Efecto del Polisorbato 80 sobre la velocidad de degradación de la materia orgánica presente en la "sanguaza" utilizando un consorcio microbiano nativo

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(1)DI. RE. CC. IO. N. DE. SI ST. EM. AS. DE. IN FO. RM. ÁT. IC. A. Y. CO. M. UN IC. AC IÓ. N. Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. i 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..

(2) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. AUTORIDADES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO QUE OTORGAN EL TÍTULO PROFESIONAL DE. AC IÓ. RECTOR DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO. N. BIÓLOGO MICROBIÓLOGO. UN IC. Dr. Orlando Velásquez Benítez. CO. M. VICERRECTORA ACADÉMICA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO. IC. A. Y. Dra. Vilma Méndez Gil. ÁT. SECRETARIO GENERAL DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO. IN FO. RM. Dr. Pedro Lavalle Dios. DE. DECANO DE LA FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS. EM. AS. Dr. Hermes Escalante Añorga. Dr. César Jara Campos. N. DE. SI ST. SECRETARIO DE LA FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS. Y PARASITOLOGÍA Ms. C. Pedro Arnaldo Alvarado Salinas. DI. RE. CC. IO. DIRECTOR DE LA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE MICROBIOLOGÍA. i 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. UN IC. AC IÓ. N. MIEMBROS DEL JURADO. CO. M. Dra. Eva Villanueva Tarazona. DE. IN FO. RM. ÁT. IC. A. Y. PRESIDENTE. SECRETARIO. DI. RE. CC. IO. N. DE. SI ST. EM. AS. Dr. Heber Robles Castillo. Ms. C. Aníbal Quintana Díaz VOCAL. 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..

(4) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. DEL PROFESOR ASESOR El que suscribe Profesor Asesor del presente Informe de Tesis titulado: Efecto del Polisorbato 80 sobre la velocidad de degradación de la materia orgánica presente en la. AC IÓ. N. “sanguaza” utilizando un consorcio microbiano nativo.. CERTIFICA:. pertinentes y. UN IC. Que la investigación ha sido desarrollada de conformidad, con las orientaciones fue ejecutado y redactado bajo mi asesoramiento, acogiendo las. SI ST. EM. AS. DE. IN FO. RM. ÁT. IC. A. Y. CO. M. observaciones y sugerencias alcanzadas.. DE. Dr. Heber Robles Castillo. DI. RE. CC. IO. N. ASESOR. 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..

(5) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. APROBACIÓN Los profesores que suscriben, miembros del jurado examinador, declaran que el presente. N. informe de tesis ha cumplido con los requisitos formales y fundamentales, siendo aprobado. A. Y. CO. M. UN IC. AC IÓ. por UNANIMIDAD.. AS. DE. IN FO. RM. ÁT. PRESIDENTE. IC. Dra. Eva Villanueva Tarazona. SECRETARIO. DI. RE. CC. IO. N. DE. SI ST. EM. Dr. Heber Robles Castillo. Ms. C. Aníbal Quintana Díaz VOCAL. 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..

(6) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. DEDICATORIA. A DIOS, amor. infinito,. por. N. su. AC IÓ. Por. haberme iluminado y dado las. UN IC. fuerzas para lograr uno los. RM. IN FO. .. ÁT. IC. A. Y. CO. M. objetivos más ansiados.. A MI PADRE. Que ya partió a la presencia del altísimo,. por. contribuir. incondicionalmente a lograr mis metas y objetivos propuestos y. DE. por ser esa luz incesante que me. IO. N. DE. SI ST. EM. AS. acompaña día a día.. A MI MADRE. CC. Co mucho amor y cariño le. RE. dedico todo mi esfuerzo y. DI. trabajo. puesto. para. la. realización de esta tesis.. 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..

(7) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. A MI HERMANO apoyo,. amistad. N. su. AC IÓ. Por. Y. CO. M. UN IC. constante motivación.. y .. IC. A. A mis familiares y amigos que. ÁT. .de alguna manera contribuyeron. DI. RE. CC. IO. N. DE. SI ST. EM. AS. DE. IN FO. RM. para que logre este objetivo.. 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..

(8) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. AGRADECIMIENTO Al profesor Dr. Heber Robles Castillo por brindarme su tiempo, experiencia y apoyo como asesor en esta tesis, sus consejos y aportes fueron de vital importancia a lo largo de la. AC IÓ. N. realización de la misma.. Un especial agradecimiento al personal que labora en el Laboratorio de Aguas y Alimentos. UN IC. de la Municipalidad Provincial de Trujillo, por permitirme el uso de equipos, material de. DI. RE. CC. IO. N. DE. SI ST. EM. AS. DE. IN FO. RM. ÁT. IC. A. Y. CO. M. vidrio y reactivos para la realización de esta tesis.. 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..

(9) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. PRESENTACIÓN Señores Miembros del Jurado:. N. En cumplimiento con las disposiciones reglamentarias de la Escuela Académico. AC IÓ. Profesional de Microbiología y Parasitología de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional de Trujillo, pongo a su disposición el presente informe de tesis. UN IC. titulado: Efecto del Polisorbato 80 sobre la velocidad de degradación de la materia. SI ST. EM. AS. DE. IN FO. RM. ÁT. IC. A. Y. CO. pretendo obtener el título profesional de Biólogo Microbiólogo.. M. orgánica presente en la “sanguaza” utilizando un consorcio microbiano nativo. Con el cual. DI. RE. CC. IO. N. DE. Br. Gavis Elena Chiroque Távara. 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..

(10) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. CONTENIDO Pág. AUTORIDADES DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE. N. TRUJILLO QUE OTORGAN EL TÍTULO PROFESIONAL. AC IÓ. DE BIÓLOGO MICROBIÓLOGO MIEMBROS DEL JURADO. UN IC. DEL PROFESOR ASESOR APROBACIÓN. CO. M. DEDICATORIA AGRADECIMIENTOS. A. Y. PRESENTACIÓN. IC. CONTENIDO. ÁT. CONTENIDO DE ANEXOS. INTRODUCCIÓN. IN FO. I.. RM. RESUMEN. II. MATERIAL Y MÉTODOS. DE. 2.1. Material biológico 2.2. Procedimiento. i. ii iii iv v vii viii ix x xii 1 8 8 8. Construcción y acondicionamiento de biorreactores. 8. 2.2.2.. Recolección y conservación de la muestra. 9. 2.2.3.. Estandarización del inóculo del consorcio microbiano nativo. 9. 2.2.4.. Degradación de la materia orgánica presente en la “sanguaza”. 10. 2.2.5.. Control de la degradación. 10. Análisis Estadístico. 11. EM. SI ST. DE. 12. IV. DISCUSIÓN. 19. V. CONCLUSIONES. 25. VI. RECOMENDACIONES. 26. VII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS. 27. ANEXOS. 31. DI. CC. IO. III. RESULTADOS. RE. N. 2.2.6.. AS. 2.2.1.. 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..

