ECOLOGIA MICROBIANA
La importancia de los microorganismos para la vida es sorprendente, estos son fundamentales, son la base de cualquier ecosistema ya sea terrestre , marino o aéreo , permiten el buen desempeño de nuestros sistemas agrícolas, resulta muy interesante que los organismo vivos que a simple vista son mas notorios y majestuosos dependen crucialmente de los que pasan por insignificantes y que no podemos apreciar directamente a simple vista, estos trabajadores silenciosos son los responsables de tantos procesos indispensables para la vida , por ejemplo muchas algas son responsables de la aparición del oxigeno en nuestra atmosfera , muchas bacterias y hongos son responsables de la buena salud de los cultivos , aunque hayamos crecido creyendo que los hongos y las bacterias solo sirven para infectarnos ,ellos cumplen múltiples roles en el ambiente; un ejemplo muy real el siguiente: los suelos con baja actividad microbiológica son suelos poco sanos, ósea que los cultivos no tendrán un desarrollo optimo es mas podría verse afectada la salud de las mismas plantas, otro ejemplo claro y que viene de muy adentro de nosotros es la flora microbiana intestinal fundamental para la absorción y aprovechamiento de los alimentos y también como defensa ante otros microorganismo patógenos ,
Bueno así como estos existen gran cantidad de ejemplos, y cada uno mas sorprendente que el anterior, por lo tanto es muy importante estudiar la función, de cada microorganismo en cada uno de sus ambientes y hábitats como interactúan con otros organismos y el medio. En ellos se encuentran los secretos de l funcionamiento de su entorno, así que podemos olvidarnos de la visión tradicional y simplista que los microorganismo son organismo patógenos y descomponedores, ellos son mas que eso son la base de los ciclos vitales de nuestro planeta.
Así que debemos cuidar la biodiversidad y vamos a conocer la diversidad microbiológica ya que en ella pueden esconderse las soluciones de mucho de los problemas ambientales que ahora en día sufrimos.
miércoles, 14 de abril de 2010
martes, 13 de abril de 2010
Algas productoras de combustibles, ademas consumen CO2
Producción de biodiésel en base a algas
Para obtener biodiésel a partir de algas primero se debe extraer el aceite de estas y por un proceso química llamado transesterificación es posible obtener biodiésel. El cultivo de microalgas y la obtención de aceite a partir de este presenta muchas ventajas con respecto a los cultivos terrestres. Por un lado presentan una tasa de crecimiento mucho mayor y por otra lado la producción de aceite por área esta estimada entre 4.6 y 18.4 l/m2, esto es de 7 a 30 veces mayor que los mayores cultivos terrestres. No requiere de grandes superficies para su producción. En una superficie de 52.000 km2, se pueden obtener 95 millones de barriles de biodiésel al día a un precio sensiblemente inferior al del petróleo actual.
Se trata de una fuente de producción de energía en continuo, inagotable y no contaminante porque no moviliza carbono fósil, sino que utiliza el exceso de carbono (CO2). Contribuye de esta forma a paliar el efecto invernadero y a restablecer el equilibrio térmico del planeta. En comparación con otros vegetales utilizados para la producción de biodiésel, el fitoplancton parece ser el que mas rendimiento tiene. Algunos estudios señalan los siguientes niveles de producción anual de volumen de aceite por km2:
Colza: de 100 a 140 m3/km2.
Mostaza (Brassica nigra): 130 m3/km2.
Piñón (jatropha): 160 m3/km2.
Aceite de palma: 610 m3/km2.
Algas: De 10.000 a 20.000 m3/km2.
Algunas características y ventajas del biodiésel producido a partir de algas son las siguientes:
Las algas tienden a producir una alta cantidad de ácidos grasos poliinsaturados, lo que disminuye la estabilidad del biodiésel. Pero los ácidos grasos poliinsaturados tienen puntos de fusión bajos por lo que en climas fríos es mucho más ventajoso que otros tipos de biocombustibles.
La producción de aceites a partir de algas es 200 veces mayor que en plantas. Por lo que también es mayor la producción de biodiésel.
Posee un alto rendimiento y por lo tanto un bajo costo.
La producción de biodiésel de algas tiene las características de reducir las emisiones de CO2 y compuestos nitrogenados de la atmósfera.
Cultivos de algas para la producción de Aceites
Las algas son capaces de crecer en un amplio rango de condiciones por la que se las encuentra en cualquier zona del planeta: dentro de plantas acuáticas, sobre sustrato artificial como madera o botellas, en lagunas, ciénagas, pantanos, nieve, lagos de agua dulce o salina, sobre rocas, etc. Por lo que no es difícil encontrar zonas para cultivarlas.
En principio, al igual que las plantas, las algas necesitan de tres componentes básicos para su crecimiento: luz solar, CO2 y agua. Encontrar cepas de algas para hacerlas crecer no es difícil, pero es complicado encontrar cepas que permitan la producción de biodiésel debido a que este tipo de algas necesitan de un alto mantenimiento y por otro lado se contaminan fácilmente con otras especies.
Debido a que las algas necesitan de luz celular, CO2 y agua para crecer, pueden ser cultivadas en estanques y lagos. A estos tipos de cultivos se los llaman “sistemas abiertos”. El riesgo de este tipo de sistemas de cultivos es la alta probabilidad de ser contaminados por otros tipos de algas, ya que las algas que tienen el mayor componente en aceite no necesariamente son las que más rápido crecen, por lo que algunas cepas de algas contaminantes podrían invadir masivamente el cultivo. Por otro lado en este sistema se tienen poco control frente a condiciones ambientales tales como temperatura del agua, CO2, intensidad lumínica, por lo que el crecimiento del cultivo depende de las condiciones del medio y en general se produce en los meses más cálidos. En general, para el cultivo en sistemas abiertos se buscan cepas que puedan crecer bajo condiciones en las que otros organismos les resultaría difícil desarrollarse como Ph altos o bajos, T º especificas, requerimientos nutritivos específicos, etc. Es por esta razón que solo pocas especies fueron cultivadas con éxito en este tipo de sistemas. La ventaja que tienen los sistemas abiertos es que son muy baratos y fáciles de construir ya que básicamente lo que se hace es construir estanques o piletones en el suelo.
Un sistema alternativo para el crecimiento de algas es mediante invernaderos (Fig. 1), también en estanque. Aunque se reduce el área de cultivo se solucionan muchos problemas que poseen los sistemas abiertos: menor probabilidad de contaminación por especies no deseadas, pueden cultivarse un mayor numero de especies, el periodo de cultivo es mayor ya que hay control de la temperatura y puede incrementarse la cantidad de C02 en el ambiente, con lo que también aumentaría la tasa de crecimiento de las algas.
Los estanques poseen sistemas que permiten a las algas mantenerse en movimiento en el medio, de forma que todas reciban la misma cantidad de luz y nutrientes. Por otro lado se renueva continuamente la cantidad de C02 y nutrientes del medio.
