Efecto del inóculo de un consorcio microbiano nativo en la degradación de materia orgánica de las aguas del Rio Moche –Distrito Laredo, Provincia de Trujillo 2017
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(2) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. AS. AUTORIDADES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO. IC. Dr. ORLANDO GONZÁLES NIEVES. CI EN. CI. AS. BI. O. LO. G. RECTOR. Dr. RUBÉN VERA VÉLIZ. BI. BL. IO. TE. CA. DE. VICE-RECTOR ACADÉMICO. Dr. STEBAN ALEJANDRO ILICH ZERPA SECRETARIO GENERAL. ii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(3) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. IC. AS. AUTORIDADES DE LA FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS. G. Dr. FREDDY ROGGER MEJIA COICO. CI EN. CI. AS. BI. O. LO. DECANO. Dr. WILLIAM ELMER ZELADA ESTRAVER. BI. BL. IO. TE. CA. DE. SECRETARIO. Dra. BERTHA SORIANO BERNILLA DIRECTORA DE LA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE MICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍA. iii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(4) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. DEL ASESOR. El que suscribe, Asesor de la presente Tesis titulada:. AS. Efecto del inóculo de un consorcio microbiano nativo en la degradación de materia. LO. G. IC. orgánica de las aguas del Rio Moche –Distrito Laredo, Provincia de Trujillo 2017.. AS. BI. O. CERTIFICA. CI. Que la investigación ha sido ejecutada de conformidad con su correspondiente proyecto. CI EN. y con las debidas orientaciones brindadas al tesista.. Respecto al informe, éste ha sido revisado y acoge las observaciones y sugerencias. BI. BL. IO. TE. CA. DE. pertinentes, por lo que autorizo a Br. Pretel Paredes Cristian Augusto.. ____________________________________ Ms. C. Jaime Enrique Agreda Gaitán ASESOR. iv Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(5) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. PRESENTACIÓN. AS. SEÑORES MIEMBROS DEL JURADO DICTAMINADOR:. IC. En cumplimiento con las disposiciones establecidas en el Reglamento de Grados. G. y Títulos de la Universidad Nacional de Trujillo, ponemos a vuestra consideración y. LO. criterio el trabajo de investigación titulado: Efecto del inóculo de un consorcio. O. microbiano nativo en la degradación de materia orgánica de las aguas del Rio Moche. –. BI. Distrito Laredo, Provincia de Trujillo 2017. Con el propósito de obtener el Título. AS. Profesional de Biólogo – Microbiólogo.. CI. Esperando que vuestro criterio sea de comprensión por errores u omisiones. DE. CI EN. cometidos en la elaboración del presente trabajo, me someto a vuestro dictamen.. BI. BL. IO. TE. CA. Trujillo, Junio 2018. ___________________________________ PRETEL PAREDES, Cristian Augusto Bachiller en Ciencias Biológicas. v Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(6) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. LO. Dr. HEBER ROBLES CASTILLO. G. ________________________________________. IC. AS. MIEMBROS DEL JURADO. CI EN. CI. AS. BI. O. PRESIDENTE. _______________________________________. DE. Ms.C. ANIBAL QUINTANA DÍAZ. BI. BL. IO. TE. CA. SECRETARIO. ____________________________________ Ms. C. JAIME ENRIQUE AGREDA GAITÁN VOCAL vi Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(7) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. APROBACIÓN. AS. Los profesores que suscriben, miembros del jurado dictaminador, declaran que el presente. IC. informe de tesis ha cumplido con los requisitos formales y fundamentales, siendo. BI. O. LO. G. APROBADO por UNANIMIDAD.. AS. ________________________________________. CI. Dr. HEBER ROBLES CASTILLO. CA. DE. CI EN. PRESIDENTE. Dr. ANIBAL QUINTANA DÍAZ SECRETARIO. BI. BL. IO. TE. _______________________________________. ____________________________________ Ms. C. JAIME ENRIQUE AGREDA GAITÁN VOCAL vii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(8) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. AS. DEDICATORIA. IC. A mis padres Augusto Joselito Pretel Sánchez y Mercedes Yolanda Paredes. LO. G. Dávila, por su gran apoyo y comprensión para seguir adelante cumpliendo mis metas,. AS. BI. O. porque son ellos quienes me impulsan a seguir adelante. Este triunfo es para ellos.. CI. A mis Hermanos: Jose Pretel Paredes, Heli Pretel Paredes y David Pretel. CI EN. paredes, por su motivación a su manera para seguir con mis estudios y por siempre. DE. estar ahí para darme una mano.. CA. Gracias a todas aquellas personas que están y estuvieron a mi lado, y quienes. TE. fueron importantes para la realización de esta tesis. Con todo mi cariño este logro se lo. BI. BL. IO. dedico a ustedes.. viii Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(9) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. AGRADECIMIENTOS.. AS. Un agradecimiento especial a mi Asesor de tesis Ms. C. Jaime Enrique Agreda. IC. Gaitán, por ser una gran ayuda en la realización de esta investigación, por ser más que. LO. G. un maestro, un gran amigo y guía, por sus consejos, críticas y enseñanzas; y porque supo. AS. BI. O. encaminarme para la realización de esta investigación.. CI. A los señores trabajadores de la sección técnica del departamento de. CI EN. Microbiología y Parasitología. Al señor Carlos Alberto Guzmán Delgado y al señor. DE. Victor Manuel Acosta Cadenillas. Por colaborar para la realización de esta tesis.. CA. A los señores trabajadores de la sección mesa de partes y secretaria de. TE. Microbiología y Parasitología y Decanato como son: Al señor Wilson Ramos Vásquez,. IO. al señor Julio López Guarnís la Sra. Yovana Rubio Alfaro, la Sra. Deicy Huamán. BI. BL. Neciosup. Por su apoyo y eficiencia en sus trabajo.. ix Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(10) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. INDICE. AUTORIDADES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO ............................ ii. AS. AUTORIDADES DE LA FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS ...............................iii. IC. DEL ASESOR..............................................................................................................................iv. G. PRESENTACIÓN ....................................................................................................................... v. LO. MIEMBROS DEL JURADO .....................................................................................................vi. O. APROBACIÓN .......................................................................................................................... vii. BI. DEDICATORIA ........................................................................................................................ viii. AS. AGRADECIMIENTOS. .............................................................................................................ix. CI EN. CI. INDICE .........................................................................................................................................x RESUMEN ...................................................................................................................................xi INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 1. II.. OBJETIVOS.................................................................................................................... 