(11) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. CONTENIDO DE ANEXOS Anexo 1. Cultivos microbianos proporcionados por el Laboratorio de Biotecnología de la Facultad de Ciencias Biológicas de la 32. N. Universidad Nacional De Trujillo. AC IÓ. Anexo 2. Partes del Biorreactor tipo “airlift” de aireación interna. CO. M. Anexo 3. Características físicas preliminares del líquido residual “sanguaza” fresca antes del tratamiento de degradación. 33. UN IC. usado en el tratamiento. efectuado en el Laboratorio de Biotecnología de la Facultad. 34. A. Y. de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional de Trujillo. ÁT. IC. Anexo 4. Observaciones microscópicas de los microorganismos. RM. proporcionados por el Laboratorio de Biotecnología de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional. IN FO. De Trujillo. 35. DE. Anexo 5. Variación de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) en muestras de líquido residual “sanguaza” durante seis días de. AS. tratamiento a diferentes concentraciones de Polisorbato 80, utilizando. EM. un consorcio microbiano nativo, en biorreactores del tipo “airlift” de aireación interna. SI ST. 36. DE. Anexo 6. Variación de la Materia Orgánica Consumida (MOC) en muestras de líquido residual “sanguaza” durante seis días. IO. N. de tratamiento a diferentes concentraciones de Polisorbato80,. CC. utilizando un consorcio microbiano nativo, en biorreactores 37. RE. del tipo “airlift” de aireación interna. DI. Anexo 7. Variación de las Bacterias Aerobias Mesófilas Viables (BAMV) en muestras de liquido residual “sanguaza” durante seis días de tratamiento a diferentes concentraciones de Polisorbato 80, utilizando un consorcio microbiano nativo, en biorreactores del tipo “airlift” de aireación interna. 38. 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..

(12) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Anexo 8. Variación de los Coliformes Totales (CT) en muestras de líquido residual “sanguaza” durante seis días de tratamiento a diferentes concentraciones de Polisorbato 80, utilizando un consorcio microbiano nativo, en biorreactores del tipo “airlift de aireación interna. AC IÓ. N. Anexo 9. Degradación de la materia orgánica representada mediante. Y. concentraciones del polisorbato 80 frente a la. 42. IC. A. degradación de la materia orgánica. 41. CO. Anexo 11. Prueba de Duncan para el análisis de las diferentes. 40. M. orgánica consumida. UN IC. un diagrama de cajas Anexo 10. Análisis de Varianza (P < 0.05) ANOVA de la materia. 39. ÁT. Anexo 12. Prueba de T - student para los valores de materia orgánica. RM. de la “sanguaza” consumida a 0 y 0.3% de polisorbato. IN FO. 80 en un biorreactor “airlift” durante 6 días de trabajo. 43. Anexo 13. Prueba de T - student para los valores de materia orgánica de la. DE. “sanguaza” consumida a 0 y 0.6% de polisorbato 80 en un 44. EM. AS. biorreactor “airlift” durante 6 días de trabajo Anexo 14. Prueba de T - student para los valores de materia. SI ST. orgánica de la “sanguaza” consumida a 0 y 0.9% de polisorbato 45. N. DE. 80 en un biorreactor “airlift” durante 6 días de trabajo. de la “sanguaza” consumida a 0.6% y 0.9% de polisorbato 80 en un biorreactor “airlift” durante 6 días de trabajo. 46. DI. RE. CC. IO. Anexo 15. Prueba de T - student para los valores de materia orgánica. 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..

(13) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. RESUMEN La biorremediación puede resultar lenta, cuando se lleva a cabo de manera natural, para esto se han propuesto opciones para incrementarla, una de ellas es la adición de sustancias. N. que mejoren la biodisponibilidad de los compuestos a biorremediar. La presente. AC IÓ. investigación se realizó con la finalidad de determinar el efecto del Polisorbato 80 en la velocidad de degradación de la materia orgánica presente en el líquido residual pesquero. UN IC. “sanguaza” utilizando un consorcio microbiano nativo. El proceso se realizó en cuatro biorreactores del tipo “airlift” de aireación interna, conteniendo la “sanguaza”, el consorcio. CO. M. microbiano nativo y las concentraciones del Polisorbato 80 empleadas en cada uno de los biorreactores, fueron: 0.3% (3mL), 0.6% (6mL), 0.9% (9mL) y un control (0% de. A. Y. Polisorbato 80). El proceso fue monitoreado al inicio, intermedio y final durante 6 días. IC. .Los parámetros que se evaluaron fueron: Recuento Total de Bacterias Aerobias Mesófilas. ÁT. Viables (BAMV), Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5), Materia Orgánica. RM. Consumida (MOC), Coliformes Totales, pH y Temperatura. Se llegó a la conclusión, que. IN FO. el uso del Polisorbato 80 influye favorablemente en la velocidad de degradación de la materia orgánica, siendo la concentración de 0.9% la más favorable. al reportar un. DE. consumo de materia orgánica final de 515.31 mg O2/L equivalente a una velocidad de. DI. RE. CC. IO. N. DE. SI ST. EM. AS. degradación de 85.89 d-1.. xii 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. I. INTRODUCCIÓN En los últimos años se ha incrementado los niveles de contaminación de las aguas debido al desarrollo urbanístico y a la industrialización. El desarrollo de las. N. poblaciones urbanas y el de las industrias, genera cada día más residuos de la. AC IÓ. actividad diaria, esto necesariamente conlleva a un aumento de las aguas residuales. UN IC. tanto de uso Industrial como doméstico (2).. Las aguas residuales son producto de la combinación de los residuos líquidos o. públicas así como de residencias. CO. M. aguas portadoras de residuos procedentes tanto de plantas industriales, instituciones (3). . Bajo esta terminología se agrupan las aguas. A. Y. residuales de origen industrial cuyo término es sumamente amplio, pues incluye. IC. todos los desechos sólidos, líquidos y gaseosos que producen las industrias de. ÁT. transformación y otras. Estos desechos no presentan las mismas características, ya. IN FO. RM. que varían tanto en cantidad y en capacidad contaminante (4).. También existen las aguas residuales de origen urbano, formado por las aguas. DE. domésticas, que se obtienen luego de que el agua es usada en actividades como limpieza general, preparación de alimentos y usos sanitarios, entre otras. Las aguas. AS. residuales domésticas contienen gran cantidad de materia orgánica (proteínas,. EM. carbohidratos y lípidos) e inorgánica (sales nutritivas de nitrógeno y fósforo, entre. SI ST. otras) que modifican las características fisicoquímicas del agua, generando un. DE. ambiente propicio para la proliferación de organismos en ellas (5).. N. Una de las principales industrias que contribuye al aumento de las aguas residuales. IO. debido a que consume gran cantidad de agua, es la industria pesquera. Las. DI. RE. CC. transformaciones a la que se someten los productos marinos en las industrias pesqueras, dan como consecuencia un aumento en los volúmenes de residuos; principalmente de líquidos residuales tales como: “agua de cola”, “agua de bombeo” y “sanguaza” (4).. Uno de los tres principales efluentes líquidos de la industria pesquera es la “sanguaza”. Esta se forma en las embarcaciones cuando la pesca se almacena durante el retorno a la planta y cuando se almacena en las pozas antes de 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..

