 -160 UPS)
Análisis SO4-
Bioaumentación
Nitrógeno

13. Tratamiento de agua petrolizada con consorcio:
microalga-bacteria
Fase I. Fase II. Estudio de Fase III. Estudio Fase IV.
Caracterización factibilidad de tratabilidad Estudio
de muestras escala real
Análisis Análisis Ensayo con Ensayo con
Bioestimulación Bioaumentación
Consorcio
fisicoquímicos microbiológicos bacterias microalgas en suspensión*
Agua petrolizada +
Agua, Bacterias, Cultivos puros y Agua petrolizada
Consorcio microbiano Control
sedimento y crudo hongos, microalgas mixtos + fertilización + fertilización parámetros
operativos
Normativas Ensayos con Queroseno y
estándares queroseno y nutrientes nutrientes Análisis Análisis
Fisicoquímicos microbiológicos Análisis
fisicoquímicos y
microbiológicos
Selección de Determinación de
Selección del
microorganismos con % biodegradación por
mejor tratamiento Remoción de
potencial biodegradación cultivos
hidrocarburos,
materia orgánica y
nutrientes

14. Consorcio microbianoAireación •TRH=75-120
(20%) mecánica Fertilización 1mL/L días, promedio: 98
días
•Volumen de la fosa:
REACTOR SEMICONTINUO 12.000 L aprox.
50% •Análisis
VT: 3000 L VT: 1500 L microbiológicos y
2m
TANQUE DE SEDIMENTACIÓN
VN: 5000 L fisicoquímicos en
VN: 2500 L
1,25 m
varias etapas del
1m 1m proceso
2,5 m 2m 25% •Tiempo estimado
saneamiento: 12
Recirculación del lodo? meses con 4 cargas.
25% Recirculación del efluente
Tratamiento
25% del lodo
Agua petrolizada
Agua Petrolizada

15. Tapetes Microbianos para recuperación de suelos
contaminados con petróleo en zonas costeras
Aislamiento
Colección
Cepas
Parámetros
Cultivo Tecnologías
ambientales
Sedimentación
Tapetes
Tratamiento Centrifugación
Artificiales
Bioquímicos
Pre-
Bromatológicos Análisis Biomasa concentración
Microbiológicos Suelos contaminados
microcosmos
TPH
In situ
Ex situ
Análisis Biológicos
Biorremediación
suelos

16. Biorremediación de suelos contaminados con crudo
Bioprospección
Suelos, aguas, lodos
contaminados
Aislamiento
Microalga-cianobacteria
Cultivo
Selección
consorcios
Sedimentación
Centrifugación Tratamiento Biomasa
(inóculo)
Floculación
Microcosmos
Análisis
químico
Reducción
TPH

17. Ficoproducción:
Obtención de biomasa a partir de microalgas y cianobacterias
para ser evaluada como complemento alimenticio animal
 Artrhospira platensis
 Nostoc LAUN 0015
 Spirulina subsalsa
 Nostoc sp
 Anabaena sp

18. Arthrospira platensis como complemento alimenticio
para alevines de Tilapia
Colección
Cepas
Parámetros
Cultivo Tecnologías
ambientales
Centrifugación
Cosecha Tratamiento Filtración
Bioquímicos
Biomasa
Bromatológicos Análisis Secada y
pulverizada
Bacterias
Hongos
Dietas Ingredientes
experimentales convencionales
Inclusión: 10, 20 y 30%
Factor de conversión del alimento
Alevines Ganancia de peso
Eficiencia alimenticia Tilapia Relación eficiencia proteína

19. Nostoc LAUN0015
Evaluación preliminar de su actividad biológica
Colección
Cepas
Parámetros
Cultivo Tecnologías
ambientales
Sedimentación
Cosecha Tratamiento Centrifugación
Bioquímicos
Pre-
Bromatológicos Análisis Biomasa concentración
Microbiológicos Extracción
Bioproducto
Antimicrobiana
Extractos
Crudos Actividad
Citotoxidad
Biológica
Extractos
Puros Inmunomoduladora

20. Spirulina subsalsa
Etapas evaluadas para su aplicación como complemento alimenticio animal
Aislamiento
Colección
Cepas
Parámetros
Cultivo Tecnologías
ambientales
Filtración
Cosecha Tratamiento Centrifugación
Bioquímicos
Pre-
Bromatológicos Análisis Biomasa concentración
Bacterias
hongos Extracción
Bioproducto
Químicos
Extractos
Crudos
Análisis Biológicos
Extractos
Puros Fisiológicos

21. Nostoc / Anabaena
Etapas evaluadas como complemento alimenticio animal
Aislamiento
Anabaena
Colección
Cepas
Parámetros
ambientales
Cultivo Tecnologías
Sedimentación
Cosecha Tratamiento Centrifugación
Bioquímicos
Filtración
Bromatológicos Análisis Biomasa
Microbiológicos
Extracción
Bioproducto
Químicos
Extractos
Crudos
Análisis Biológicos
Extractos
Puros Fisiológicos

22. Conclusiones
 Se demuestra la efectividad del uso de consorcios microalgas-
cianobacterias aisladas de zonas contaminadas y de aguas residuales
como biocatalizadores del proceso de recuperación de aguas, suelos y
lodos contaminados o eutrofizados.
 La biomasa producida según el caso puede ser utilizada como
complemento alimenticio animal o para fertilización de suelos.
 La producción de biomasa a partir de cianobacterias se continua
evaluando como alternativa agroalimentaria y como fuente de
bioproductos con actividad biológica.
 La ficorremediación como la producción de biomasa microalgal
constituyen bioprocesos rentables y atractivos para empresas de
biotecnología ambiental e industrial.