18. III.. MATERIAL Y MÉTODO ............................................................................................. 19. IV.. RESULTADOS ............................................................................................................... 25. V.. DISCUSIÓN .................................................................................................................... 33. CA. TE. IO. CONCLUSION ............................................................................................................... 40. BL. VI.. DE. I.. BI. VII. RECOMENDACIONES................................................................................................. 41 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .................................................................................... 42 ANEXOS ....................................................................................................................................... 47. x Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(11) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. AS. RESUMEN. IC. En el presente trabajo de determino el efecto del inóculo de un consorcio microbiano. G. nativo en la degradación de materia orgánica de las aguas del Rio Moche –Distrito. LO. Laredo, Provincia de Trujillo 2017. Para llevar a cabo el procesamiento de las muestras. BI. O. de agua de rio, se utilizaron cuatro biorreactores tipo Airlift de aireación interna, cada uno. AS. de los cuales contenía agua a tratar, además se le agrego una concentración de 125 mL.,. CI. 250 mL. y 375 mL. de consorcio microbiano nativo (5%, 10%, 15%), proveniente del. CI EN. sedimento de estas mismas aguas y constituidos por 5 diferentes cultivos bacterianos, y un testigo solo con agua residual. El proceso fue monitoreado cada 2 días durante 12 días;. DE. a temperatura ambiental (20 ±4 °C) y un pH de 7 y se evaluaron parámetros tales como. CA. Demanda Bioquímica De Oxigeno, Recuento De Bacterias Aerobias Mesófilas Viables. TE. Y Coliformes Totales. Al realizar el análisis estadístico se llegó a la conclusión que una. IO. mayor concentración de inoculo del consorcio microbiano nativo aislado (15%), se. BL. obtiene una mayor degradación de la materia orgánica contenida en las aguas del Rio. BI. Moche – Distrito Laredo, Provincia de Trujillo.. xi Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(12) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. I.. INTRODUCCIÓN. El distrito de Laredo políticamente pertenece a la provincia de Trujillo,. AS. Departamento de La libertad y geográficamente se ubica al Este de la ciudad de Trujillo,. IC. en el Valle de Santa Catalina, márgenes derecha e Izquierda del río Moche. Surcando el. LO. G. distrito de Este a Oeste1.. O. La altitud que le corresponde al distrito de Laredo se encuentra a 89 m.s.n.m. con. AS. BI. una superficie estimada de 335.44 km. y cuya división política es la siguiente: la zona urbana, representada por la ciudad de Laredo. capital del distrito y la zona rural,. CI EN. CI. representado por los Centros Poblados como La Merced, Barraza, Santo Domingo, Galindo, San Carlos. Cerro Blanco, Quirihuac, Bello Horizonte, Santa Rosa, Las Cocas,. DE. Jesús Mar El Centro Poblado Urbano, conformado por Laredo Pueblo, las más densa del. CA. centro urbano; urbanizaciones y asentamientos humanos.. TE. Área Industrial, al Sur de Laredo Pueblo. Considerando como áreas industriales a. IO. las fábricas existentes como Tableros Peruanos S.A. y la Empresa Agroindustrial Laredo. BL. S.A. Área Agrourbana, presencia de tierras agrícolas de alto nivel productivo y de Centros. BI. Poblados Rurales, como Barraza, Santo Domingo, Galindo, Quirihuac, Bello Horizonte y Menocucho; distribuidos de manera dispersa sobre la zona agrícola y en algunos casos cerca de las zonas arqueológicas, como es el caso de Galindo, Caballo Muerto. Menocucho, Jesús María, Menocucho, Conache1.. 1 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(13) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Cuenta con el rio Moche, el cual pertenece al sistema hidrográfico del pacifico, tiene sus orígenes en la laguna Grande sobre los 3,988 msnm. Su cuenca cuenta con una área total de drenaje de 2, 708 km2 y una longitud de recorrido de aproximadamente. IC. AS. 102km. con pendiente promedio de 4%2.. G. La agricultura para riego en la cuenca del rio Moche, como en la mayoría de los. LO. valles de la Costa se ubica en las zonas planas y bajo de la cuenca. Los principales cultivos. BI. O. implantados en el valle son: caña de azúcar, maíz, alfalfa, piña yuca y frijol. Se conoce. AS. que las aguas del rio Moche están contaminadas por la cantidad exorbitante de toxicos. CI. que son vertidos en el mismo desde las partes altas. Los tipos de vertimientos son de. CI EN. diversas índoles, siendo al parecer el sector minero el preponderante en cuanto al grado de contaminación se refiere, por otro lado, los vertimientos urbanos están presentes por. DE. la eliminación de los desagües de los centros poblados de la cuenca alta que desembocan. CA. al rio y que en su mayor parte no son tratados, los vertimientos que proceden de la. TE. agricultura están referidos principalmente a los fertilizantes y pesticidas aplicados, así. IO. como las semillas y rastrojos presentes2.. BL. Aguas residuales son aquellas aguas cuyas características originales han sido. BI. modificadas por actividades humanas y que por su calidad requieren un tratamiento previo, antes de ser reusadas, vertidas a un cuerpo natural de agua o descargadas al sistema de alcantarillado. Según su clasificación las aguas residuales son: aguas residuales industriales, aguas residuales municipales y aguas residuales domésticas. Uno 2. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(14) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. de los principales problemas de las aguas residuales es que la población no cubierta por alguna entidad prestadora del servicio del tratamiento de estas aguas vierte directamente sus aguas residuales sin tratamiento al mar, ríos, lagos, quebradas o, las emplea para el. AS. riego de cultivos. Las aguas residuales agrícolas en general, constituyen una mezcla de. G. IC. agua domestica de la población, junto con las de riego de las tierras y el manejo del. LO. ganado3, 4.. BI. O. La descomposición de la materia orgánica es la labor de los microorganismos, ya. AS. sea aerobios o anaerobios. En las lagunas, cuando la carga de contaminación es. CI. excesivamente alta o son lo suficiente profundas como para no tener oxigeno cerca del. CI EN. fondo, se puede encontrar ambos tipos de microorganismos descomponiendo activamente la materia orgánica al mismo tiempo5, 6, 7.. DE. La descomposición de esta materia orgánica puede conducir a la generación de. CA. grandes cantidades de gases malolientes debido a la acción de numerosos. TE. microorganismos presentes en las aguas residuales. A ello se suma cantidades elevadas. IO. de principios nutritivos orgánicos e inorgánicos que provocan el desarrollo exuberante y. BL. acelerado de diversas especies de bacterias y hongos como respuesta a los suministros. BI. ricos en nutrientes presentes en las aguas residuales8, 9.. Durante el periodo de rápida asimilación de nutrientes, la reproducción bacteriana alcanza lo óptimo y la utilización de oxígeno disuelto es aproximadamente. 