(15) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. procesarse, está constituida de sangre, algunos sólidos de pescado más agua de mar encontrada en el pescado y algo de agua de bombeo Este desecho es eliminado sin ninguna clase de tratamiento al mar, cuando las fábricas se encuentran cerca de este, y si se encuentran en el radio urbano, vacían estos desechos a la red pública (4 y 6). AC IÓ. N. .. La “sanguaza” es un líquido residual que constituye un foco muy importante en la. UN IC. contaminación, ya que es rico en materia orgánica que sirve como nutrientes para la gran cantidad de microorganismos causantes de enfermedades acumuladas en estas. CO. M. aguas residuales. La descomposición de la “sanguaza” puede conducir a la generación de grandes cantidades de gases malolientes; así mismo, suelen contener. Y. compuestos tóxicos que son altamente contaminantes para un determinado. ÁT. IC. A. ecosistema (7).. RM. La contaminación ambiental causada por la “sanguaza” es grave, pues la natural. IN FO. descomposición de la materia demanda tanto oxígeno que termina por matar de asfixia a las especies vivas en el área impactada. Las grasas, a su vez, se van. perjudicial al ecosistema. DE. sedimentando en el fondo marino, creando una capa acumulativa igualmente (8). . En lo referente al impacto en el hombre, éste se. AS. manifiesta por la aparición de enfermedades del sistema respiratorio y digestivo, así. SI ST. EM. como enfermedades alérgicas, infecciosas y parasitarias (8).. El tratamiento de aguas residuales es un área en el que se fusionan dos. DE. especialidades, la ingeniería y la biología (Bioingeniería). (9). . Por mucho tiempo, se. N. ha echado mano de la ingeniería como único medio de solución a los problemas de. IO. limpieza de aguas residuales obteniendo soluciones limitadas debido a que se ha. DI. RE. CC. dejado de lado el aspecto biológico del tratamiento de aguas es decir la biorremediación. (7,9). .La biorremediación explota la capacidad de ciertos. microorganismos (bacterias heterotróficas y hongos), para degradar material orgánico peligroso, convirtiéndolo en inocuo (10).. En los últimos años se ha demostrado que los microorganismos usados en la biorremediación actúan de modo más eficiente, trabajando en conjunto, es decir formando consorcios, desempeñando funciones sinérgicas que complementan 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..

(16) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. mutuamente su metabolismo, logrando así, degradar la materia orgánica a velocidades mayores, Los microorganismos participantes son principalmente bacterias, y en menor medida, hongos nativos (filamentosos y levaduras) y algas, los cuales son capaces de degradar una amplia variedad de sustratos orgánicos que. AC IÓ. N. además se encuentran presentes en casi todas las superficies materiales (11).. Estas tecnologías son menos costosas porque las reacciones de degradación. UN IC. mediadas por la actividad biocatalítica natural, se producen a temperatura ambiente por lo que, los costos energéticos de tratamiento son relativamente bajos (12, 13, 14,15).. CO. M. Pero la biorremediación puede resultar lenta, cuando se lleva a cabo de manera natural, para esto se han propuesto opciones para incrementarla una de ellas es la. Y. adición de sustancias que mejoren la biodisponibilidad de los compuestos a. ÁT. IC. A. biorremediar (16).. RM. Las contaminación urbana e industrial a veces rebasan el poder autodepurador de. IN FO. los causes receptores, los pretratamientos e incluso un tratamiento primario no son suficientes para poder realizar el vertido sin problema. Por lo tanto se hace. DE. necesario recurrir a un tratamiento integrado de tales desechos que debe incluir forzosamente un tratamiento químico. (3). . Debido al alto contenido de grasa que. AS. posee la “sanguaza”, un aditivo químico ideal sería el uso de un emulsionante (17).. EM. Los emulsionantes forman un vasto grupo de sustancias, cuya función es. SI ST. estabilizar las mezclas de dos líquidos inmiscibles, siendo los líquidos inmiscibles normalmente el aceite (grasa) y el agua, tienen también propiedades acomplejantes. DE. sobre el almidón y las proteínas. (17). . Por eso, el término emulsionante no es el más. N. adecuado, y quizás describan mejor las propiedades de estos compuestos los. IO. términos surfactantes o agentes tensoactivos. (17). . Todos estos surfactantes actúan a. DI. RE. CC. niveles muy bajos (menos de 2% en peso del producto) y por esto se clasifican como ingredientes menores o aditivos (17).. Los surfactantes son sustancias químicas cuya molécula presenta una parte polar y una parte apolar. La parte apolar es una cadena hidrocarbonada lineal o ramificada, incluyendo a veces un núcleo aromático, con un número de átomos de carbono variando en general entre 12 y 20. Como consecuencia, la interacción entre polar – apolar implica que un surfactante obtenga un grupo apolar netamente más grande 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..

