ndice

I. II. III. IV.

Objetivo.------------------------------------------------------------------------------- 3 Antecedentes.------------------------------------------------------------------------ 4 Introduccin.-------------------------------------------------------------------------- 6 Contenido------------------------------------------------------------------------------ 7 a) b) c) d) e) Organismos que participan.------------------------------------------------- 7 Contaminantes que se pueden eliminar.--------------------------------- 8 Utilidad de los microorganismos. ------------------------------------------ 8 Aplicaciones de la biorremediacin. -------------------------------------- 8 Inconvenientes de la biorremediacin. --------------------------------- 11

V. VI. VII. VIII.

Conclusiones. ----------------------------------------------------------------------- 12 Bibliografa. -------------------------------------------------------------------------- 13 Apndices y anexos.--------------------------------------------------------------- 14 Glosario.------------------------------------------------------------------------------ 16

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Objetivo

El objetivo de esta investigacin es dar a conocer las caractersticas y aplicaciones de la biorremediacin.

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AntecedentesLa biotecnologa es la tecnologa basada en la biologa, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medioambiente y medicina. Se desarrolla en un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias como biologa, bioqumica, gentica, virologa, agronoma, ingeniera, fsica, qumica, medicina y veterinaria entre otras. Tiene gran repercusin en la farmacia, la medicina, la microbiologa, la ciencia de los alimentos, la minera y la agricultura entre otros campos. El trmino "biotecnologa" fue forjado en 1919 por Karl Ereky, un Ingeniero Hngaro. Para ese tiempo, el trmino significaba todas las lneas de trabajo por las cuales aquellos productos eran producidos de las lneas de materiales con la ayuda de organismos vivos. Ereky vislumbro una era de la bioqumica similar a la edad de piedra y a la poca del acero. Uno de los primeros usos de la biotecnologa y tambin uno de los ms prcticos, es el cultivo de plantas para producir alimentos. La agricultura se convirti en la principal forma de obtener alimentos a partir de la revolucin del neoltico hace 10 o 12 mil aos. Usando tcnicas antiguas de biotecnologa, los agricultores fueron capaces de seleccionar los cultivos ms resistentes y con mejor rendimiento para producir alimentos suficientes para la cada vez mayor poblacin. Conforme la cantidad de alimentos obtenida en los cultivos se fue volviendo cada vez ms grande y difcil de mantener, se requirieron otras tcnicas biotecnolgicas para mantenerlos y aprovecharlos, lo que dio origen a prcticas como la rotacin de cultivos, el control de plagas, la domesticacin de animales, la produccin de cerveza y pan, etc., aunque no fue sino hasta muchos aos despus que descubrieran los principios que gobiernan cada una de estas tcnicas. Las aplicaciones de la biotecnologa son numerosas y suelen clasificarse en:y y y y

Biotecnologa roja: la utilizacin de biotecnologa en procesos mdicos. Biotecnologa blanca: es aquella aplicada a procesos industriales. Biotecnologa verde: es la biotecnologa aplicada a procesos agrcolas. Biotecnologa azul: es la biotecnologa en ambientes marinos y acuticos.

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Ventajas Entre las principales ventajas de la biotecnologa se tienen:y y y y

Rendimiento superior. Reduccin de pesticidas. Mejora en la nutricin. Mejora en el desarrollo de nuevos materiales.

La aplicacin de la biotecnologa presenta riesgos que pueden clasificarse en dos categoras diferentes: los efectos en la salud de los monos que son los humanos y de los animales y las consecuencias ambientales. Adems, existen riesgos de un uso ticamente cuestionable de la biotecnologa moderna. Riesgos para el medio ambiente

Entre los riesgos para el medio ambiente cabe sealar la posibilidad de polinizacin cruzada, por medio de la cual el polen de los cultivos genticamente modificados (GM) se difunde a cultivos no GM en campos cercanos, por lo que pueden dispersarse ciertas caractersticas como resistencia a los herbicidas de plantas GM a aquellas que no son GM. Riesgos para la salud Existen riesgos de transferir toxinas de una forma de vida a otra, de crear nuevas toxinas o de transferir compuestos alergnicos de una especie a otra, lo que podra dar lugar a reacciones alrgicas imprevistas. Existe el riesgo de que bacterias y virus modificados escapen de los laboratorios de alta seguridad e infecten a la poblacin humana o animal. Biorremediacin y biodegradacin La biorremediacin es el proceso por el cual son utilizados microorganismos para limpiar un sitio contaminado. Los procesos biolgicos desempean un papel importante en la eliminacin de contaminantes y la biotecnologa aprovecha la versatilidad catablica de los microorganismos para degradar y convertir dichos compuestos. Los enfoques de genmica funcional y meta genmica aumentan la comprensin de las distintas vas de regulacin y de las redes de flujo del carbono en ambientes no habituales y para compuestos particulares, que sin duda aceleraran el desarrollo de tecnologas de biorremediacin y los procesos de biotransformacin.