3 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(15) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. proporcional a la cantidad de materia orgánica o de alimento utilizado9, 20, 21, 22, 23. Así mismo, suelen contener compuestos tóxicos que son altamente contaminantes para un determinado ecosistema ya que inhiben el desarrollo de la microflora o incluso la. AS. aniquilan en gran parte10, 11, 12.. G. IC. Aunque la contaminación es un problema serio, es por supuesto deseable que el. LO. ciudadano sea consciente de ello y corrija el deterioro del medio ambiente antes de que. BI. O. sea demasiado tarde13, 14.. AS. Las aguas residuales, AR, empezaron a existir desde que al hombre se le ocurrio. CI. que el agua sería un excelente medio para limpiar y llevar lejos los detritos humanos y. CI EN. otros desperdicios generados en sus actividades cotidianas. El tratamiento biológico de las aguas residuales se inició mucho más tarde, en el siglo XIX, y fue de un modo. DE. esencialmente empírico. La brecha tecnológica se abrió cuando se realizó que. CA. concentrando los microorganismos descomponedores de la materia organica que causa la contaminación degradable, se lograba la reducción de la contaminación en un corto. IO. TE. tiempo, si se efectuaba en condiciones controladas.. BL. El tratamiento de aguas residuales es un área en la que se fusionan dos 16. . Por mucho tiempo, se ha. BI. especialidades, la ingeniería y la biología (Bioingeniería). echado mano de la ingeniería como único medio de solución a los problemas de limpieza de aguas residuales obteniendo soluciones limitadas debido a que se ha dejado de lado el aspecto biológico del tratamiento de aguas 17, 18. 4. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(16) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Hoy por hoy, se ha cambiado la manera de concebir el tratamiento de aguas, tomando mucho más en cuenta el papel que juegan las bacterias que habitan naturalmente en las aguas residuales19, el grado de tratamiento requerido para un agua residual depende. AS. fundamentalmente de los límites de vertido para el efluente. El tratamiento primario se. G. IC. emplea para la eliminación de los sólidos en suspensión y los materiales flotantes,. LO. impuestas por los límites, tanto de descargas al medio receptor como para poder llevar. BI. O. los efluentes a un tratamiento secundario. El tratamiento secundario comprende. AS. tratamientos biológicos convencionales. En cuanto al tratamiento terciario su objetivo. 20. . Evaluando aspectos vitales como el ambiente en el que se desarrollan,. CI EN. biológicos. CI. fundamental es la eliminación de contaminantes que no se eliminan por los tratamientos. nutrientes disponibles, oxigeno disponible, temperatura, pH, etc.; demostrando que los. DE. microorganismos biorremediadores actúan de modo más eficiente, trabajando en conjunto, es decir, formando consorcios debido a que así desempeñan funciones. TE. CA. sinérgicas que complementan mutuamente su metabolismo21, 22.. IO. Por consorcio microbiano se debe entender como aquel cultivo microbiano o. BL. asociación natural de dos o más miembros en el cual cada uno se beneficia de la actividad. BI. de los otros. De esta manera, en este proceso se puede distinguir principalmente cuatro grupos microbianos. Microorganismos hidrolíticos, bacterias acidogénicas, bacterias homoacetogénicas y bacterias metanogénicas. El equilibrio entre las actividades de cada grupo microbiano es indispensable para que el consorcio entero pueda subsistir; si uno de 5. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(17) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. ellos falla la estabilidad del consorcio puede quedar comprometida23. Los consorcios microbianos logran degradar la materia orgánica a mayor velocidad que las tecnologías de biorremediación y por su bajo costo frente a los métodos físicos y químicos han sido. IC. AS. históricamente las tecnologías de tratamiento más utilizadas24.. G. El conjunto de microorganismos que actúan en tratamiento biológico proviene del. LO. exterior (la propia agua residual, materiales orgánicos, etc.) y encuentra las condiciones. BI. O. adecuadas para su desarrollo en el medio, alimentado continuamente a la planta de. AS. tratamiento. Estos microorganismos pueden dividirse en los siguientes grupos: bacterias,. CI. hongos, algas, protozoos y metazoos25. Los géneros de bacterias heterótrofas más. CI EN. comunes son: Zooglea, Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Bacillus, Achromobacter, Corynebacterium, Comamonas, Brevibacterium, Acinetobacter, además. DE. de las bacterias autótrofas: Nitrosomonas y Nitrobacter y otras bacterias filamentosas. CA. responsables de fenómenos de mala sedimentación26, la proporción de coliformes en. TE. aguas residuales es relativamente alta, constituyendo, Escherichia coli un indicador. IO. importante de la impurificación del agua con materia fecal 27, 28.. BL. Las cargas contaminantes a veces rebasan el poder autodepurador de los cauces. BI. receptores. Los pretratamientos e incluso un tratamiento primario no son suficientes para poder realizar el vertido sin problema. Por lo que se hace necesario recurrir a un tratamiento integrado de tales vertimientos usando tecnologías que empleen tanto microorganismos naturales como biorreactores28, 29. 6. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(18) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Los Biorreactores son los equipos donde se realiza el proceso de cultivo (también comúnmente denominado “fermentador”), sea en estado sólido o líquido. Su diseño debe ser tal que asegure homogeneidad entre los componentes del sistema y. AS. condiciones óptimas para el crecimiento microbiano y la obtención del producto. G. IC. deseado30. Un biorreactor es un recipiente dentro del cual ocurren transformaciones. LO. bioquímicas, las cuales pueden ser causadas por la acción de células vivas o de. BI. O. enzimas31. Para seleccionar el tipo de biorreactor y su diseño para el cultivo de células,. AS. se debe tener en cuenta las propiedades de dichos cultivos. En la década de los 1960. CI. se cultivaron las primeras células vegetales en suspensión, para lo cual fueron. CI EN. utilizados varios diseños de biorreactores, a nivel de laboratorio, adaptados de los biorreactores usados para el cultivo de bacterias, levaduras y células animales32.. DE. Además, debe proveer todos los servicios que son necesarios para el cultivo, tales como mezclado, termostatización, suministro de oxígeno, entradas para adición de. CA. nutrientes y control del pH. Todos estos beneficios permiten reducir la concentración. TE. de contaminantes presentes en las aguas residuales hasta conseguir niveles. BL. IO. aceptables33, 34.. BI. En el ámbito de laboratorio existen dos tipos o diseños básicos de biorreactores. con aireación; ambos, de uso muy difundido: el primero es tanque agitado con línea de aireación y el segundo es el de levantamiento por aire o "Airlift"4. De este último existe. también dos modelos: el "Airlift" de aireación interna y el "Airlift" de aireación externa35.. 