(17) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. que su grupo polar ionizado. Algunos se denominan aniónicos porque forman un ion negativo en solución acuosa, otros forman un ion positivo en agua y se denominan catiónicos y los que no se ionizan en agua se llaman no iónicos (17).. N. Dentro de los surfactantes no iónicos se encuentran los polisorbatos .Estos están. AC IÓ. formados por la copolimerización del sorbitán anhidro y 20 moles de óxido de etileno; se encuentran esterificados con un ácido graso unido a un grupo hidroxilo. UN IC. de la cadena terminal de polioxietileno. El nombre de cada uno de estos. CO. M. polisorbatos depende del ácido graso presente en la molécula (18).. El Monooleato de sorbitán etoxilado o Polisorbato 80, conocido comercialmente. Y. como Tween 80, es un surfactante o agente tensoactivo no iónico derivado del. IC. A. Sorbitán polietoxilado y Ácido oleico. Es soluble en la mayoría de disolventes. ÁT. orgánicos y como no se ioniza en solución acuosa, no es afectado por el agua dura;. RM. es decir, no forma sales insolubles con iones calcio, magnesio, entre otros. También. IN FO. puede ser usado en soluciones ácidas fuertes, tiene baja toxicidad y en general baja. DE. fototoxicidad (16).. Otra propiedad del Polisorbato 80 es su actividad como emulsificador, formando. AS. emulsiones estables y es considerado como agente espumante leve ha moderado.. EM. Además el polisorbato 80 es adecuado para la biorrremediación debido a que su. SI ST. concentración micelar critica (CMC) (12g/L) es baja con respecto a otros surfactante, esta baja CMC, permite la formación de micelas a bajas. DE. concentraciones de surfactantes y su balance hidrófilo – lipófilo es 15 lo que le. IO. N. permite dispersar el aceite en el agua (16) .. DI. RE. CC. Existen estudios realizados a nivel mundial sobre el tratamiento de aguas residuales, como el de la. ONG. Izunome, que está realizando estudios de. factibilidad y eficacia de un consorcio de Microorganismos Eficaces (EM). (7,19). .. Estos microorganismos “EM” están siendo utilizados con muy buenos resultados en Japón y Brasil para mejorar las condiciones físicas, químicas y biológicas del suelo para la obtención de productos agrícolas de bajo costo, más saludables para el consumidor y que no afectan el medio ambiente, también son utilizados para tratamiento de aguas residuales por su capacidad de reducir compuestos tóxicos, 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..

(18) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. dando excelentes resultados en la efectividad y eficacia del proceso de lodos activados (20,21,22).. Por otro lado, Alianza con la Biosfera (2009), ha conseguido cultivar bacterias, por. N. medio de la biotecnología, que les ha permitido crear el producto ALiBio WA,. AC IÓ. producto específicamente diseñado para las plantas de tratamiento de aguas residuales. Este producto, es una mezcla sinérgica de bacterias del género Bacillus. UN IC. y bacterias del género Pseudomonas. Estas bacterias han sido seleccionadas naturalmente por su capacidad para degradar, de manera eficiente, la materia. CO. M. orgánica soluble contenida en las aguas residuales (23).. Y. El laboratorio Soluciones Ambientales S.A. actualmente fabrica y distribuye la. IC. A. fórmula “Enziclean”, biodegradador de materia orgánica presente en las aguas. ÁT. residuales. Está compuesto por una mezcla de bacterias aeróbicas, anaeróbicas y. RM. facultativas, por lo que igualmente aceleran la degradación tanto en condiciones. IN FO. aeróbicas en plantas de tratamiento aerobia, como en condiciones anaeróbicas en plantas de tratamiento anaerobias y lagunas de oxidación. El beneficio del uso. DE. permanente, de este biodegradador, es la reducción de los tiempos de permanencia, permitiendo aumentar la velocidad de proceso y por consiguiente aumentar la. EM. AS. capacidad de tratamiento de la planta (24).. SI ST. En la Universidad Nacional Autónoma de México, en la Facultad de Ingeniería Ambiental (2006), se evaluó la capacidad de transformar los contaminantes. DE. contenidos en las aguas residuales municipales, utilizando procesos fermentativos. N. con microorganismos facultativos bajo condiciones anaerobias y buscó la. IO. solubilización del material orgánico contenido en el agua residual para producir. DI. RE. CC. ácidos grasos volátiles (como el ácido acético) en un reactor anaerobio a nivel industrial. Los resultados reportados fueron que los ciclos fermentativos con mayor producción de ácidos grasos volátiles corresponden a una carga orgánica relativamente baja (0.2Kg DQO/KgSST.d), a un valor de pH de 6.5 y a una temperatura de 24°C. (25).. Zamudio (2010), en la unidad profesional interdisciplinaria de biotecnología, de la ciudad de México, evaluó el tratamiento biológico a las aguas residuales obtenidas 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..

(19) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. del proceso de lavado de un suelo contaminado con los hidrocarburos derivados del petróleo. Usó un biofiltro aerobio sumergido con la finalidad de reducir la carga en el efluente y producir agua de calidad suficiente para su re- uso en el proceso de lavado de suelo contaminado. Los agentes tensoactivos elegidos para el lavado del. N. suelo contaminado y la subsecuente obtención de las aguas residuales del lavado. AC IÓ. fueron el TW80 y Goma de Algarrobo. Las mayores eficiencias de remoción de contaminantes en el agua residual de lavado del suelo contaminado con. UN IC. hidrocarburos del petróleo se obtuvieron cuando el biofiltro se operó a una. CO. M. temperatura de 24 °C (26).. Crespi y Cegarra (1980) de la Universidad Politécnica de Barcelona evaluaron la. Y. depuración de las aguas residuales procedentes de la tintura de la industria textil -. IC. A. algodonera con carriers. Los seis carriers no fueron solubles en agua. Por ello,. ÁT. previamente a cualquier ensayo tuvieron que hallar un agente tensoactivo que,. RM. mezclado con estos carriers diera una emulsión lo suficientemente estable para que. IN FO. no se desestabilizara durante las pruebas. Después de varios ensayos con agentes tensoactivos de la serie Span y Tween, encontrarón que una emulsión con Tween 80,. DE. era la adecuada (27).. AS. En Trujillo, también se han realizado algunos estudios relacionados con el (3,4,7,19). . Ortiz (2002), llevó a cabo el tratamiento de. EM. tratamiento de aguas residuales. SI ST. estas aguas residuales utilizando tres biorreactores “airlift”, uno conteniendo el consorcio microbiano de Microorganismos Eficaces (EM), otro con el consorcio. DE. microbiano Lodo Activado (CMLA) y otro sin consorcio microbiano; obteniendo la. N. mayor eficacia de degradación de la materia orgánica en el biorreactor con EM. IO. (56.51%), seguido en eficiencia por el biorreactor CMLA (32.39%), siendo menos. DI. RE. CC. eficiente el biorreactor Testigo (26.04%), no presentando diferencia significativa en la eficiencia de la degradación de la materia orgánica (7).. Cuenca (2004), determino el efecto de la dilución del agua residual proveniente del camal Yugofrío sobre su velocidad de degradación en un biorreactor “airlift” suplementado 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 método de atrapamiento en gel de agarosa. Cuenca concluyó que no 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..