Otro tipo de sistemas cerrados de cultivos son los Fotobiorreactores los que incorporan luz blanca y natural y donde las condiciones son mas controladas que en los sistemas abiertos. Son sistemas muy costosos pero que tienen un alto rendimiento en cuanto a la producción de aceite de algas. Algunos tipos de fotobiorreactores son:
Tubos plásticos o de vidrio de forma triangular: Gases como C02 y O2 se hacen fluir desde la parte baja de la hipotenusa y algas con medio de cultivo se hacen fluir en el sentido opuesto.
Fotobiorreactores tubulares en forma horizontal: Son tubos de acrílico en el que se hace circular en forma horizontal medio de cultivo mas algas para que están no precipiten y todas reciban la misma cantidad de luz y nutrientes.
Columna vertical de burbujas: Se genera circulación del medio con algas en una columna vertical a través del flujo de gases como dióxido de carbono. Se ilumina a través de tubos de luz a lo largo del tubo, cuyo objetivo es disminuir el costo del cultivo de algas a gran escala y hacerlo mas simple.
Equipos de fermentación: Algunas compañías obtuvieron aceite de algas sin crecimiento fotosintético, sino alimentando a las algas con azucares que luego estas fermentaban. Una de estas compañías ese llama Solazyme, una empresa de biotecnología que esta desarrollando técnicas para producir combustible para autos y aviones a partir de algas.
Tipos de algas que se cultivan para producir biodiésel
Las algas están compuestas básicamente por proteínas, carbohidratos, ácidos nucleicos y ácidos grasos. Los ácidos grasos se encuentran en las membranas, en los productos de almacenamiento, metabolitos, etc. El porcentaje de ácidos grasos varía según la especie, aunque hay especies cuyos ácidos grasos representan 40% de su peso seco. Estos son los ácidos grasos que luego son convertidos en biodiésel. Para la producción de estos se buscan algas que contengan un alto contenido en lípido y que sean fácilmente cultivables.
Especie Proteína Carbohid Lípidos Ácidos Nucleicos
Scenedesmus obliquus 50-56 10-17 12-14 3-6
Scenedesmus quadricauda 47 – 1.9 -
Scenedesmus dimorphus 8-18 21-52 16-40 -
Chlamydomonas rheinhardii 48 17 21 -
Chlorella vulgaris 51-58 12-17 14-22 4-5
Chlorella pyrenoidosa 57 26 2 -
Spirogyra sp. 6-20 33-64 11-21 -
Dunaliella salina 57 32 6 -
Euglena gracilis 39-61 14-18 14-20 -
Prymnesium parvum 28-45 25-33 22-38 1-2
Tetraselmis maculata 52 15 3 -
Una de las especies de algas verdes mas utilizadas en el desarrollo de biodiésel es Botryococcus braunii. Esta especie produce alta cantidad de hidrocarburos como terpenos, que constituye alrededor del 30 al 40% de su peso seco. El botriococeno es el hidrocarburo predominante en Botryococcus braunii. Puede ser utilizado para la producción de octanos, querosén y diesel. Para la producción de biodiésel a partir de botriococeno, primero debe encontrarse una cepa adecuada de Botryococcus braunii que produzca un alto rendimiento del hidrocarburo. Al seleccionar este tipo de cepas, puede que se pierdan atributos como resistencia a enfermedades, desventajas competitivas, etc. Por esta razón se necesitan fotobiorreactores para el cultivo de este tipo de cepas.
En EEUU se puso en marcha un programa que duro desde 1978 a 1996, llamado the Aquatic Species Program (ver en referencias), cuyo objetivo fue investigar acerca de cuales serian las especies de algas mas apropiadas para la producción de biodiésel. Este programa llego a la conclusión de que no hay una cepa o una especie de alga que sea la mejor en términos de producción de aceite para biodiésel, pero si que las más prometedoras eras las diatomeas y en segundo lugar las algas verdes (ejemplo: Botryococcus).
Existen otras especies de algas que potencialmente pueden ser utilizadas en la producción de biodiésel por su alto contenido de aceites:
Scenedesmus dimorphus – Esta es una de las preferidas por el alto rendimiento de aceites para biodiésel, pero uno de los problemas es que produce gruesos sedimentos si al cultivo no se lo agita con frecuencia.
Dunaliella tertiolecta – Esta cepa produce cerca de 37 % de aceites. Es una cepa que crece rápido lo que significa que tiene una alta tasa de absorción de CO2.
Bacilliarophyta (diatomea) – Es una de las favoritas del ASP. El problema es que necesita silicona en el agua, mientras que las Clorofita necesitan nitrógeno para crecer.
Chlorofita – Algas verdes tienden a producir almidón, en vez de lípidos. Tienen tasas de crecimiento muy altas a 30 ºC con alta intensidad de la luz agua de tipo en 55 mmho/cm.
Proceso de extracción de aceites y producción de biodiésel
La acumulación de lípidos en algas se produce durante periodos de stress ambiental, incluyendo crecimiento en medios con bajas condiciones de nutrientes. Para inducir stress en cultivos de para producción de biodiésel una de las estrategias disminuir la ración de compuestos nitrogenados o inducir como variaciones en la temperatura, el ph, inanición. etc. Algunos estudios sugieren que la enzima Acetil-CoA carboxilasa puede estar involucrada en la producción de ácidos grasos, por lo que a través de la manipulación genética del gen que la codifica podría aumentarse la producción de lípidos a través del incremento de la actividad de la enzima.
La extracción del aceite de las algas básicamente es extraer el alga de su medio de cultivo (a través de algún proceso de separación adecuado) y luego usar las algas húmedas para extraer el aceite. Existen tres métodos bien conocidos de extracción de aceites de algas.
Expeller/press: las algas luego de ser secadas mantienen su contenido de aceite, entonces son prensada con una prensa de aceite. A veces se utiliza una combinación de prensa y solventes de extracción.
Método del solvente de hexano: Este es uno de los solventes de extracción favoritos ya que no es muy caro. Una vez que el aceite es extraído con una prensa se utiliza el ciclohexano para extraer el contenido remanente del alga. Luego por destilación se separa el ciclohexano del aceite.
Extracción supercrítica del fluido: es un método capaz de extraer el 100 % del aceite, pero necesita un alto equipamiento. El CO2 es licuado hasta el punto de tener las propiedades de un liquido y un gas, entonces este fluido licuado actúa como un solvente de extracción para el aceite algal.
Existen otros métodos de extracción mucho menos utilizados como la extracción enzimática, el shock osmótico y la extracción a través de ultrasonido.