7 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(19) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Para la degradación de materia orgánica presente en aguas residuales, se ha demostrado que el biorreactor "Airlift" de aireación interna es más eficiente, ya que en este biorreactor es el mismo aire inyectado al cultivo lo que promueve la agitación. AS. generando de este modo una circulación de líquido ascendente en el compartimento. G. IC. interno y descendiente en el externo, lo que favorece el mezclado. Este proceso resulta. LO. más económico ya que requiere menos energía que la agitación mecánica; y también. BI. O. se superan los inconvenientes de la cizalladura de los microorganismos y de. AS. catalizadores inmovilizados, que ocurren por estrés mecánico en los bioprocesos. CI EN. CI. provistos de un agitador rotativo36, 37.. A nivel mundial se están llevando a cabo muchos estudios sobre el tratamiento de. DE. aguas residuales; la O.N.G. Izunome, actualmente está realizando estudios de factibilidad y eficacia de un consorcio de Microorganismos Eficaces (EM), este. CA. consorcio contiene varios tipos de microorganismos con funciones diferentes, los. TE. cuales a través de mecanismos especiales coexisten en medio líquido28. Las principales. BL. IO. especies de microorganismos del consorcio EM incluyen: Bacterias Ácido Lácticas:. BI. Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei, Streptococcus lactis; Bacterias Fotosintéticas: Rhodopseudomonas palustrus, Rhodobacter spaeroides; Levaduras: Saccharomyces cerevisiae, Candida utilis; Actinomycetes: Streptomyces albus, Streptomyces griseus; y Hongos Fermentativos: Aspergillus oryzae, Mucor hiemalis38.. 8 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(20) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Estos microorganismos están siendo utilizados con muy buenos resultados en Japón y Brasil para mejorar las condiciones físicas, químicas y biológicas del suelo. AS. para la obtención de productos agrícolas de bajo costo, más saludables para el. G. IC. consumidor y que no afectan el medio ambiente, también son utilizados para. LO. tratamiento de aguas residuales por su capacidad de reducir compuestos tóxicos, dando. BI. O. excelentes resultados en la efectividad y eficiencia del proceso de lodos activados; e. AS. incluso se ha demostrado experimentalmente que incorporan el Cs 137 de suelos de. CI. Chernobyl, reduciendo considerablemente el nivel de contaminación radioactiva, de. CI EN. estos suelos39, 40.. Por otro lado, existen empresas como Alianza con la Biosfera (AliBio) que. DE. emplean microorganismos para elaborar sus productos; los cuales han resultado altamente eficientes en la degradación de compuestos contaminantes. Este laboratorio. CA. ha conseguido cultivar estas bacterias “benéficas” por medio de la Biotecnología.. TE. Gracias a esta herramienta, han creado el producto AliBio WA, producto. BL. IO. específicamente diseñado para las plantas de tratamiento de aguas residuales, el cual. BI. ha probado ser muy efectivo en la disminución de materia orgánica, disminución en niveles de DBO, DQO y malos olores, además de promover la nitrificación y desnitrificación (remoción de nitrógeno)40. Este producto, es una mezcla sinérgica de bacterias del género Bacillus destacando las siguientes especies Bacillus subtilis,. 9 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(21) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Bacillus polimyxa, Bacillus licheniformis, Bacillus stearothermophilus, Bacillus sp., Bacillus megaterium; y bacterias de género Pseudomonas destacando Pseudomonas fluorescens. Estas bacterias han sido seleccionadas naturalmente por su capacidad para. AS. degradar, de manera eficiente, la materia orgánica soluble contenida en las aguas. G. IC. residuales. Gracias al consumo de la materia orgánica lograron alcanzar gran. LO. estabilidad en los reactores biológicos aerobios e incluso un incremento en eficiencia. BI. O. en cuanto a remoción de materia orgánica, DBO5, DQO y disminución de olores;. AS. mejorando así la sedimentabilidad de la biomasa, incluso en sistemas de tratamiento. CI. como los diseñados para aguas industriales, los cuales se caracterizan por tener alta. CI EN. carga orgánica y por la presencia de compuestos xenobióticos. Los investigadores de esta empresa determinaron que las bacterias contenidas en este producto pueden actuar. DE. en dos fases o etapas: una con oxígeno y otra sin oxígeno (aerobias y anaerobias) pero para que la degradación de materia orgánica se lleve a cabo, es necesario tener cierta. CA. cantidad de oxígeno disuelto en el agua residual (4.0 mg/L) 41.. TE. Así mismo, SOLUCIONES AMBIENTALES S.A actualmente fabrica y. BL. IO. distribuye la fórmula ENZICLEAN, biodegradador de materia orgánica presente en. BI. aguas residuales. ENZICLEAN Industrial es una mezcla de bacterias aeróbicas, anaeróbicas y facultativas, por lo que igualmente aceleran la degradación tanto en condiciones aeróbicas en Plantas de Tratamiento Aerobia, como en condiciones anaerobias en Plantas de Tratamiento Anaerobias y Lagunas de Oxidación. Su uso. 10 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(22) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. permanente permite ahorros de energía en las plantas de tratamiento aeróbicas debido a que se reducen los ciclos de aireación, dado que el grupo de bacterias de este producto es mucho más agresivo para degradar la materia orgánica que la flora natural. De esta. AS. manera, no solo se ahorra energía eléctrica sino que se reducen los tiempos de. G. IC. permanencia y la planta es capaz de procesar mayores cantidades de agua residual.. LO. Igualmente, en las plantas de tratamiento anaeróbicas el beneficio de su uso. BI. O. permanente es la reducción de los tiempos de permanencia, permitiendo aumentar la. AS. velocidad de proceso y por consiguiente aumentando la capacidad de tratamiento de la. CI. planta; eliminando los malos olores asociados a la descomposición anaeróbica, ya que. CI EN. las bacterias sustituyen a la flora natural que produce los gases sulfurosos que causan mal olor produciendo solo CO2 como subproducto resultante de la digestión. De igual. DE. modo este producto es claramente una solución para lagunas de oxidación saturada o colapsada y para plantas de tratamiento cuya cantidad de efluente recibido excede a su. CA. capacidad de proceso. Todo se logra a través de un proceso costo-efectivo,. TE. completamente natural y seguro para el medio ambiente42.. BL. IO. En Trabajos realizados en la Facultad de Ingeniería Ambiental de la Universidad. BI. Nacional Autónoma de México (UNAM) se evaluó la capacidad de transformar los contaminantes contenidos en las aguas residuales municipales, utilizando procesos fermentativos con microorganismos facultativos bajo condiciones anaerobias y buscó la solubilización del material orgánico contenido en el agua residual para producir. 