(20) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. existía 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 degradación (3).. N. Jacobo (2000), evaluó el efecto de la aireación en biorreactores “airlift” de 4.5 litros. AC IÓ. con aireación interna y externa para el tratamiento de “Sanguaza”. Dando como resultado que el biorreactor de aireación interna tuvo mayor eficiencia de. UN IC. degradación de la “sanguaza” llegando a consumir 670.37 mg O2/L de materia orgánica, siendo este consumo mayor al del biorreactor de aireación externa que. CO. M. llegó a consumir 533.06 mg O2/L, así mismo se presentó mayor velocidad de crecimiento de los microorganismos (RTBAMV). Determinando que no hubo. Y. diferencia significativa entre los tratamientos empleados; pero sí diferencia. IC. A. significativa en cuanto al tiempo empleado en el tratamiento del desecho pesquero. RM. ÁT. “Sanguaza” (19).. IN FO. Díaz (2001), evaluó el efecto de la dilución de la “sanguaza” sobre su velocidad de degradación en biorreactor “airlift” de aireación interna suplementado con enzimas. DE. inmovilizadas. La “sanguaza” fue diluida al 1/5, 1/10 y 1/20 utilizando agua destilada estéril, y la inmovilización de enzimas se realizó por el método de. AS. atrapamiento en gel de agarosa. Los resultados mostrados indicaron que era lo. EM. mismo utilizar la dilución 1/5 que la dilución 1/10, debido a que éstas presentaron. SI ST. igual velocidad de degradación de la “sanguaza”; así como el mayor consumo de materia orgánica, lo que significa que “influyeron favorablemente” en su. N. DE. degradación (4).. IO. En la actualidad no se han encontrado reportes de investigación sobre el tratamiento. DI. RE. CC. biológico de la “sanguaza” integrado con un agente tensoactivo o surfactante, a pesar de su deficiente eliminación por parte de la industria pesquera y los lugares donde se expende pescado, que trae como consecuencia un impacto ambiental negativo, en las zonas aledañas al lugar afectado. Por estas razones y por lo expuesto anteriormente la presente tesis tuvo por objetivo conocer si el Polisorbato 80 favorece la velocidad de degradación de la materia orgánica presente en la “sanguaza” y determinar con cuál de las concentraciones de Polisorbato 80 se obtiene mayor velocidad de degradación de materia orgánica. 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..

(21) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. II. MATERIAL Y MÉTODOS 2.1. MATERIAL DE ESTUDIO  “Sanguaza” recolectada de puestos de venta de pescado,. elegidos al. N. azar, del mercado Mayorista de la ciudad de Trujillo.. AC IÓ.  Cultivo de Bacillus sp., Pseudomonas sp., Enterobacter aerógenes y Saccharomyces cerevisiae, proporcionados por el Laboratorio de. UN IC. Biotecnología de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional de Trujillo (Anexo 1).. CO. M.  Polisorbato 80 proporcionado por el Laboratorio de Biotecnología de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Nacional de. IC. A. Y. Trujillo.. RM. ÁT. 2.2 PROCEDIMIENTO. IN FO. 2.2.1 Construcción y acondicionamiento de biorreactores. DE. Se construyeron cuatro biorreactores tipo “airlift” de aireación interna,. AS. modificándose el ingreso de la aireación por medio de un “riser” desde la. EM. parte superior hasta la parte inferior del biorreactor. Para la construcción de los biorreactores se emplearon botellas de vidrio de 2 litros de volumen. SI ST. mientras que para la construcción del “riser” se utilizó un tubo de fluorescente. Las tapas fueron acondicionadas con orificios para. DE. dispositivos de salida de CO2, medición de temperatura e ingreso de aire, la. DI. RE. CC. IO. N. toma de muestra se hizo por la parte inferior. Para el insuflado de aire se emplearon piedras difusoras de acuario y bombas de aireación “junior”, luego se procedió a sellar los extremos con tapas de microporoso (Anexo 2) (29). .. Se acondicionó cuatro biorreactores de 2 litro de capacidad, para 1000 mL de volumen de trabajo; los cuales fueron desinfectados con hipoclorito de sodio al 5% durante 15 minutos (4).. 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..

(22) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Para verificar el funcionamiento se hizo circular agua destilada estéril a través de cada biorreactor por 24 horas, con el propósito de observar si la circulación era. homogénea, descartar posibles filtraciones o fugas de. líquido y comprobar el buen funcionamiento de las bombas de aire. El aire. N. insuflado fue esterilizado por burbujeo en solución de cloruro de sodio al. Recolección de la muestra. UN IC. 2.2.2. AC IÓ. 15% (4).. CO. M. Se recolectaron 5 litros de “sanguaza” en dos baldes de plástico con capacidad de 4 litros cada uno; previo al muestreo se tomó nota de las. Y. características físicas principales de la muestra y se rotuló con la fecha, hora. IC. A. de recolección y temperatura (Anexo 3). Posteriormente se trasladó la. ÁT. muestra hasta el laboratorio de Biotecnología. Esto se realizó para cada. IN FO. RM. ensayo.. La muestra fue recolectada al azar, de 15 puestos de venta de pescado que. DE. existe en el mercado mayorista de un total de 31 y se eligió la “sanguaza” producto del lavado del pescado, debido a que esta se encuentra en mayor. EM. AS. cantidad y es la que finalmente se elimina a la red pública.. SI ST. 2.2.3 Estandarización del inóculo del consorcio microbiano nativo. DE. Los tres cultivos bacterianos fueron sembrados. en tubos de ensayo. se sembraron por estría sobre agar nutritivo. y para Saccharomyces. cerevisiae se realizó la siembra en agar sabouroud. Para confirmar la pureza de los cultivos se realizaron observaciones microscópicas (Anexo 4).. DI. RE. CC. IO. N. conteniendo caldo nutritivo, se incubaron a 37°C por 24 a 48 horas, luego. De cada cultivo puro se procedió a realizar diluciones, que se estandarizaron a 9x108 UFC/mL del tubo Nº 3 de Mc Farland luego se tomó 1.25 mL de cada dilución y se mezclaron, obteniendo un volumen. 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..