El proceso de producción de biodiésel se basa en la reacción de transesterificación del aceite. Los aceites están compuestos principalmente por moléculas denominadas triglicéridos, las cuales se componen de tres cadenas de ácidos grasos unidas a una molécula de glicerol. La transesterificación consiste en reemplazar el glicerol por un alcohol simple, como el metanol o el etanol, de forma que se produzcan ésteres metílicos o etílicos de ácidos grasos. Este proceso permite disminuir la viscosidad del aceite, la cual es principalmente ocasionada por la presencia de glicerina en la molécula. La alta viscosidad del aceite impide su uso directo en motores diésel, desventaja que se supera mediante este proceso. Para lograr la reacción se requieren temperaturas entre 40 y 60ºC, así como la presencia de un catalizador, que puede ser la soda o potasa cáustica.
Aumento de la producción de Aceites en Algas a través de la ingeniería genética
Como se dijo anteriormente, existe por lo menos un método molecular conocido para aumentar la producción de aceites algales. La enzima Acetil-CoA carboxilasa esta involucrada en uno de los pasos de la síntesis de de aceites en algas. Durante el proyecto estadounidense Aquatic Species Program – Biodiésel from Algae se logro clonar el que codifica para la Acetil-CoA carboxilasa gen a partir de una diatomea y así aislar la enzima. Cuando se pudo clonar con éxito este gen, los investigadores de este proyecto lograron un primer y exitosos sistema de transformación en diatomeas. Tanto el gen que codifica a la Acetil-CoA carboxilasa tanto como el sistema de transformación de diatomeas fueron patentados. Se consiguió sobre expresar la enzima en las diatomeas con la esperanza de aumentar los niveles de aceites. Sin embargo en los experimentos que se llevaron a cabo no se obtuvo un cambio significativo en el nivel de aceites producidos por las diatomeas, por lo que este método aun se encuentra en un proceso de investigación.
Algunas empresas que están llevando a cabo investigaciones al respecto:
Origin Oil: Empresa estadounidense que esta desarrollando nuevas tecnologías para producir biodiésel así como gasolina, combustible para jets, plásticos y solventes a partir de algas.
A2BE Carbon Capture: Empresa estadounidense dedicada básicamente en biodiésel a partir de algas y en la investigación en nuevos tipos de áreas y cultivos.
Diversified Energy Corporation: desarrollo y esta comercializando una nueva forma de producción de aceite de algas llamada Simgae™, el cual es un sistema para cultivar algas a gran escala cuyo objetivo es disminuir el costo y aumentar la simplicidad de este tipo de cultivo. Este sistema consta de tubos de polietileno con una pared delgada en el que pueden ser modificadas ciertas variables como inhibición de luz UV, temperatura, concentración de nutrientes, CO2 y O2 disueltos en agua, etc. Luego de un tiempo, el flujo saliente posee una mayor concentración de algas que al principio.
Solazyme: compañía de biotecnología dedicada a desarrollar energía de algas para producir productos valiosos. Utiliza métodos de ingeniería genética para desarrollar formas bioquímicas controladas por luz solar para producir energía de forma comercialmente relevante.
Shell: cultivará algas en el mar de Hawai para convertirlas en biocombustibles criarán especies de microalgas marinas “no modificadas”.
Desarrollo de biodiésel a partir de algas en Argentina y Latinoamérica
América Latina tiene ventajas en la producción de bioetanol y biodiésel, entre ellas, el suelo, el clima, la disponibilidad de tierras y los costos de mano de obra más bajos. Sin embargo, a pesar de estas ventajas, la región a excepción de Brasil, no ha tomado suficientes medidas para explorar este potencial. Existen varios programas para la producción de biodiésel en América Latina. Uno de ellos es llevado a cabo por Brasil, el cual es uno de los países lideres en el desarrollo de biocombustibles. Uno de los programas se basa en la producción de biodiésel a partir de soja. En Colombia se inauguró el 9/7/2007 la primera planta de biodiésel que se produce a partir de aceite de crudo de palma africana. En Argentina se esta produciendo biodiésel a partir de la soja. El problema es que para producir este tipo de biodiésel se llevan a cabo monocultivos, los que tienen consecuencias tales como erosión, pérdida de materia orgánica, balance negativo de nutrientes, desertificación y reducción de la biodiversidad. Algunos expertos argentinos como el ingeniero Mario Martínez, del INTA, opina que la producción de biodiésel a partir de maíz puede traer no es tiene un buen rendimiento y por otro lado se necesita un alto costo energético para la producción de biodiésel a partir de maíz. Según el presidente del INTI puede alterar los precios del maíz y la soja, lo que los haría menos accesibles a los consumidores. Por esta razón existen empresas latinoamericanas que están experimentando con la producción de biodiésel a partir de algas:
En Costa Rica un grupo de estudiantes universitarios presento una investigación sobre una microalga marina que es mucho más productiva para la fabricación de biodiésel que el que se produce a partir de palma africana. Se trata de una microalga marina del género chlorella, de la cual se puede obtener hasta un 168 por ciento más de aceite utilizado en la fabricación de biocombustibles, que de la palma. Según los resultados de esta investigación una hectárea de palma produce por año 5.950 litros de aceite, mientras que de una hectárea de microalgas se puede extraer 100.000 litros en el mismo periodo.
Un equipo científico chileno de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Católica de Temuco inició investigaciones y contactos con grupos empresariales para producir biodiésel a partir de microalgas mientras el Centro de Biotecnología de la Universidad de Concepción esta en fase de investigación de extracción de aceites de algas para la producción de biocombustibles, entre ellos biodiésel. La iniciativa que están desarrollando los investigadores cuenta con un biorreactor para producción masiva de microalgas construido especialmente para dicha labor. Esta opción es particularmente relevante para Chile, país que no dispone de reservas estratégicas de hidrocarburos, pero sí de 5.000 kilómetros de costa frente al Océano Pacífico.
En Argentina, la empresa Oilfox tiene como proyecto cultivar cuatro especies de algas en piletones en Chubut. Se invertirán cerca de 19 millones de dólares en el desarrollo de este proyecto y se supone que se obtendrán cerca de 240 mil toneladas de biodiésel ¿por año? Esta iniciativa se realiza en el contexto de la ley argentina de promoción de los biocombustibles, aprobada en 2006. La empresa destinaría la “pasta de algas”, que es un subproducto de la siembra y la cosecha de las mismas, a la alimentación, ya que las algas contienen un 67% de proteínas que es un valor muy superior a cualquier oleaginosa. La empresa incursionó en el desarrollo de un alga que creciera en aguas dulces y en aguas muy saladas. Del mismo sur Argentino (concretamente de la provincia de La Pampa), en el medio de un desierto, se obtuvieron en forma natural, las algas tanto dulces como saladas. También están desarrollando métodos no solo para extraer el aceite para hacer Biodiésel, si no también otros para la extracción de etanol (bioetanol) por fermentación y además, mediante una digestión anaeróbica, obtener CO2 (necesario para alimentar las mismas algas) y metano (biogás).