11 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(23) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. ácidos grasos volátiles (como el ácido acético) en un reactor anaerobio a nivel industrial. Las reacciones desde este tipo son una forma económica de degradar tóxicos y otras sustancias de difícil degradación, contenidos en agua residual, y de reducir el. AS. contenido de material orgánico en suspensión. Para cumplir con sus objetivos llevaron. G. IC. a cabo el trabajo experimental en un reactor piloto discontinuo con microorganismos. LO. en suspensión. El reactor tuvo un volumen de 1800 litros y estuvo ubicado en la planta. BI. O. para tratamiento de aguas residuales de la Ciudad Universitaria de la UNAM. El. AS. reactor trabajó durante 154 días con ciclos de 8 horas bajo condiciones anaerobias. En. CI. la primera etapa experimental determinaron la mejor eficiencia del proceso con. CI EN. respecto a la cantidad de contaminantes contenidos en el agua residual y suministrada a los microorganismos en un día (carga orgánica). En la segunda etapa aplicaron el. DE. intervalo seleccionado de carga orgánica para evaluar la eficiencia de la fermentación dependiendo de la temperatura y el pH. Cuando la aportación de contaminantes. CA. orgánicos (carga orgánica) fue baja, más del 75% de la materia orgánica disuelta en el. TE. agua residual fue transformada a ácidos grasos volátiles; el resto fue consumido por. BL. IO. los microorganismos en el proceso. Al reducir el pH de 7.0 a 5.5 el grado de. BI. acidificación se incrementó de 50 a 60%, pero quedó un 15% del material orgánico soluble sin transformar. Con el aumento de temperatura de 22 a 31 °C se logró duplicar la eficiencia de los procesos de fermentación de 33 a 66%, al no quedar material orgánico contaminante soluble sin transformar. Los ciclos fermentativos con mayor. 12 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(24) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. producción de ácidos grasos volátiles corresponden a una carga orgánica relativamente baja (0.27kgDQO/kgSST•d), a un valor de pH de 6.5 y a una temperatura de 24 °C. La forma más práctica y económica de aumentar la eficiencia de la fermentación. AS. anaerobia de agua residual cruda resultó ser a través del control de la carga orgánica.. G. IC. La máxima transformación del material orgánico en ácidos grasos volátiles (AGV) se. LO. obtuvo con la carga orgánica media a alta (0.72 kgDQO/kgSST•d) al obtenerse 200. BI. O. mg/L de AGV, correspondiente al mayor grado de acidificación (55%) y las menores. AS. remociones de material orgánico de 20 a 25%. No existe diferencia significativa en. CI. cuanto a la cantidad total producida de AGV para el intervalo de pH experimentado.. CI EN. En cambio, la mayor remoción de DQO total (45%) y DQO soluble (40%) se presentó para valores de pH de 6.5 y 7.0, respectivamente. El material orgánico en suspensión. DE. se elimina sin una dependencia evidente de la temperatura. Sin embargo, la transformación de contaminantes orgánicos solubles se duplica de 33 a 66% al. TE. CA. aumentar la temperatura en 9 °C43.. BL. IO. En Trujillo, también se han realizado algunos estudios relacionados con el. BI. tratamiento de aguas residuales tales como el realizado por Ortiz en el 2002, quien llevó a cabo el tratamiento de estas aguas residuales utilizando tres biorreactores Airlift, uno conteniendo el consorcio microbiano de Microorganismo Eficaces(EM), otro con el Consorcio Microbiano Lodo Activado (CMLA) y otro sin consorcio. 13 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(25) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. microbiano. El agua residual fue diluida a la décima parte con agua residual estéril. Los consorcios microbianos (EM y CMLA) fueron agregados al sistema en un volumen de 125 mL para cada biorreactor a una concentración de 107 cel/mL;. AS. obteniendo la mayor eficiencia de degradación de la materia orgánica en el biorreactor. G. IC. con EM (56.51%), seguido en eficiencia por el biorreactor CMLA (32.39%), siendo. LO. menos eficiente el biorreactor Testigo (26.04%), no presentando diferencia. BI. O. significativa en la eficiencia de la degradación de la materia orgánica44.. AS. Cuenca en el 2004, determinó el efecto de la dilución del agua residual del camal. CI. Yugo frío sobre su velocidad de degradación en un biorreactor Airlift suplementado. CI EN. con enzimas inmovilizadas. El agua residual del camal fue diluida al 1/5, 1/10 y 1/20 utilizando agua destilada estéril, y la inmovilización de enzimas se realizó por el. DE. método de atrapamiento en gel de agarosa. Los biorreactores fueron cargados con las muestras diluidas y con las enzimas inmovilizadas, siendo la degradación del agua. CA. residual de camal controlada al inicio, intermedio y final del proceso que duró 6 días.. TE. Los parámetros que se evaluaron fueron: Recuento Total de Bacterias Aerobias. BL. IO. Mesófilas Viables (RTBAMV), Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5), Materia. BI. Orgánica Consumida (MOC), Coliformes totales, pH y temperatura. Sin encontrar diferencia significativa entre las diluciones usadas; es decir, que cualquiera que sea la dilución empleada en la degradación el consumo de materia orgánica es elevado, lo que significa que influye favorablemente en su degradación45.. 14 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(26) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Las fábricas de harina de pescado son las que producen contaminación del ambiente ya que presentan un sistema de tratamiento de sus desechos no satisfactorios;. AS. ante la inquietud de este grave problema, Jácobo en el 2000, evaluó el efecto de la. G. IC. aireación en biorreactores Airlift de 4.5 litros con aireación interna y externa para el. LO. tratamiento de “Sanguaza”. La muestra fue diluida al 1/10 y fueron cargados cada uno. BI. O. de ellos con 3.5 litros, en los que se evaluó paralelamente los siguientes parámetros:. AS. Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5), Materia Orgánica Consumida (MOC),. CI. Recuento Total de Bacterias Aerobias Mesófilas Viables (RTBAMV), Coliformes. CI EN. totales, pH y temperatura. La carga orgánica presente, en el desecho pesquero “Sanguaza”, fue monitoreada al inicio, intermedio y final del proceso por un periodo. DE. entre 10 y 12 días. Se usaron muestras diluidas 10-12 para el RTBAMV y 0.1% para el DBO5, así mismo se usó diluciones 10-6, 10-7, 10-8, para el recuento de coliformes. CA. totales. Se encontró que el biorreactor de aireación interna tuvo mayor eficiencia de. TE. degradación de la “Sanguaza” llegando a consumir 670.37 mg O2/L de materia. BL. IO. orgánica, siendo este consumo mayor al del biorreactor de aireación externa que llegó. BI. a consumir 533.06 mg O2/L, así mismo se presentó mayor velocidad de crecimiento de los microorganismos (RTBAMV). Determinando que no hubo diferencia significativa entre los tratamientos empleados; pero sí diferencia significativa en cuanto al tiempo empleado en el tratamiento del desecho pesquero “Sanguaza” 45, 46.. 