(23) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. final de 5 mL de consorcio microbiano. Este proceso se realizó para cada ensayo. “sanguaza”. N. 2.2.4 Degradación de la materia orgánica presente en la. AC IÓ. Para la degradación de la materia orgánica presente en la “sanguaza” se instaló cada biorreactor con los volúmenes de 0.3% (3 mL), 0.6% (6mL). UN IC. y 0.9% (9 mL) de Polisorbato 80 respectivamente para luego aforarlos con “sanguaza” hasta alcanzar un volumen de 1000 mL en cada. CO. M. biorreactor; así mismo, se preparó un sistema testigo conteniendo solo “sanguaza”. A cada uno de los biorreactores se le adiciono 5 mL de. IC. A. Y. inóculo del consorcio microbiano.. RM. ÁT. 2.2.5 Control de la degradación. IN FO. El proceso de degradación de la materia orgánica, se controló al inicio, intermedio y final del proceso durante un periodo de 6 días. Para ello se. DE. realizaron las siguientes pruebas:. Recuento total de bacterias aerobias mesófilas viables (RTBAMV).. AS. a.. EM. El Recuento total de bacterias aerobias mesófilas viables se llevó a cabo. SI ST. utilizando la Técnica de Recuento en Placa, para ello de cada muestra extraída de los sistemas se realizaron diluciones hasta 10 -8, de las dos. DE. últimas diluciones se sembró por incorporación en placas conteniendo. placas incubadas. (3). . El procedimiento. desarrollado se realizó por. duplicado.. b. Determinación de la Demanda Bioquímica de Oxígeno. DI. RE. CC. IO. N. Agar PCA y se incubó a 37°C; posteriormente se hizo el recuento de las. Se determinó por el Método de Winkler modificado por. (D.B.O) Alsterberg. (3). .. c.. Determinación de la Materia Orgánica Consumida. (M.O.C). Se determinó por sustracción del DBO inicial menos el DBO final. (3). .. 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..

(24) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. d.. Determinación de Coliformes Totales Para la determinación de coliformes totales se utilizó la Técnica del Número Más Probable (N.M.P) (3).. Se utilizó cintas de pH y termómetro respectivamente.. UN IC. 2.2.6 Análisis estadístico. N. Medición de pH y Temperatura. AC IÓ. e.. Los datos obtenidos del consumo de materia orgánica, en cada una de las. CO. M. mediciones realizadas, fueron analizados utilizando la prueba estadística de Análisis de Varianza (ANAVA) (Anexo 10), con la finalidad de. Y. determinar la diferencia existente entre las magnitudes de degradación, la. IC. A. prueba de Duncan (Anexo 11) para ver si hay diferencia significativa. ÁT. entre las concentraciones evaluadas y la prueba de T - student para. RM. comparar y determinar si existencia significancia en la degradación ,entre. IN FO. el control y las concentraciones de Polisorbato 80 empleadas(Anexo 12,. DI. RE. CC. IO. N. DE. SI ST. EM. AS. DE. 13, 14 y 15) (7).. 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..

(25) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. III. RESULTADOS Las Tablas 1 y 2, muestran los valores promedios obtenidos en relación a la Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO) y la Materia Orgánica Consumida (MOC). N. respectivamente, evaluado en el sistema con tres concentraciones de polisorbato 80. AC IÓ. (0.3%; 0.6%; 0.9%) y en el testigo. Se observa que; en el tratamiento con mayor concentración de polisorbato hubo una disminución del DBO5 inicial equivalente a. UN IC. 855.57 mg O2/L hasta 340.26 mg O2/L, mientras que en el testigo fue de 340.26 mg O2/L hasta 198.41 mg O2/L. La degradación de la materia orgánica también fue mayor. CO. M. (515.31 mg O2/L).. A. Y. En la Tabla 3 se observa que la velocidad del consumo de materia orgánica se. IC. incrementa con la concentración de polisorbato 80 (0.9%) (257.66) con respecto al. ÁT. testigo. Los otros parámetros evaluados (RBAMV y CT), que se muestran en las. IN FO. RM. Tablas 4 y 5, tienden a disminuir.. En la Tabla 6 se muestra el aumento de los valores del pH y se aprecia los valores de la. DI. RE. CC. IO. N. DE. SI ST. EM. AS. DE. temperatura, los cuales se mantienen constantes durante el periodo de evaluación.. 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..

(26) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Tabla 1. Valores de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) evaluados en la degradación del líquido residual pesquero “sanguaza” con diferentes concentraciones de Polisorbato 80, en biorreactor “airlift” de aireación interna. Tiempo. Polisorbato 80. (Días). DBO5. (mg O2/L). UN IC. Concentración de. AC IÓ. N. suplementado con un consorcio microbiano nativo*.. (%). CO. 0. M. 0 3. 210.42 198.41. IC. A. Y. 6. 340.26. 442.97. 3 6. 210.33. 0. 680.40. 3 6. 420.75. 0. 855.57. 3. 540.29. 6. 340.26. ÁT. 0. 173.13. 212.33. B acillus sp., Pseudomonas sp., Enterobacter aerógenes y Saccharomyces cerevisiae. DI. RE. CC. IO. *. 0.9. N. DE. SI ST. EM. AS. 0.6. DE. IN FO. RM. 0.3. 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..

(27) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Tabla 2. Valores de la Materia Orgánica Consumida (MOC) presente en. el líquido. residual pesquero “sanguaza” con diferentes concentraciones de Polisorbato 80, en biorreactor “airlift” de aireación interna suplementado con un consorcio. Tiempo. MOC. Polisorbato 80. (Días). (mg O2/L). UN IC. Concentración de. AC IÓ. N. microbiano nativo*.. CO. M. (%). 0. Y. 3. A. 0. 0. 141.85. RM. ÁT. IC. 6. 129.84. EM. AS. DE DE. SI ST. 0.6. 3 6. 232.64. 0. 0. 3 6. 250.65. 0. 0. 3. 315.28. 6. 515.31. 269.84. 468.07. *Bacillus. CC. IO. N. 0.9. 0. IN FO. 0.3. 0. DI. RE. sp., Pseudomonas sp., Enterobacter aerógenes y Saccharomyces cerevisiae. 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..

(28) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Tabla 3. Velocidad de degradación de la materia orgánica presente en el líquido residual pesquero “sanguaza” con diferentes concentraciones de Polisorbato 80, en biorreactor “airlift” de aireación interna suplementado con un consorcio. MOi. MOf. MOC. Velocidad de. de Polisorbato. (mg O2/L). (mg O2/L). (mg O2/L). Degradación. AC IÓ. Concentración. N. microbiano nativo*.. (d-1). 141.85. 0.3. 442.97. 173.13. 269.84. 0.6. 680.40. 212.33. 468.07. 0.9. 855.57. 340.26. 515.31. 23.64 44.97. M. 198.41. CO. 340.26. 78.01 85.89. IC. A. Y. 0. UN IC. 80 (%). MOf: Materia orgánica final. ÁT. MOi: Materia orgánica inicial. IN FO. RM. MOc: Materia orgánica consumida. DI. RE. CC. IO. N. DE. SI ST. EM. AS. DE. *Bacillus sp., Pseudomonas sp., Enterobacter aerógenes y Saccharomyces cerevisiae. 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..