Pruebas con biodiésel derivado de algas
La empresa neocelandesa Aquaflow Bionomic produjo la primer muestra de biodiésel de algas obtenidas de aguas residuales. Puso a prueba el combustible en un Land Rover y el vehiculo fue conducido sin problemas por las calles de una ciudad neocelandesa llamada Central Wellington.
El 18/07/2007 un buque de la compañía pesquera patagónica Harengus, impulsado con 5000 litros de biodiésel producido a partir del aceite de microalgas patagónicas y desechos de merluza y calamar, zarpó de Comodoro Rivadavia. El biodiésel fue elaborado por el Centro de Energías Alternativas de Chubut. El combustible utilizado posee un 70 % de combustible fósil y un 30 % de biocombustible.
El 22 de Enero de 2008 la empresa estadounidense Solazyme realizo una prueba de carretera utilizando biodiésel en un auto estándar. A diferencia de otro aceites de algas, este se obtuvo en mayor parte a través de la fermentación de azucares por estas algas, recibiendo muy poca energía lumínica. El auto utilizado para la prueba tenía su motor diesel original de fábrica sin modificaciones. La prueba se realizo en Enero, a temperaturas bajo cero para demostrar que este biodiésel es mejor que otros biocombustibles.
También pudo ser utilizado para la generación y distribución de energía eléctrica por algunas compañías estado unidenses.
Otros combustibles derivados de algas
Biobutanol: puede ser obtenido a partir de algas como las diatomeas utilizando solamente una biorrefineria junto con luz solar. Posee algunos Km. por galón mas que la gasolina en base a petróleo.
Biogasolina: puede ser producida a partir de algas, pero se investigo poco acerca de este tipo de producción y hay poca información.
Metano: a través del cultivo de algas puede obtenerse diversos polímeros que se pueden descomponer dando como resultado metano.
Para obtener biodiésel a partir de algas primero se debe extraer el aceite de estas y por un proceso química llamado transesterificación es posible obtener biodiésel. El cultivo de microalgas y la obtención de aceite a partir de este presenta muchas ventajas con respecto a los cultivos terrestres. Por un lado presentan una tasa de crecimiento mucho mayor y por otra lado la producción de aceite por área esta estimada entre 4.6 y 18.4 l/m2, esto es de 7 a 30 veces mayor que los mayores cultivos terrestres. No requiere de grandes superficies para su producción. En una superficie de 52.000 km2, se pueden obtener 95 millones de barriles de biodiésel al día a un precio sensiblemente inferior al del petróleo actual.
Se trata de una fuente de producción de energía en continuo, inagotable y no contaminante porque no moviliza carbono fósil, sino que utiliza el exceso de carbono (CO2). Contribuye de esta forma a paliar el efecto invernadero y a restablecer el equilibrio térmico del planeta. En comparación con otros vegetales utilizados para la producción de biodiésel, el fitoplancton parece ser el que mas rendimiento tiene. Algunos estudios señalan los siguientes niveles de producción anual de volumen de aceite por km2:
Colza: de 100 a 140 m3/km2.
Mostaza (Brassica nigra): 130 m3/km2.
Piñón (jatropha): 160 m3/km2.
Aceite de palma: 610 m3/km2.
Algas: De 10.000 a 20.000 m3/km2.
Algunas características y ventajas del biodiésel producido a partir de algas son las siguientes:
Las algas tienden a producir una alta cantidad de ácidos grasos poliinsaturados, lo que disminuye la estabilidad del biodiésel. Pero los ácidos grasos poliinsaturados tienen puntos de fusión bajos por lo que en climas fríos es mucho más ventajoso que otros tipos de biocombustibles.
La producción de aceites a partir de algas es 200 veces mayor que en plantas. Por lo que también es mayor la producción de biodiésel.
Posee un alto rendimiento y por lo tanto un bajo costo.
La producción de biodiésel de algas tiene las características de reducir las emisiones de CO2 y compuestos nitrogenados de la atmósfera.
Cultivos de algas para la producción de Aceites
Las algas son capaces de crecer en un amplio rango de condiciones por la que se las encuentra en cualquier zona del planeta: dentro de plantas acuáticas, sobre sustrato artificial como madera o botellas, en lagunas, ciénagas, pantanos, nieve, lagos de agua dulce o salina, sobre rocas, etc. Por lo que no es difícil encontrar zonas para cultivarlas.
En principio, al igual que las plantas, las algas necesitan de tres componentes básicos para su crecimiento: luz solar, CO2 y agua. Encontrar cepas de algas para hacerlas crecer no es difícil, pero es complicado encontrar cepas que permitan la producción de biodiésel debido a que este tipo de algas necesitan de un alto mantenimiento y por otro lado se contaminan fácilmente con otras especies.
Debido a que las algas necesitan de luz celular, CO2 y agua para crecer, pueden ser cultivadas en estanques y lagos. A estos tipos de cultivos se los llaman “sistemas abiertos”. El riesgo de este tipo de sistemas de cultivos es la alta probabilidad de ser contaminados por otros tipos de algas, ya que las algas que tienen el mayor componente en aceite no necesariamente son las que más rápido crecen, por lo que algunas cepas de algas contaminantes podrían invadir masivamente el cultivo. Por otro lado en este sistema se tienen poco control frente a condiciones ambientales tales como temperatura del agua, CO2, intensidad lumínica, por lo que el crecimiento del cultivo depende de las condiciones del medio y en general se produce en los meses más cálidos. En general, para el cultivo en sistemas abiertos se buscan cepas que puedan crecer bajo condiciones en las que otros organismos les resultaría difícil desarrollarse como Ph altos o bajos, T º especificas, requerimientos nutritivos específicos, etc. Es por esta razón que solo pocas especies fueron cultivadas con éxito en este tipo de sistemas. La ventaja que tienen los sistemas abiertos es que son muy baratos y fáciles de construir ya que básicamente lo que se hace es construir estanques o piletones en el suelo.
Un sistema alternativo para el crecimiento de algas es mediante invernaderos (Fig. 1), también en estanque. Aunque se reduce el área de cultivo se solucionan muchos problemas que poseen los sistemas abiertos: menor probabilidad de contaminación por especies no deseadas, pueden cultivarse un mayor numero de especies, el periodo de cultivo es mayor ya que hay control de la temperatura y puede incrementarse la cantidad de C02 en el ambiente, con lo que también aumentaría la tasa de crecimiento de las algas.
Los estanques poseen sistemas que permiten a las algas mantenerse en movimiento en el medio, de forma que todas reciban la misma cantidad de luz y nutrientes. Por otro lado se renueva continuamente la cantidad de C02 y nutrientes del medio.