15 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(27) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Díaz en el 2001, estableció el efecto de la dilución de la “Sanguaza” sobre su velocidad de degradación en biorreactor Airlift de aireación interna suplementado con. IC. AS. enzimas inmovilizadas. La “Sanguaza” fue diluida al 1/5, 1/10 y 1/20 utilizando agua. G. destilada estéril, y la inmovilización de enzimas se realizó por el método de atrapamiento. LO. en gel de agarosa. Los biorreactores fueron cargados con las diluciones y con las enzimas. BI. O. inmovilizadas, siendo la degradación de la “Sanguaza” controlada al inicio, intermedio y. AS. final del proceso que duró 4 días. Los parámetros que se evaluaron fueron: Recuento Total. CI. de Bacterias Aerobias Mesófilas Viables (RTBAMV), Demanda Bioquímica de Oxígeno. CI EN. (DBO5), Materia Orgánica Consumida (MOC), Coliformes totales, pH y temperatura. Los datos obtenidos fueron tratados mediante el Análisis de Varianza, y mediante el Análisis. DE. de la Mínima Diferencia Significativa (MDS). Este último indicó que es lo mismo utilizar la dilución 1/5 que la dilución 1/10, debido a que éstas presentaron igual velocidad de. CA. degradación de la “Sanguaza”; así como el mayor consumo de materia orgánica, lo que. IO. TE. significa que “influyeron favorablemente” en su degradación47.. BL. El efecto que trae como consecuencia por la contaminación de aguas residuales. BI. afecta la producción de los sembríos. Los habitantes buscan una mejora con el fin de devolver la calidad de las aguas anteriormente utilizadas tanto para el riego de sus cultivos como para su consumo.. 16 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(28) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. La contaminación del rio ha ocasionado la disminución y perdida de la biodiversidad de especies animales que servían de alimento para los pobladores, pero que ahora se ve afectada en su totalidad por los altos índices de contaminación. Es por eso. AS. que el presente trabajo está orientado en le determinación del efecto de un consorcio. G. IC. microbiano nativo en la degradación de materia orgánica de las aguas del Rio Moche –. BI. BL. IO. TE. CA. DE. CI EN. CI. AS. BI. O. LO. Distrito Laredo, Provincia de Trujillo.. 17 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(29) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. II.. OBJETIVOS. AS. 2.1 Objetivo General. Determinar el efecto del inoculo de un consorcio microbiano nativo en la. G. IC. degradación de materia orgánica de las aguas del Río Moche a diferentes. BI. O. LO. concentraciones (5%, 10% y 15%).. AS. 2.2 Objetivos específicos. Aislamiento de un consorcio microbiano nativo. . Identificación de los microorganismos presentes en el consorcio. CI EN. CI. . microbiano nativo.. Determinación de los parámetros de: DBO5, MOC, CT, BAMV.. . Determinar el efecto de la concentración del inoculo microbiano que. DE. . CA. genera mayor degradación de Materia Orgánica presente en el agua. BI. BL. IO. TE. del Rio Moche.. 18 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(30) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. III.. MATERIAL Y MÉTODO. 3.1 MATERIAL DE ESTUDIO.. -. AS. Material:. Agua proveniente del Rio Moche –Distrito Laredo, Provincia de. IC. 3.1.1. Consorcio microbiano nativo aislado del sedimento del agua. LO. -. G. Trujillo.. O. residual proveniente del Rio Moche, Distrito de Laredo.. Recolección de la muestra.. AS. 3.1.2. BI. MÉTODO.. CI. A. Criterio de selección de la muestra.. CI EN. Para la elección de la zona de muestreo se consideró necesario que la muestra proceda de tres puntos con el fin de obtener una. DE. muestra significativa referente a la zona tomada para el estudio. CA. B. Recolección y conservación de la muestra.. BI. BL. IO. TE. Se recolectaron 12 litros de aguas residuales colectadas del río Moche, en baldes de plástico con capacidad de 4 litros cada uno; previo al muestreo se tomó nota de las características físicas principales de cada muestra y se rotularon cada una de ellas con la fecha, hora de recolección, temperatura y zona de muestreo correspondiente. Posteriormente se conservó las muestras en refrigeración para ser trasladadas hasta el laboratorio de Biotecnología (Trujillo).. 19 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(31) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. 3.1.3. Preparación y prueba de los biorreactores. Se acondicionaron cinco biorreactores de 3 Litros de capacidad del tipo Airlift de aireación interna, para 2500 mL de volumen de trabajo; los. AS. cuales fueron desinfectados con Hipoclorito de sodio al 5% y luz. IC. ultravioleta.. G. Para verificar el funcionamiento se hizo circular agua a través de cada. LO. biorreactor con el propósito de observar si la circulación es homogénea y. O. descartar posibles filtraciones o fugas de líquido. El aire insuflado fue. BI. esterilizado por burbujeo en solución de cloruro de sodio al 15%. Los. AS. biorreactores presentan dispositivos de toma de muestra y de salida de CO2. CI. respectivamente.. CI EN. Es importante mencionar que los biorreactores utilizados trabajaron a una temperatura de 30ºC ± 5 ºC y un pH de 6.. CA. inóculo.. DE. 2.2.3 Aislamiento del consorcio microbiano nativo y estandarización del. BI. BL. IO. TE. A. Aislamiento del consorcio microbiano nativo a partir del sedimento de las aguas del Rio Moche, Distrito Laredo.. Se colectaron 500 mL de sedimento, se homogenizó y posteriormente se sometió a aireación por un periodo de 5 días, para lo cual se utilizó un biorreactor del tipo Airlift fin de aumentar la concentración de microorganismos aerobios. Finalmente se extrajo una muestra de 0.5 mL del contenido del biorreactor, partir de la cual que se realizó diluciones hasta 10-5. De las 3 últimas diluciones se sembró por superficie, en placas 20. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(32) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. conteniendo Agar Soya Tripticasa y se incubó a 37°C43. A partir de las colonias que desarrollen se llevará a cabo lo siguiente: . Recuento Total de Bacterias Aerófilas Mesófitas Viables. AS. (RTBAMV).. Tinción Gram de las colonias con morfología similar.. . Determinación de la población microbiana del sedimento. G. IC. . LO. de las aguas residuales (en base a los recuentos anteriores. Obtención de cultivo puro de cada una de las bacterias que. BI. . O. en ufc/g).. CI EN. CI. AS. componen el consorcio microbiano, para identificarlos43, 44.. B. Preparación de los inóculos. Estandarización del inóculo.. DE. Para estandarizar el inóculo del consorcio microbiano aislado; los. CA. cultivos puros de las bacterias que componen el consorcio fueron. BI. BL. IO. TE. replicados en frascos de vidrio conteniendo Agar Soya Tripticasa, los que luego de 24 horas de incubados se procedió a estandarizar comparándolo con el tubo N°3 del nefelómetro de Mc Farland; se preparó las concentraciones deseadas: 5% (125 mL de inóculo en 2500 mL de agua residual), 10% (250 mL de inóculo en 2500 mL de agua residual) y 15% (375 mL de inóculo en 2500 mL de agua residual) de inóculo9.. 21 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(33) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. 