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Introduccin

La biorremediacin consiste en acelerar el proceso natural, para mitigar la contaminacin ambiental. Se trata del proceso en el que se emplean organismos biolgicos para resolver problemas especficos medioambientales, como la contaminacin de suelos y aguas. La biorremediacin es el uso de seres vivos para restaurar ambientes contaminados. Es un concepto que no se debe de confundir con depuracin. La depuracin es la eliminacin, ya sea por mtodos fsico/qumicos o biolgicos, de un contaminante antes de que ste alcance el medio ambiente. Cuando la contaminacin ya se ha producido, se precisa restaurar el ecosistema contaminado, para lo que se pueden utilizar diversas estrategias. Se utiliza la biorremediacin para el tratamiento de aguas residuales, para descontaminar el aire o el agua, tambin para limpieza de suelos que hayan recibido contaminantes. Los contaminantes que se tratan de limpiar son fundamentalmente hidrocarburos, procedentes sobre todo del petrleo. Asimismo se trata de eliminar o neutralizar los metales pesados e incluso residuos nucleares. Un ejemplo de un tratamiento ms generalizado es el de la limpieza de derrames de petrleo por medio de la adicin de fertilizantes con nitratos o sulfatos para estimular la reproduccin de bacterias nativas o exgenas (introducidas) y de esta forma facilitar la descomposicin del petrleo crudo.

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ContenidoOrganismos que participan. Se pueden emplear diversos organismos en los procesos de biorremediacin. Los ms usados son los microorganismos (tanto bacterias, como algas y hongos) y las plantas (en procesos llamados fitorremediacin), pero tambin se pueden utilizar otros seres vivos tales como los nematodos (vermiremediacin). Entre los microorganismos destacan especialmente las bacterias, los seres vivos con mayor capacidad metablica del planeta. Las bacterias pueden degradar prcticamente cualquier sustancia orgnica. Si la sustancia se degrada completamente se habla de mineralizacin; este es el proceso ideal, pero no siempre ocurre. Algunas sustancias no son degradadas sino transformadas en otras (biotransformacin). La biotransformacin puede ser peligrosa, ya que la nueva sustancia formada puede ser tan nociva o ms que la de partida. Finalmente hay sustancias que no son degradadas y se las denomina recalcitrantes. stas se acumulan durante mucho en el medio ambiente, especialmente si adems son resistentes a procesos fsico/qumicos como la radiacin ultravioleta o la oxidacin. Las bacterias adems pueden eliminar los contaminantes en ambientes donde hay oxgeno (llamados aerbicos), pero tambin en ambientes sin oxgeno (llamados anaerbicos), ya que pueden respirar otras sustancias diferentes al oxgeno, como por ejemplo el nitrato, el sulfato, el hierro (III), el manganeso, el selenio y un largo etctera. En la actualidad existe una corriente cada vez ms importante en el sentido de utilizar microorganismos, en especial bacterias y hongos, para ayudar a la descontaminacin y recuperacin de ambientes naturales y para el tratamiento de afluentes industriales o municipales. Ello est sustentado en la observacin de que los microorganismos capaces de habitar en un medio contaminado, poseen en su metabolismo celular dispositivos sumamente efectivos para realizar descontaminacin.

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Contaminantes que se pueden eliminar Todos aquellos contaminantes que puedan ser degradados o transformados por los seres vivos son susceptibles de ser eliminados mediante procesos de biorremediacin. Los compuestos orgnicos suelen ser degradados total o parcialmente y eliminados por completo del ecosistema. Por ejemplo, compuestos contaminantes como el tolueno, el fenol o los polibifenilos clorados pueden ser utilizados como fuente de carbono por bacterias. Bacterias de los gneros Pseudomonas, Ralstonia, Burkholderia o Mycobacterium pueden eliminar hidrocarburos aromticos, pesticidas, aditivos de la gasolina o sustancias venenosas, tanto de ambientes slidos como lquidos . Pero, adems muchas bacterias son capaces de modificar sustancias qumicas peligrosas, transformndolas en otras menos txicas. As, algunas bacterias pueden reducir la biodisponibilidad de metales pesados. Utilidad de los microorganismos usados en biorremediacin. Las bacterias responsables de la biorremediacin, los procesos bioqumicos que llevan a las reacciones de degradacin, as como los genes que codifican las enzimas responsables de estos procesos se estn analizando tanto para un conocimiento desde un punto de vista bsico como aplicado. Conocer las protenas responsables de estos procesos, as como los genes que codifican stas, como han evolucionado y se han dispersado en los diferentes ecosistemas, permite conocer mejor la evolucin ligada a procesos geoqumicos de nuestro planeta. Todas estas aplicaciones slo se han podido obtener despus de un profundo conocimiento de la biologa molecular que subyace en los procesos de biorremediacin.