(29) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Tabla 4. Valores del Recuento Total de Bacterias Aerobias Mesófilas evaluados en la degradación del líquido residual “sanguaza” con diferentes concentraciones de Polisorbato 80, en biorreactor airlift de aireación interna suplementado con un. UN IC. AC IÓ. N. consorcio microbiano nativo*. Tiempo. RTBAMV. Polisorbato 80. (Días). (UFC/mLx108). M. Concentración de. Y. CO. (%). 8.1. RM. 6. 9.4. IC. 3. ÁT. 0. 7.6. A. 0. 7.9. 3 6. 10.8. 0. 10.8. 3 6. 15.9. 0. 11.8. 3. 17.2. 6. 5.8. IN FO. 0. 6.6. 0.9. 6.4. *Bacillus sp.,. RE. CC. IO. N. DE. SI ST. 0.6. EM. AS. DE. 0.3. DI. Pseudomonas sp., Enterobacter aerógenes y Saccharomyces cerevisiae.. 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..

(30) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Tabla 5. Valores de los Coliformes Totales evaluados en la degradación del líquido residual “sanguaza” con diferentes concentraciones de Polisorbato 80, en biorreactor “airlift” de aireación interna suplementado con un consorcio. UN IC. AC IÓ. N. microbiano nativo*.. Tiempo. CT. Polisorbato 80. (Días). (x 105 /100mL). M. Concentración de. CO. (%). 3. A. 0. 1100. Y. 0. 43. RM. ÁT. IC. 6. 250. EM. AS. DE DE. SI ST. 0.6. 3 6. 210. 0. 1100. 3 6. 150. 0. 1100. 3. 75. 6. 14. 28. 28. * Bacillus. sp., Pseudomonas sp., Enterobacter aerógenes y Saccharomyces cerevisiae. DI. RE. CC. IO. N. 0.9. 1100. IN FO. 0.3. 0. 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..

(31) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. Tabla 6. Valores del pH y Temperatura evaluados en la degradación del líquido residual “sanguaza” con diferentes concentraciones de Polisorbato 80, en biorreactor “airlift” de aireación interna suplementado con un consorcio microbiano. AC IÓ. N. nativo*.. * Bacillus sp., Pseudomonas sp., Enterobacter aerógenes y Saccharomyces cerevisiae. Tiempo. Polisorbato 80. (Días). pH. Temperatura. UN IC. Concentración de. (°C). 6. 7.0. 0. Y. 7.0. A. 3. IC. 7.0. 24 24 24. RM. 24. 7.2. 24. 7.2. 24. 0. 7.0. 24. 3 6. 7.2. 24. 7.2. 24. 0. 7.0. 24. 0.9. 3. 7.2. 24. 6. 7.3. 24. IN FO. 7.0. CC. ÁT. 0. 0. CO. M. (%). 3 6. EM. AS. DE. 0.3. DI. RE. IO. N. DE. SI ST. 0.6. 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..

(32) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. IV. DISCUSIÓN De acuerdo a los resultados reportados en las Tablas 1, 2, 3, 4, 5 y 6 obtenidos en el presente trabajo, se observó que al someter al líquido residual “sanguaza” a tratamiento. N. usando diferentes concentraciones de polisorbato 80 (0.3%; 0.6%, 0.9%), ocurre una. AC IÓ. disminución en la demanda bioquímica de oxigeno (DBO5) pero aumenta de forma simultánea, el consumo de materia orgánica (MOC) presente en este líquido residual. UN IC. pesquero. También se encontró que hay un aumento en el numero de bacterias aerobias mesófilas viables (BAMV) con un posterior decremento, el numero de coliformes totales. CO. M. (CT) disminuye durante todo el proceso y la temperatura se mantiene constante no ocurriendo lo mismo con el pH el cual aumenta ligeramente. Todo esto luego de los 6 días. A. Y. de tratamiento del líquido residual pesquero “sanguaza”, esto concuerda con estudios de la. IC. degradación de la materia orgánica de aguas residuales como las domésticas, de las. RM. ÁT. curtiembres, de camales y de la misma “sanguaza” (3, 7).. IN FO. Al comparar los resultados obtenidos en el presente trabajo, donde el consumo de materia orgánica, al final del proceso, fue de 515.31 mg O2/L(Tabla 2) con una velocidad de 85.89. DE. d-1 (Tabla 3); este resultó más eficiente con respecto al trabajo realizado anteriormente por Díaz (2001), quien evaluó el efecto de la dilución de la “sanguaza” sobre su velocidad de. AS. degradación en biorreactor “airlift” pero suplementado con enzimas inmovilizadas, donde. EM. la remoción de la materia orgánica obtenida al final del tratamiento fue de 311.56 mg O2/L.. SI ST. Esto se debe a que el líquido residual pesquero “sanguaza”, en el presente trabajo, no se encontraba diluida; lo cual significo una mayor concentración de sustrato para el aumento. DE. de los microorganismos, para ser utilizado como fuente de energía y nutrientes, o como sus funciones vitales como son:. N. receptores durante la respiración, y así mantengan. IO. crecimiento y movilidad, siendo esta etapa inicial del proceso de “oxidación biológica” de. RE. CC. la materia orgánica. (3).. DI. Dentro de la materia orgánica, destacan las proteínas, carbohidratos, aceites y grasa. Las proteínas son junto a la urea, las principales fuentes de Nitrógeno en las aguas. Los hidratos de carbono pueden encontrarse en forma de azúcares, almidones, celulosa los cuales son más fácilmente degradables por determinadas bacterias produciéndose por fermentación alcoholes y dióxido de carbono; los almidones se degradan a azúcares por la actividad microbiana y por la acción de ácidos minerales disueltos. La celulosa constituye 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..