2.2.4 Degradación de la materia orgánica del agua residual en los biorreactores tipo Airlift de aireación interna. Para la degradación de materia orgánica del agua residual en. AS. estudio, se procedió a instalar cada biorreactor con los volúmenes. IC. de 125 mL, 250 mL y 375 mL de inóculo cada uno para luego. G. aforarlos con agua residual hasta alcanzar un volumen de 2500 mL. LO. en cada biorreactor; luego se inició el funcionamiento a una. O. temperatura de: 30ºC ± 5 ºC y un pH de: 6. Así mismo se preparó. BI. un sistema testigo, conteniendo solo agua residual (muestra. AS. original). Cada uno de los ensayos se realizó por triplicado.. CI. 2.2.5 Monitoreo y control de la degradación.. CI EN. El monitoreo se realizó desde las 0 horas de iniciado hasta el 12avo día en intervalos de 48 horas (6 mediciones) y se evaluó lo. DE. siguiente:. A. Recuento total de bacterias Aerobias Mesófilas Viables. CA. (RTBAMV). BI. BL. IO. TE. El Recuento total de bacterias aerobias mesófilas viables se llevó a cabo utilizando la Técnica de Recuento en Placa, para ello de cada muestra extraída de los sistemas se realizaron diluciones hasta 1010. , de las tres últimas diluciones se sembró por incorporación en. placas conteniendo Agar PCA y se incubaron a 37 ºC; posteriormente se hizo el recuento de las placas incubadas. El procedimiento a desarrollar se realizó por triplicado.. 22 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(34) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. B. Determinación de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (D.B.O.) Se determinó por el Método de Winkler modificado por Alsterberg.. AS. (Ver anexo 08). G. IC. C. Determinación de la Materia Orgánica Consumida (M.O.C.). LO. Para determinar la Materia Orgánica Consumida, se tuvo en cuenta. O. la Demanda Bioquímica de Oxígeno: inicial a las 0 horas y. AS. BI. posteriores cada 48 horas.. OD1 - OD2 × 100 𝐷𝑖𝑙𝑢𝑐𝑖ò𝑛. CI EN. CI. M.O.C.(mg/L )=. DE. D. Determinación de Coliformes Totales. Para la determinación de coliformes totales se utilizó la Técnica del. CA. Número Más Probable (N.M.P), para ello se hicieron diluciones 10, 10-6, 10-7 y a partir de estas diluciones se desarrolló la técnica.. BI. BL. IO. TE. 5. E. Medición de pH y Temperatura. Estas mediciones se realizaron cada 48 horas hasta el final de cada proceso, para ello se utilizarán cintas de pH y termómetro respectivamente.. 23 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(35) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. 2.2.6 Análisis Estadístico. Los valores de la Demanda Bioquímica de Oxígeno y Degradación. AS. de Materia Orgánica obtenidos, en cada una de las mediciones. IC. realizadas, fueron analizados utilizando el programa estadístico. LO. G. SPSS 20 además de la prueba estadística ANAVA (Análisis de Varianza); con la finalidad de determinar la diferencia significativa. BI. BL. IO. TE. CA. DE. CI EN. CI. AS. BI. O. existente entre las magnitudes de degradación.. 24 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(36) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. IV.. RESULTADOS. AS. En la Figura No 1, se muestra la variación que hay en la Demanda Bioquímica de. IC. Oxigeno (DBO5), expresada en mg O2/L, durante los 12 días de monitoreo en los tres. LO. G. biorreactores con diferentes concentraciones de inóculo (5%, 10% y 15%) y en el. O. biorreactor Testigo (agua residual). Donde se aprecia una disminución de la DBO5 inicial. BI. respecto a la DBO5 inicial equivalente a 433.67; 365,14; 379,72 y 526,85 para el testigo,. AS. CMN del 5%, CMN 10% y CMN 15%; respectivamente hasta 139,95; 97,63; 77,5; 55,45. CI EN. CI. para cada uno de ellos en el orden mencionado anteriormente.. DE. En la Figura No 2, se muestra la variación del porcentaje de Materia Orgánica. CA. Consumida, durante los 12 días de monitoreo en los tres biorreactores con sus diferentes. TE. concentraciones de inóculo (5%,10% y 15%) y en el biorreactor testigo (agua residual).. IO. Donde se aprecia claramente que al 15% de inóculo se obtuvo mayor degradación de. BI. BL. Materia Orgánica.. 25 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(37) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. En la Figura No 3, se muestra la variación de los recuentos microbianos en UFC/mL durante los 12 días de monitoreo en los tres biorreactores con diferentes concentraciones de inóculos (5%, 10% y 15%) y en el biorreactor testigo (agua residual);. AS. pudiéndose observar que todos a excepción del testigo muestran un periodo de adaptación. G. IC. de dos días y empezando para todos a partir del quinto día el máximo crecimiento para. LO. luego continuar el crecimiento, mantenerse o bajar dependiendo de la concentración de. O. inóculo.. AS. BI. En la Figura No 4, se muestra la variación en Número de Coliformes Totales. CI. (NMP), que esta expresado en col/100mL que se obtuvieron durante los 12 días de. CI EN. monitoreo en los tres biorreactores con diferentes concentraciones de inóculo (5%, 10% y 15%) y en el biorreactor testigo con agua residual, pudiéndose determinar que a medida. DE. que transcurre el tiempo en cada sistema el NMP va disminuyendo llegando a alcanzar el. BI. BL. IO. TE. CA. valor más bajo de 27.03 para este parámetro, en el que se utilizó 15% de inóculo.. 26 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(38) TE CA. DE. CI. EN. CI AS. BI. O. LO. G. IC AS. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Figura 1. Variación de la Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5) en mg O2/L, con 5, 10, 15% de inoculo del Consorcio microbiano. BL I. CMN: Consorcio Microbiano Nativo.. BI. . O. nativo, durante 12 días de tratamiento a 20°C ± 4° C y pH de 7.. 27 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(39) TE CA. DE. CI. EN. CI AS. BI. O. LO. G. IC AS. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Figura 2. Variación de Materia Orgánica Consumida (MOC), a partir de diferentes concentraciones. BL I. CMN: Consorcio Microbiano Nativo.. BI. . O. de consorcio Microbiano Nativo, durante 12 días de tratamiento a 20°C ± 4° y pH de 7.. 28 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(40) TE CA. DE. CI. EN. CI AS. BI. O. LO. G. IC AS. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Figura 3. Variación de Materia Orgánica Consumida (MOC) en mg/L, con 5, 10, 15% de inoculo del Consorcio microbiano nativo, durante. BL I. CMN: Consorcio Microbiano Nativo.. BI. . O. 12 días de tratamiento a 20°C ± 4° C y pH de 7.. 29 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(41) TE CA. DE. CI. EN. CI AS. BI. O. LO. G. IC AS. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Figura 4. Variación del Numero de Coliformes Totales en col/100mL, con 5, 10, 15% de inoculo del Consorcio microbiano nativo, durante. O. 12 días de tratamiento a 20°C ± 4° C y pH de 7.. BI. BL I. CMN: Consorcio Microbiano Nativo.. 30 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(42) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. AS. Características culturales y microscópicas de las bacterias aisladas a partir del sedimento del agua residual proveniente Rio Moche –Distrito Laredo, Provincia de Trujillo e identificadas mediante el Sistema Automatizado Micro Scan.. MICROSCÓPICAS. IDENTIFICADA. LO. G. MACROSCÓPICAS. BACTERIA. IC. CARACTERÍSTICAS CARACTERÍSTICAS. amarilla, lisa, brillosa, de. Bacilos Gram negativos. AS. BI. bordes regulares. DE. Colonia pequeña de color. Bacilos Gram negativos. amarilla, lisa, brillosa, de. Tatumella ptyseos. CI EN. bordes regulares. CI. Colonia grande de color crema, lisa, brillosa, de. Acinetobacter iwoffii. O. Colonia pequeña de color. Bacilos Gram negativos. Pseudomonas stutzeriv. TE. CA. bordes regulares. IO. Colonia grande de color. Cocos Gram positivos Micrococcus sp. crema, lisa, brillosa, de Dispuestos en racimo. BI. BL. bordes regulares. 