Aplicaciones de la Biorremediacin Descontaminacin Natural. Se trata de un sistema que utiliza microorganismos para limpiar determinados residuos txicos, especialmente los vertidos de petrleo en el mar.

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La naturaleza tiene una cierta capacidad de limpieza de los elementos contaminantes. Microorganismos como levaduras, hongos o bacterias degradan una gran cantidad de sustancias txicas, reduciendo su carcter nocivo o incluso volvindolas inocuas para el medio ambiente y la salud humana. La biorremediacin consiste en acelerar este proceso natural para mitigar la contaminacin ambiental. Las tcnicas de biorremediacin utilizadas en la actualidad son diversas: y y y Intrnseca. In-situ. Ex-situ.

Las ventajas de este sistema estn llevando a que sea cada vez sea ms utilizado y que se invierta ms en su desarrollo. En definitiva, si se utiliza correctamente, no produce efectos adversos significativos, puesto que apenas genera cambios fsicos en el medio, y es ms barato que otras tcnicas anticontaminacin, especialmente cuando se trata de eliminar residuos de difcil acceso, como por ejemplo los derrames de gasolina, que pueden acabar contaminando el agua subterrnea.

Biorremediacin para el agua. De conocerse en detalle estos mecanismos, podran ser aprovechados para purificar el agua, como por ejemplo empleando principalmente bacterias capaces de recoger metales pesados, sobre su propia pared celular que, al descamarse, podra retenerse en filtros. Algunas bacterias y hongos producen melanina para impedir que los metales pesados ) provenientes de desechos industriales: fbricas metalrgicas, curtiembres, fbricas de pintura, etc., ingresen al interior de la clula. En una planta purificadora, estas bacterias pueden ser usadas como filtro, haciendo pasar el agua por una criba en la que quedan retenidos los metales pesados sobre la melanina. La descamacin peridica de una estructura de este tipo podra asegurar la eliminacin posterior de los metales inmovilizados, los que podran ser descartados o floculados y recuperados posteriormente por el tratamiento del sedimento.

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Biorremediacin contra las mareas negras. Los cientficos llevan aos desarrollando diversos sistemas de biorremediacin, especialmente para combatir los efectos de las mareas negras, donde se han mostrado ms eficaces. En definitiva, el petrleo es una fuente de carbono, un nutriente para las bacterias. La introduccin de organismos alctonos o introducidos en un ambiente natural con el propsito de incrementar o extender la biodegradacin de contaminantes, puede resultar un mtodo eficiente para la biorremediacin en un sitio. Esto ocurre cuando la poblacin autctona o nativa, no es capaz de degradar un amplio rango de sustancias orgnicas presentes en una mezcla compleja de petrleo. El criterio para efectuar una mezcla eficiente de organismos incluye: la habilidad para degradar la mayora de los compuestos del petrleo, estabilidad gentica, rpido crecimiento, alto grado de produccin de enzimas, capacidad para competir con otros microorganismos indgenas, no ser patgenos y no producir sustancias metablicas txicas. En 1978, tras el vertido del petrolero Amoco Cdiz en las costas francesas, la empresa Elf Aquitaine desarroll un producto, el Inipo EAP 22, compuesto de urea, laurilfosfato y cido oleico. Estas sustancias reforzaron las poblaciones de microorganismos degradadores de hidrocarburos, que contribuyeron a la limpieza del vertido. El xito de este producto llev, en 1989, a utilizarlo nuevamente para la limpieza de otra marea negra famosa: la del buque Exon Valdez, frente a las costas de Alaska. Ms recientemente, las labores de descontaminacin del Prestige tambin han contado con este sistema, dado que buena parte del hidrocarburo an queda en los tanques, a una profundidad de 3.800 metros. Expertos de las universidades de Granada y Texas, del Instituto de Oceanografa de Marsella y de Repsol YPF ideaban un producto biorremediador, denominado NPK, y compuesto por una mezcla de nitrgeno, potasio y fsforo, con cantidades menores de hierro y sulfatos.