Otro tipo de sistemas cerrados de cultivos son los Fotobiorreactores los que incorporan luz blanca y natural y donde las condiciones son mas controladas que en los sistemas abiertos. Son sistemas muy costosos pero que tienen un alto rendimiento en cuanto a la producción de aceite de algas. Algunos tipos de fotobiorreactores son:
Tubos plásticos o de vidrio de forma triangular: Gases como C02 y O2 se hacen fluir desde la parte baja de la hipotenusa y algas con medio de cultivo se hacen fluir en el sentido opuesto.
Fotobiorreactores tubulares en forma horizontal: Son tubos de acrílico en el que se hace circular en forma horizontal medio de cultivo mas algas para que están no precipiten y todas reciban la misma cantidad de luz y nutrientes.
Columna vertical de burbujas: Se genera circulación del medio con algas en una columna vertical a través del flujo de gases como dióxido de carbono. Se ilumina a través de tubos de luz a lo largo del tubo, cuyo objetivo es disminuir el costo del cultivo de algas a gran escala y hacerlo mas simple.
Equipos de fermentación: Algunas compañías obtuvieron aceite de algas sin crecimiento fotosintético, sino alimentando a las algas con azucares que luego estas fermentaban. Una de estas compañías ese llama Solazyme, una empresa de biotecnología que esta desarrollando técnicas para producir combustible para autos y aviones a partir de algas.
Tipos de algas que se cultivan para producir biodiésel
Las algas están compuestas básicamente por proteínas, carbohidratos, ácidos nucleicos y ácidos grasos. Los ácidos grasos se encuentran en las membranas, en los productos de almacenamiento, metabolitos, etc. El porcentaje de ácidos grasos varía según la especie, aunque hay especies cuyos ácidos grasos representan 40% de su peso seco. Estos son los ácidos grasos que luego son convertidos en biodiésel. Para la producción de estos se buscan algas que contengan un alto contenido en lípido y que sean fácilmente cultivables.
Especie Proteína Carbohid Lípidos Ácidos Nucleicos
Scenedesmus obliquus 50-56 10-17 12-14 3-6
Scenedesmus quadricauda 47 – 1.9 -
Scenedesmus dimorphus 8-18 21-52 16-40 -
Chlamydomonas rheinhardii 48 17 21 -
Chlorella vulgaris 51-58 12-17 14-22 4-5
Chlorella pyrenoidosa 57 26 2 -
Spirogyra sp. 6-20 33-64 11-21 -
Dunaliella salina 57 32 6 -
Euglena gracilis 39-61 14-18 14-20 -
Prymnesium parvum 28-45 25-33 22-38 1-2
Tetraselmis maculata 52 15 3 -
Una de las especies de algas verdes mas utilizadas en el desarrollo de biodiésel es Botryococcus braunii. Esta especie produce alta cantidad de hidrocarburos como terpenos, que constituye alrededor del 30 al 40% de su peso seco. El botriococeno es el hidrocarburo predominante en Botryococcus braunii. Puede ser utilizado para la producción de octanos, querosén y diesel. Para la producción de biodiésel a partir de botriococeno, primero debe encontrarse una cepa adecuada de Botryococcus braunii que produzca un alto rendimiento del hidrocarburo. Al seleccionar este tipo de cepas, puede que se pierdan atributos como resistencia a enfermedades, desventajas competitivas, etc. Por esta razón se necesitan fotobiorreactores para el cultivo de este tipo de cepas.
En EEUU se puso en marcha un programa que duro desde 1978 a 1996, llamado the Aquatic Species Program (ver en referencias), cuyo objetivo fue investigar acerca de cuales serian las especies de algas mas apropiadas para la producción de biodiésel. Este programa llego a la conclusión de que no hay una cepa o una especie de alga que sea la mejor en términos de producción de aceite para biodiésel, pero si que las más prometedoras eras las diatomeas y en segundo lugar las algas verdes (ejemplo: Botryococcus).
Existen otras especies de algas que potencialmente pueden ser utilizadas en la producción de biodiésel por su alto contenido de aceites:
Scenedesmus dimorphus – Esta es una de las preferidas por el alto rendimiento de aceites para biodiésel, pero uno de los problemas es que produce gruesos sedimentos si al cultivo no se lo agita con frecuencia.
Dunaliella tertiolecta – Esta cepa produce cerca de 37 % de aceites. Es una cepa que crece rápido lo que significa que tiene una alta tasa de absorción de CO2.
Bacilliarophyta (diatomea) – Es una de las favoritas del ASP. El problema es que necesita silicona en el agua, mientras que las Clorofita necesitan nitrógeno para crecer.
Chlorofita – Algas verdes tienden a producir almidón, en vez de lípidos. Tienen tasas de crecimiento muy altas a 30 ºC con alta intensidad de la luz agua de tipo en 55 mmho/cm.
Proceso de extracción de aceites y producción de biodiésel
La acumulación de lípidos en algas se produce durante periodos de stress ambiental, incluyendo crecimiento en medios con bajas condiciones de nutrientes. Para inducir stress en cultivos de para producción de biodiésel una de las estrategias disminuir la ración de compuestos nitrogenados o inducir como variaciones en la temperatura, el ph, inanición. etc. Algunos estudios sugieren que la enzima Acetil-CoA carboxilasa puede estar involucrada en la producción de ácidos grasos, por lo que a través de la manipulación genética del gen que la codifica podría aumentarse la producción de lípidos a través del incremento de la actividad de la enzima.
La extracción del aceite de las algas básicamente es extraer el alga de su medio de cultivo (a través de algún proceso de separación adecuado) y luego usar las algas húmedas para extraer el aceite. Existen tres métodos bien conocidos de extracción de aceites de algas.
Expeller/press: las algas luego de ser secadas mantienen su contenido de aceite, entonces son prensada con una prensa de aceite. A veces se utiliza una combinación de prensa y solventes de extracción.
Método del solvente de hexano: Este es uno de los solventes de extracción favoritos ya que no es muy caro. Una vez que el aceite es extraído con una prensa se utiliza el ciclohexano para extraer el contenido remanente del alga. Luego por destilación se separa el ciclohexano del aceite.
Extracción supercrítica del fluido: es un método capaz de extraer el 100 % del aceite, pero necesita un alto equipamiento. El CO2 es licuado hasta el punto de tener las propiedades de un liquido y un gas, entonces este fluido licuado actúa como un solvente de extracción para el aceite algal.
Existen otros métodos de extracción mucho menos utilizados como la extracción enzimática, el shock osmótico y la extracción a través de ultrasonido.
El proceso de producción de biodiésel se basa en la reacción de transesterificación del aceite. Los aceites están compuestos principalmente por moléculas denominadas triglicéridos, las cuales se componen de tres cadenas de ácidos grasos unidas a una molécula de glicerol. La transesterificación consiste en reemplazar el glicerol por un alcohol simple, como el metanol o el etanol, de forma que se produzcan ésteres metílicos o etílicos de ácidos grasos. Este proceso permite disminuir la viscosidad del aceite, la cual es principalmente ocasionada por la presencia de glicerina en la molécula. La alta viscosidad del aceite impide su uso directo en motores diésel, desventaja que se supera mediante este proceso. Para lograr la reacción se requieren temperaturas entre 40 y 60ºC, así como la presencia de un catalizador, que puede ser la soda o potasa cáustica.