31 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(43) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Observaciones macroscópicas microscópicas de las bacterias aisladas a partir de sedimento del agua del Rio Moche –Distrito Laredo, Provincia de Trujillo e identificadas mediante el Sistema Automatizado Micro Scan.. Observación Microscópica. AS. Observación Macroscópica. LO. G. IC. BACTERIA IDENTIFICADA. CI EN. CA. DE. Tatumella ptyseos. CI. AS. BI. O. Acinetobacter iwoffii. BI. BL. IO. TE. Pseudomonas stutzeriv. Micrococcus sp. 32 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(44) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. V.. DISCUSIÓN. Las aguas residuales que son eliminadas al medio ambiente sin un tratamiento. AS. previo alguno producen una elevada contaminación de este, por lo que es importante que. IC. se lleve a cabo un tratamiento previo antes de ser eliminadas al medio ambiente.. G. Principalmente este tratamiento lo realizan sistemas biológicos en los cuales se. LO. involucran procesos aerobios y anaerobios siendo el primer proceso en conjunto con los. O. sistemas biológicos los que utilizamos en el presente trabajo de investigación, 48.. BI. Al finalizar la investigación y según los resultados obtenidos, se observó que el. AS. agua residual sometida a diferentes concentraciones del inoculo de consorcio microbiano. CI. nativo, al igual que el agua residual sin inoculo presentaron una disminución de la. CI EN. Demanda Bioquímica de Oxigeno conforme el tiempo transcurría, el consumo de materia orgánica aumento, debido al crecimiento de una población heterogénea de microorganismos (Consorcio Microbiano Nativo), los cuales cambian constantemente de. DE. acuerdo a las variaciones de la composiciones de las aguas residuales y de las condiciones. CA. ambientales. De estos microorganismos, las bacterias Aerobios Mesófilas Viables (BAMV) constituyen el grupo más importante en el tratamiento de aguas residuales, las. TE. cuales aumentaron en u determinado tiempo para luego disminuir; el incremento de las. IO. BAMV dio lugar a la disminución del número de coliformes totales. Es importante. BL. mencionar que estos sucesos no ocurrieron a las mismas velocidades si no que dependió. BI. mucho de la concentración de inoculo a la que fue sometida la muestra48, 49.. Una medida cuantitativa de la contaminación del agua por materia orgánica (sirve como nutriente y requiere oxígeno para su descomposición) es la determinación de la. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons33 Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(45) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. rapidez con que la materia orgánica nutritiva consume oxigeno por la descomposición bacteriana y se le denomina Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO). La demanda bioquímica de oxigeno es un parámetro que mide la cantidad de materia orgánica. AS. susceptible de ser consumida u oxidada por medios biológicos que contiene una muestra líquida, disuelta o en suspensión. Se utiliza para medir el grado de contaminación,. G. IC. normalmente se mide transcurridos cinco días de reacción (DBO5) y se expresa en. O. LO. miligramos de oxigeno diatómico por litro (mg O2/L).. BI. La curva de consumo de oxigeno suele ser al principio débil y después se eleva. AS. rápidamente hasta un máximo sostenido, bajo la acción de la fase logarítmica del. CI. crecimiento de los microorganismos. Por lo que una DBO grande indica que se requiere. CI EN. una gran cantidad de oxígeno para descomponer la materia orgánica contenida en el agua.50, 51. DE. Las bacterias descomponen rápidamente la materia orgánica en presencia de oxígeno, consumiéndolo y aumentando con ello la demanda bioquímica de oxígeno, en. CA. cambio cuando la materia orgánica se acaba, la cantidad de oxígeno disuelto es mayor y. TE. en consecuencia la demanda bioquímica de oxigeno disminuye, lo cual indica un bajo. IO. contenido de materia orgánica, produciendo metabolitos finales no toxico como dióxido. BL. de carbono y agua; mientras que en ausencia de oxígeno, la materia orgánica es. BI. descompuesta anaeróbicamente produciendo productos tóxicos tales como sulfuro de hidrogeno, nitrito y metano. Siendo la descomposición mayor cuando la temperatura se incrementa hasta niveles de 35oC52. Dentro de la materia orgánica, destacan las proteínas, carbohidratos, aceites y. grasas. Las proteínas son junto a la urea, las principales fuentes de nitrógeno en las aguas.. 34 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
(46) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Los hidratos de carbono pueden encontrarse en forma de azucares, almidones, celulosa y fibra de madera son fácilmente degradables por determinadas bacterias produciéndose por la fermentación de alcoholes y dióxido de carbono; los almidones se degradan a. AS. azucares por la actividad microbiana y por la acción de ácidos minerales disueltos. La celulosa constituye el carbohidrato más difícilmente degradable. En las grasa se incluyen. G. IC. los aceites, grasas y otros compuestos análogos. Todos estos producen en las aguas. LO. dificultades en la degradación, puesto que dicho material flota o se emulsiona en la superficie, impidiendo la transferencia de oxigeno entre el aire y el agua, interfiriendo de. BI. O. esta manera en la depuración biológica.53. AS. A medida que transcurre el tiempo de tratamiento de las muestras de agua residual,. CI. la DBO5 va disminuyendo con respecto a la DBO5 inicial. La DBO5 inicial para el testigo. CI EN. fue de 433.67 llegando hasta 151.75 para el Consorcio Microbiano Nativo al 5% (CMN 5%) fue de 365.14 llegando hasta 117,65; para el Consorcio Microbiano Nativo al 10% (CMN 10%) fue de 379,72 llegando hasta 79,51. y finalmente para el Consorcio. DE. Microbiano Nativo al 15% (CMN 15%) fue de 526.85 llegando hasta 45.45; pudiéndose. CA. apreciar que partir del segundo día de tratamiento ya se da este consumo. Estos resultados nos permiten deducir que entre DBO5 y materia orgánica existe una relación inversa, pues. TE. hubo un descenso paulatino de DBO5 y un incremento en consumo de materia orgánica. IO. con respecto al tiempo; esto debido a la acción metabólica y fisiológica microbiana, que. BL. tiene lugar en el agua residual, debido a la utilización de dicha materia orgánica para la. BI. obtención de energía y crecimiento, o como receptores durante la respiración, siendo esta la etapa inicial del proceso de oxidación biológica de la materia orgánica. En base a esto se obtuvo que el consumo de materia orgánica para el testigo fue de 333.72; para el CMN5% fue de 446,27; para el CMN10% 465.51 y finalmente para el CMN15% fue de. 35 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by-ns-sa/2.5/pe/ . No olvide citar esta tesis..
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