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Inconvenientes de la Biorremediacin. Si bien resulta eficaz para ciertos vertidos, como el petrleo o incluso el uranio, no puede hacer nada contra muchos tipos de vertidos: Metales pesados como el cadmio o el plomo no son absorbidos o muy dificultosamente; el mercurio es bioacumulado, lo que supone un grave riesgo para la cadena alimenticia; los pesticidas artificiales llevan molculas que no son reconocidas como nutriente por los microorganismos. Por ello, algunos expertos recomiendan el desarrollo de productos qumicos biodegradables. Asimismo, estos sistemas necesitan bastante tiempo para que acten, y se requiere conocer al detalle las caractersticas del vertido as como las condiciones ambientales, lo que puede suponer que un proceso que funciona en laboratorio falle en la naturaleza. En este sentido, algunos cientficos proponen un planteamiento que combine el campo de la ingeniera con el de la ecologa, asumiendo la complejidad del medio ambiente. Adems de hongos o bacterias, la utilizacin de plantas se presenta tambin como un campo prometedor. Por su parte, los expertos en ingeniera gentica creen que la utilizacin de organismos modificados genticamente traer un mayor desarrollo de la biorremediacin. Los ejemplos son muy variados: La introduccin de un gen en el organismo especfico para el vertido; el desarrollo de cepas biosensoras luminiscentes, que permitiran monitorizar el proceso de degradacin; o la creacin de plantas transgnicas para limpiar suelos contaminados. Sin embargo, sus detractores advierten de sus posibles efectos secundarios sobre el medio ambiente, por lo que deben hacer frente a importantes restricciones legales, y recuerdan que en la mayora de los casos los organismos naturales pueden servir igualmente.

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Conclusiones

Con esto damos por hecho que en cuanto contaminacin una de las maneras ms favorecedoras de luchar contra esto es la descontaminacin natural o mejor dicho Biorremediacin, puesto que es un tanto econmica como segura y a su vez, ese conocimiento ha servido y est sirviendo para desarrollar herramientas de inters biotecnolgico como por ejemplo, el uso de las bacterias, o parte de ellas en procesos de biominera, de bioproduccin de sustancias de inters tales como bioplsticos o biopolmeros, energa, sustancias de inters farmacolgico, o enzimas que realizan procesos qumicos de una forma ms eficiente y ms respetuosa con el medio ambiente que la industria qumica. Estas bacterias, o parte de ellas tambin pueden ser usadas para desarrollar biosensores.

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Bibliografay http://www.familia.cl/naturaleza/biorremediacion/biorremediacion.htm

y

http://allnatural.iespalomeras.net/biotecnologia/bioremediacion.html

y

es.wikipedia.org/wiki/Biorremediacin

y

http://aguas.igme.es/igme/publica/pdflib15/028.pdf

y

http://bioinformatica.uab.es/biocomputacio/treballs0203/RBurgos/dades/INDICE.html

y

http://lasteologias.wordpress.com/2008/10/15/biorremediacion-i-unaestrategia-para-eliminar-contaminantes-respetuosa-con-el-medioambiente/

y

http://cienciascic.blogspot.com/2011/04/biorremediacion.html

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Apndices y Anexos

Bacteria Pseudomona aeruginosa degradadora de Hidrocarburos

Marea negra del Prestige

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Fitorremediacin

Figura: Ejemplo del empleo de bacterias para la eliminacin de unos contaminantes en capas profundas del suelo. En este ejemplo las sustancias contaminantes estn haciendo peligrar un acufero. Para su eliminacin se inyecta en el suelo nutrientes y aceptores de electrones que favorecen el crecimiento de microorganismos que acabarn eliminando la sustancia txica.Page 15

Glosarioy Biodisponibilidad. Hacer una sustancia menos accesible y por tanto menos txica. Biominera. extraccin de metales de inters usando bacterias. Biosensores. sistemas de deteccin de sustancias ms eficientes y rpidos que los tpicos anlisis qumicos. Intrnseca. El propio medio ambiente resuelve el problema si se dan las condiciones ptimas. In-situ. Se acelera el proceso en el mismo medio modificando las condiciones ambientales, aadiendo nutrientes para multiplicar los organismos del lugar, o inoculando organismos ms eficaces para el vertido concreto. Ex-situ. El contaminante se extrae y se degrada en otro sitio en condiciones controladas de laboratorio. Nematodo. Animales que tienen aspecto vermiforme (forma de gusano) y, generalmente, son de pequeo tamao. Curtiembre. se le llama as a La industria del curtido de pieles es una actividad estrechamente ligada a dos importantes sectores productivos del pas, la industria del calzado y el faenamiento de animales, especialmente bovinos. Descamacin. Exfoliacin de la epidermis bajo la forma de escamas pulverulentas o de placas ms o menos extensas. Floculacin. es un proceso qumico mediante el cual, con la adicin de sustancias floculantes, se aglutinan las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantacin y posterior filtrado.

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