Aumento de la producción de Aceites en Algas a través de la ingeniería genética
Como se dijo anteriormente, existe por lo menos un método molecular conocido para aumentar la producción de aceites algales. La enzima Acetil-CoA carboxilasa esta involucrada en uno de los pasos de la síntesis de de aceites en algas. Durante el proyecto estadounidense Aquatic Species Program – Biodiésel from Algae se logro clonar el que codifica para la Acetil-CoA carboxilasa gen a partir de una diatomea y así aislar la enzima. Cuando se pudo clonar con éxito este gen, los investigadores de este proyecto lograron un primer y exitosos sistema de transformación en diatomeas. Tanto el gen que codifica a la Acetil-CoA carboxilasa tanto como el sistema de transformación de diatomeas fueron patentados. Se consiguió sobre expresar la enzima en las diatomeas con la esperanza de aumentar los niveles de aceites. Sin embargo en los experimentos que se llevaron a cabo no se obtuvo un cambio significativo en el nivel de aceites producidos por las diatomeas, por lo que este método aun se encuentra en un proceso de investigación.
Algunas empresas que están llevando a cabo investigaciones al respecto:
Origin Oil: Empresa estadounidense que esta desarrollando nuevas tecnologías para producir biodiésel así como gasolina, combustible para jets, plásticos y solventes a partir de algas.
A2BE Carbon Capture: Empresa estadounidense dedicada básicamente en biodiésel a partir de algas y en la investigación en nuevos tipos de áreas y cultivos.
Diversified Energy Corporation: desarrollo y esta comercializando una nueva forma de producción de aceite de algas llamada Simgae™, el cual es un sistema para cultivar algas a gran escala cuyo objetivo es disminuir el costo y aumentar la simplicidad de este tipo de cultivo. Este sistema consta de tubos de polietileno con una pared delgada en el que pueden ser modificadas ciertas variables como inhibición de luz UV, temperatura, concentración de nutrientes, CO2 y O2 disueltos en agua, etc. Luego de un tiempo, el flujo saliente posee una mayor concentración de algas que al principio.
Solazyme: compañía de biotecnología dedicada a desarrollar energía de algas para producir productos valiosos. Utiliza métodos de ingeniería genética para desarrollar formas bioquímicas controladas por luz solar para producir energía de forma comercialmente relevante.
Shell: cultivará algas en el mar de Hawai para convertirlas en biocombustibles criarán especies de microalgas marinas “no modificadas”.
Desarrollo de biodiésel a partir de algas en Argentina y Latinoamérica
América Latina tiene ventajas en la producción de bioetanol y biodiésel, entre ellas, el suelo, el clima, la disponibilidad de tierras y los costos de mano de obra más bajos. Sin embargo, a pesar de estas ventajas, la región a excepción de Brasil, no ha tomado suficientes medidas para explorar este potencial. Existen varios programas para la producción de biodiésel en América Latina. Uno de ellos es llevado a cabo por Brasil, el cual es uno de los países lideres en el desarrollo de biocombustibles. Uno de los programas se basa en la producción de biodiésel a partir de soja. En Colombia se inauguró el 9/7/2007 la primera planta de biodiésel que se produce a partir de aceite de crudo de palma africana. En Argentina se esta produciendo biodiésel a partir de la soja. El problema es que para producir este tipo de biodiésel se llevan a cabo monocultivos, los que tienen consecuencias tales como erosión, pérdida de materia orgánica, balance negativo de nutrientes, desertificación y reducción de la biodiversidad. Algunos expertos argentinos como el ingeniero Mario Martínez, del INTA, opina que la producción de biodiésel a partir de maíz puede traer no es tiene un buen rendimiento y por otro lado se necesita un alto costo energético para la producción de biodiésel a partir de maíz. Según el presidente del INTI puede alterar los precios del maíz y la soja, lo que los haría menos accesibles a los consumidores. Por esta razón existen empresas latinoamericanas que están experimentando con la producción de biodiésel a partir de algas:
En Costa Rica un grupo de estudiantes universitarios presento una investigación sobre una microalga marina que es mucho más productiva para la fabricación de biodiésel que el que se produce a partir de palma africana. Se trata de una microalga marina del género chlorella, de la cual se puede obtener hasta un 168 por ciento más de aceite utilizado en la fabricación de biocombustibles, que de la palma. Según los resultados de esta investigación una hectárea de palma produce por año 5.950 litros de aceite, mientras que de una hectárea de microalgas se puede extraer 100.000 litros en el mismo periodo.
Un equipo científico chileno de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Católica de Temuco inició investigaciones y contactos con grupos empresariales para producir biodiésel a partir de microalgas mientras el Centro de Biotecnología de la Universidad de Concepción esta en fase de investigación de extracción de aceites de algas para la producción de biocombustibles, entre ellos biodiésel. La iniciativa que están desarrollando los investigadores cuenta con un biorreactor para producción masiva de microalgas construido especialmente para dicha labor. Esta opción es particularmente relevante para Chile, país que no dispone de reservas estratégicas de hidrocarburos, pero sí de 5.000 kilómetros de costa frente al Océano Pacífico.
En Argentina, la empresa Oilfox tiene como proyecto cultivar cuatro especies de algas en piletones en Chubut. Se invertirán cerca de 19 millones de dólares en el desarrollo de este proyecto y se supone que se obtendrán cerca de 240 mil toneladas de biodiésel ¿por año? Esta iniciativa se realiza en el contexto de la ley argentina de promoción de los biocombustibles, aprobada en 2006. La empresa destinaría la “pasta de algas”, que es un subproducto de la siembra y la cosecha de las mismas, a la alimentación, ya que las algas contienen un 67% de proteínas que es un valor muy superior a cualquier oleaginosa. La empresa incursionó en el desarrollo de un alga que creciera en aguas dulces y en aguas muy saladas. Del mismo sur Argentino (concretamente de la provincia de La Pampa), en el medio de un desierto, se obtuvieron en forma natural, las algas tanto dulces como saladas. También están desarrollando métodos no solo para extraer el aceite para hacer Biodiésel, si no también otros para la extracción de etanol (bioetanol) por fermentación y además, mediante una digestión anaeróbica, obtener CO2 (necesario para alimentar las mismas algas) y metano (biogás).
Pruebas con biodiésel derivado de algas
La empresa neocelandesa Aquaflow Bionomic produjo la primer muestra de biodiésel de algas obtenidas de aguas residuales. Puso a prueba el combustible en un Land Rover y el vehiculo fue conducido sin problemas por las calles de una ciudad neocelandesa llamada Central Wellington.
El 18/07/2007 un buque de la compañía pesquera patagónica Harengus, impulsado con 5000 litros de biodiésel producido a partir del aceite de microalgas patagónicas y desechos de merluza y calamar, zarpó de Comodoro Rivadavia. El biodiésel fue elaborado por el Centro de Energías Alternativas de Chubut. El combustible utilizado posee un 70 % de combustible fósil y un 30 % de biocombustible.
El 22 de Enero de 2008 la empresa estadounidense Solazyme realizo una prueba de carretera utilizando biodiésel en un auto estándar. A diferencia de otro aceites de algas, este se obtuvo en mayor parte a través de la fermentación de azucares por estas algas, recibiendo muy poca energía lumínica. El auto utilizado para la prueba tenía su motor diesel original de fábrica sin modificaciones. La prueba se realizo en Enero, a temperaturas bajo cero para demostrar que este biodiésel es mejor que otros biocombustibles.
También pudo ser utilizado para la generación y distribución de energía eléctrica por algunas compañías estado unidenses.
Otros combustibles derivados de algas
Biobutanol: puede ser obtenido a partir de algas como las diatomeas utilizando solamente una biorrefineria junto con luz solar. Posee algunos Km. por galón mas que la gasolina en base a petróleo.
Biogasolina: puede ser producida a partir de algas, pero se investigo poco acerca de este tipo de producción y hay poca información.
Metano: a través del cultivo de algas puede obtenerse diversos polímeros que se pueden descomponer dando como resultado metano.
Hongos en la Biorremediacion
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Eficacia del hongo Pleurotus ostreatus como biorremediador de suelos
contaminados con metales pesados.
Por:
Kathia Jeanille Rodríguez Rosario
Tesis sometida en cumplimiento parcial
de los requisitos para el grado de
MAESTRO EN CIENCIAS
en
Biología
UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO
RECINTO UNIVERSITARIO DE MAYAGÜEZ
2005
Revisión de Literatura
Los metales pesados son metales de masa atómica elevada por lo general del
quinto o sexto período de la tabla periódica. Los metales son notables por su amplia gama de usos, su dispersión, su tendencia a acumularse en algunos tejidos del cuerpo humano ycsu potencial de ser tóxicos aun a niveles de exposición relativamente bajos (Howard Hu,
2002).
Algunos metales como cobre y hierro son esenciales para la vida y juegan un
papel importante en, por ejemplo, el funcionamiento de algunos sistemas enzimáticos.
Otros metales son xenobióticos, o sea, no tienen ningún uso en los procesos fisiológicos
y, como en el caso de plomo y mercurio, pueden ser tóxicos en cantidades
imperceptibles. Aun los metales esenciales para el cuerpo humano, tienen el potencial de volverse dañinos si la persona es expuesta a altos niveles. El “U.S. Agency for Toxic
Substances and Disease Registry” (ATSDR) enumera todos los peligros y daños
presentes en desechos tóxicos de acuerdo a la severidad de su toxicidad. Según esta lista, en primer, segundo, tercer y sexto lugar se encuentran los siguientes metales pesados: plomo, mercurio, arsénico y cadmio, respectivamente.
La exposición a metales puede ocurrir a través de una variedad de rutas. Pueden
ser inhalados como polvo o humo (por ejemplo, partículas de óxido de plomo en la
combustión de gasolina con plomo); otros pueden ser evaporados y por consiguiente
inhalados (mercurio en la producción de lámparas fluorescentes). Los metales también
pueden ser ingeridos involuntariamente a través de comida o bebida. La cantidad que
puede ser absorbida por el tracto digestivo depende de la forma o configuración química, la edad y el estado de nutrición de la persona (J. Ton et al., 2000). La excreción ocurrepor medio de los riñones y el tracto digestivo, pero los metales tienden a persistir en sitios de almacenaje como el hígado, huesos y riñones y pueden permanecer ahí durante años o
décadas. La exposición crónica a plomo puede causar efectos como hipertensión entre
otros y en el caso de cadmio, fallo renal. Cuán vulnerable es una persona a la intoxicación por metales puede variar según los factores genéticos, la edad, la dosis y el tiempo de exposición, pero aun se están llevando a cabo estudios sobre este tema.
El plomo en el suelo tiende a concentrarse en vegetales con raíz como la cebolla y
será absorbido en mayor cantidad en individuos cuyas dietas son deficientes en calcio,
hierro o zinc. La exposición a plomo puede desarrollar problemas de salud como
convulsiones, coma, fallo renal y hasta la muerte dependiendo de la dosis. Los niños y los fetos aparecen particularmente vulnerables a efectos neurotóxicos por causa del plomo.
Estudios han demostrado que mujeres embarazadas que tienen plomo almacenado en sus huesos muestran un movimiento acelerado de éste al torrente sanguíneo y a la leche
materna lo cual está asociado a nacimientos de bebés con bajo peso y decrecimiento en la razón de crecimiento y del desarrollo mental (Michael McCally, 2002).
Por su parte, la contaminación por cadmio también tiene sus efectos adversos en
el cuerpo humano. La contaminación del terreno con cadmio puede ocurrir a través de
emisiones de los desechos tóxicos de las industrias. Las implicaciones a la salud
comienzan por la inhabilidad del ser humano de excretar el cadmio (es desechado al
sistema excretor, pero reabsorbido por los riñones). Algunos de los efectos al cuerpo son irritación de las vías respiratorias, degeneración de los testículos, daño al túbulo proximal del nefrón (permitiendo que moléculas esenciales como calcio se filtren a la orina), pérdida de densidad en los huesos y cáncer en la próstata (Howard Hu, 2002).
La biorremediación es una tecnología de control de contaminación que utiliza
sistemas biológicos para catalizar la degradación o transformación de compuestos tóxicos a formas menos dañinas. Uno de los objetivos del uso de la biorremediación es aumentar y mejorar la biodegradación por los organismos nativos (micro flora), lo que se conoce como biorremediación intrínseca, o por medio de la adición de organismos
(bioaugmentation) para llevar a cabo un cambio en ese ambiente. A diferencia de otras
tecnologías convencionales, como por ejemplo la incineración, la biorremediación se
puede llevar a cabo en el lugar mismo y aunque el número de compuestos tóxicos que
esta tecnología puede manejar es limitado (Hart, 1996), es costo-efectiva cuando aplica
(Atlas & Unterman, 1999). De acuerdo a un informe preparado por la National Network
of Environmental Studies (NNEMS) para la U.S. Environmental Protection Agency
(EPA), la biorremediación y la fitorremediación son las técnicas de control de
contaminación más económicas ($8.4-$197/yd3 y $80/yd3, respectivamente) disponibles
hoy día en comparación con la incineración la cual cuesta entre $300 a $1000/ yd3,
dependiendo la cantidad de contaminantes. Se debe hacer un buen estudio del área a ser
limpiada antes de tomar la decisión de cuál método utilizar para la remoción del
contaminante. Se deben tomar en cuenta los contaminantes presentes en el lugar, el
medio ambiente en el que existen (suelo o agua, accesiblidad) y la extensión del área
contaminada. Los contaminantes pueden variar grandemente en un mismo lugar
especialmente si se trata de un área donde hay o hubo una facilidad de manufactura
donde se pueden encontrar productos finales, intermedios y primarios. Los contaminantes se pueden encontrar en el suelo, sedimentos, agua subterránea o agua superficial. Lo ideal es que el tratamiento destruya o remueva los contaminantes sin crear productos intermedios. Algunas tecnologías sólo son capaces de relocalizar o estabilizar el contaminante. Todos los métodos de control de contaminación disponibles tienen sus ventajas y limitaciones; es deber del encargado del proyecto estudiar la opción que mejor le aplique (Frazar, 2000). Al tomar todos los factores en consideración, la biorremediación no es la mejor opción para algunos casos. Una presentación en el “Air and Waste Management Association Annual Meeting” en 1996 discutió los resultados de un estudio que comparó diferentes tratamientos para limpiar un suelo contaminado con plaguicidas. La biorremediación usando hongos blancos de putrefacción demostró no ser efectiva en la remoción del DDT. Sin embargo, biorremediación usando ciclos aeróbicos/anaeróbicos sí demostró tener la capacidad de destruir el DDT. Esto demuestra que dentro del campo de la biorremediación hay muchos factores con los que se puede experimentar para obtener el resultado deseado. De acuerdo con el “Treatment Techonologies for Site Cleanup Annual Status Report, 1997” para la EPA, 11 % de los proyectos de control de contaminación completados envolvieron una forma debiorremediación.
La biorremediación usando hongos blancos de putrefacción es una tecnología
muy prometedora la cual está siendo estudiada (Frazar, 2000). Muchos estudios se
enfocan en la habilidad de estos hongos en la degradación de compuestos persistentes,
principalmente los de la familia Phanerocaete donde se encuentra el hongo Pleurotus
ostreatus. Estos hongos son efectivos porque producen una enzima extra celular que
cataliza una reacción que degrada lignina, un compuesto aromático. Para catalizar estas
reacciones poderosas la enzima requiere peróxido de hidrógeno, lo cual el hongo
produce.
En adición a la descomposición de lignina, el potencial de los hongos blancos de
putrefacción (white–rot funji en inglés) para la descomposición de varios contaminantes
en suelos estériles y no estériles está siendo bien documentada (Novotný, 1999). De
hecho, se consideran muy prometedores en su aplicación como biorremediadores de
suelos contaminados. Muchas de las tecnologías para remediación de suelos
contaminados incluyen no solo tratamientos físicos y químicos, pero también biorremediación de contaminantes por actividad microbiana (Cha et al. 1999; Straube et
al. 1999). Los hongos tienen muchas ventajas que facilitan el estudio de su uso en la
biorremediación, por ejemplo: los hongos están presentes en sedimentos acuáticos y en
hábitats terrestres, además poseen ventaja sobre las bacterias por el hecho de que sus
hifas pueden penetrar el suelo contaminado y producir enzimas extracelulares que
degradan los contaminantes (Seigle-Murandi, 2004). Se ha demostrado que los hongos
blancos de putrefacción tienen la capacidad de atacar un amplio espectro de
hidrocarbonos poliaromáticos (PAH’s por sus siglas en inglés). Los PAHs son
compuestos orgánicos hidrofóbicos con alto grado de mutagenicidad y toxicidad que han sido liberados en el medio ambiente a gran escala; algunos ejemplos son fenantreno,
fluoreno y antraceno. Los hongos son además, muy buenos en la acumulación de metales pesados como cadmio, cobre, mercurio, plomo y zinc (Sullia, 2003)
Pleurotus ostreatus ha sido objeto de varias investigaciones en diferentes
contextos alrededor del mundo. Se han realizado estudios donde se demostró que
P. ostreatus ataca la lignina luego de degradar la celulosa sustancialmente. Pruebas hechas a todas las especies estudiadas encontraron producción de lacasas, sin embargo, lignina peroxidasa fue detectada únicamente en P. ostreatus. Este estudio asoció el blanqueamiento de los árboles con la presencia de P. ostreatus y otros hongos de su clase en la ciudad de Benin, Nigeria (Ejechi et al., 1996). En otros estudios realizados, se comparó la capacidad de mineralización de P. ostreatus versus la microflora presente en un suelo contaminado con PAHs. En términos generales P. ostreatus mineralizó los
PAHs de 5 anillos en mayor cantidad, mientras que la microflora indígena fue superior en la mineralización de los PAHs de 3 y 4 anillos (Wiesche et al., 2001).
Pleurotus ostreatus es un hongo comestible y en torno a esto se han realizado
muchas investigaciones relacionadas a su valor económico en la industria de alimentos
como también a su valor nutricional. El cultivo de Pleurotus spp es importante en la
industria de alimentos alrededor del mundo la cual se ha expandido en los pasados años.
P. ostreatus es el tercer hongo cultivado más importante para propósitos alimentarios.
Nutricionalmente es rico en proteinas, fibra, hidratos de carbono, vitaminas y minerales,
además de tener un sabor y olor únicos (Cohen et al., 2002). En el área de la medicina se ha encontrado que el género Pleurotus lleva a cabo actividades antibacteriales,
antivirales, antitumores, hematológicas y que ayuda en la reducción de los niveles de
colesterol (Cohen et al., 2002). Más estudios se han hecho en relación a los factores
nutricionales de este género (Manzi et al., 1999). Dado el hecho de que este género ha
demostrado tener tantas capacidades en diferentes áreas, sobretodo en el área de
biorremediación y por estar comprobada la eficacia en la biodegradación de algunos
componentes químicos (V. Vacchina et al., 2002), es que el hongo Pleurotus ostreatus
fue escogido para la realización de este estudio.
sábado, 27 de marzo de 2010
jueves, 25 de marzo de 2010
Y que con la movida ambiental?
Últimamente se habla mucho de sostenibilidad, sustentabilidad, de protección al medio ambiente, pero cuántos de nosotros sabemos que es realmente esto , que papel jugamos dentro de estos procesos y cómo podemos influir positivamente o negativamente. Pues bueno este blog tiene como propósito hablar y más que eso discutir y enriquecer la discusión sobre estos temas, al igual plantearemos como los desarrollos científicos, tecnológicos y sociales nos ayudaran a lograr el objetivo de salvar al el mundo para poder salvarnos y redimir nuestra deuda histórica con el planeta.
Los saludo atentamente
David A.
Los saludo atentamente
David A.
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