(33) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. el carbohidrato más difícilmente degradable. En las grasas se incluyen los aceites y otros compuestos análogos. Todos estos producen en las aguas dificultades en la degradación, puesto que dicho material flota o se emulsiona en la superficie, impidiendo la transferencia de oxígeno e interfiriendo de esta manera en la depuración biológica. (29). .Es por este. N. motivo que también se ve favorecida la degradación de la materia orgánica con respecto a. AC IÓ. lo reportado por Díaz. Dado que el polisorbato 80 reduce la tensión superficial e interfacial, mediante la acumulación en la interface de fluidos inmiscibles e incrementa la. UN IC. solubilidad y movilidad de los compuestos orgánicos insolubles o hidrofóbicos, es decir; el polisorbato 80 actúa acumulándose en la interface entre las regiones polares y no polares. M. debido a razones energéticas, ya que las moléculas de este surfactante tiende siempre a. Y. CO. reducir el contacto entre la porción hidrófoba y el agua (16).. IC. A. Los tratamientos asistidos con surfactantes y sin ellos, presentan una diferencia mayor en. ÁT. bajas concentraciones, lo cual ratifica la necesidad del suministro de agentes de superficie. RM. esenciales para lograr una adecuada biodisponibilidad. Helmy et al. (2009), reportaron una. IN FO. mejora en la biodegradación después de 105 días de tratamiento (concentración inicial 10.000 mg/Kg.) con una eficiencia de remoción de hidrocarburos totales de petróleo de. DE. 63.8% sin surfactante y del 90.6% cuando se adiciona surfactante (Polisorbato 80). Esto se atribuye como ya se menciono a que el surfactante aumenta la superficie de contacto del. AS. agua con el sustrato hidrofóbico insoluble tanto del agua como de las sustancias insolubles (16). SI ST. EM. .. En la Tabla 4 y en el Anexo 7 se observa el numero de BAMV, lo cual indica la cantidad. DE. de microorganismos transformadores de la materia orgánica, se incrementa hasta 17.21 x. N. 108 UFC/mL en el biorreactor con una concentración de 0.9% de polisorbato 80. Este. IO. resultado es mayor con respecto a lo reportado por Cuenca (2004). Quien determino el. CC. efecto de la dilución del agua residual del camal Yugofrío sobre su velocidad de. RE. degradación en un biorreactor airlift suplementado con enzimas inmovilizadas. Cuenca. DI. solo reporto 22.20 x 106 UFC/mL de BAMV, todo esto después de tres días de tratamiento. El motivo de encontrar mayor eficiencia en el presente trabajo es que no se trabajo con dilución del sustrato (sanguaza) y al encontrarse los microorganismos en su “fase logarítmica” de su crecimiento la biomasa aumento notablemente y por consiguiente el consumo de materia orgánica (10).. 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..

(34) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. El crecimiento de las BAMV y la estimulación de la velocidad de degradación de materia orgánica también se ve favorecida, ya que la base del polisorbato 80 es acido linoleico el cual interacciona polarmente y se une a los ácidos existentes en la célula, con lo cual se logra incrementar la cadena de acido graso, y a la vez ocasiona una protección de la. N. membrana de los microorganismos presentes y evita su desnaturalización por el efecto de. AC IÓ. los desechos tóxicos (26, 30).. UN IC. En la Tabla 4 y en el Anexo 7 también se observa, que el número de BAMV descendió, este concuerda con lo reportado por Díaz, Cuenca, Ortiz y otros autores que trabajaron con. CO. M. aguas residuales. Porque se sabe que las poblaciones microbianas raramente mantienen un crecimiento exponencial a altas velocidades durante largo tiempo, porque el crecimiento. Y. está limitado normalmente, o bien por el agotamiento de los nutrientes disponibles o bien. IC. A. por la acumulación de productos tóxicos del metabolismo. Como consecuencia de esto, la. ÁT. velocidad de crecimiento disminuyo y este llego a detenerse. En este punto se dice que el. RM. cultivo estaba en la “fase estacionaria”. La transición entre la fase exponencial y la. IN FO. estacionaria implico un periodo de crecimiento desequilibrado, durante el cual los diversos. DE. componentes celulares fueron sintetizados a diferentes velocidades (3, 30).. Después se observó que las células microbianas mantenidas en un estado en el que no. AS. hubo crecimiento llegaron a morir, porque la concentración de materia orgánica disminuyo. EM. por consiguiente, no hubo la cantidad suficiente de alimento para mantener el crecimiento. SI ST. de microorganismos. La muerte fue resultado de diversos factores: el agotamiento de los nutrientes, la existencia de una densidad máxima de población, el número de células. DE. nuevas es menor al número de células que mueren, la edad y el estado fisiológico de las. N. bacterias y la acumulación de productos tóxicos de la bioxidación, presente en el sistema.. CC. IO. También se debe a la “fase endógena”, una tasa de mortalidad alta y lisis celular (3).. RE. Tanto en la fase estacionaria como en la fase endógena, existen células que ni se. DI. reproducen y ni mueren; simplemente existen gracias a la utilización de sus reservas alimenticias internas en un proceso conocido como respiración endógena. La respiración endógena supone la oxidación de material celular con objeto de proporcionar energía para mantenimiento de los microorganismos cuando la cantidad de alimento presente en el sistema (la fuente externa de materia orgánica) ha sido consumida y por tanto, es suficiente para mantener el crecimiento de microorganismos. Como consecuencia, la cantidad de 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..

(35) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. BAMV disminuyo. Esta disminución se observó notablemente en la concentración de 0.9% de polisorbato 80, debido a que en esta concentración se presento el mayor crecimiento de las BAMV, originando por lo tanto un rápido agotamiento de la “regular” materia orgánica inicial, que presentaba en relación a las demás concentraciones y una mayor acumulación. N. de productos tóxicos. En el sistema testigo se observó una disminución lenta de estos. AC IÓ. microorganismos debido a que aun existe materia orgánica de la que se pueden alimentar (3). UN IC. .. Otro parámetro que se considera en la actualidad para evaluar la carga orgánica de aguas. CO. M. residuales es el número de coliformes totales, lo cual influyen en la degradación de la materia orgánica. El resultado de este parámetro se observa en la Tabla 5 y en el Anexo 8,. Y. se aprecia una disminución durante todo el tiempo que duro el proceso. Esto se debió a que. IC. A. existe un crecimiento rápido de los BAMV, predominando en la competencia del consumo. ÁT. de materia orgánica sobre los coliformes. Esta superioridad en la competencia está dada. RM. por las condiciones de temperatura, que favoreció a las BAMV ya que la mayoría son. IN FO. microorganismos ambientales, no sucediendo esto con los coliformes, que necesitan de otras condiciones de temperatura para su mejor desarrollo. Otro factor es que esta actividad. DE. microbiana induce a la producción y acumulación de sustancias toxicas (7).. AS. Boyd y col (2000), realizarón un trabajo, donde se estableció que uno de los principales. EM. factores que limitan el crecimiento bacteriano, es el carbono y por el cual se establece. SI ST. competencia, cuando la densidad de la población microbiana es alta. En tanto que, la capacidad de un organismo para competir está gobernada por la alta velocidad de. DE. crecimiento, la capacidad de multiplicarse a baja concentraciones del nutriente limitante, la. N. eficiencia en el uso de nutrientes limitantes, el requerimiento de factores de crecimiento y. CC. IO. la capacidad para desplazarse hacia áreas en donde hay mayor nivel de nutrientes (11, 31).. RE. Otro factor importante es el efecto inhibitorio ejercido por algunas de las BAMV, dentro. DI. de las cuales destaca el género Pseudomona, su importancia se tornó mayor cuando se comprobó su capacidad para inhibir las bacterias coliformes. Así pues, estudios realizados por Roberts y col. (1982), reportaron que especies del género Pseudomonas producirían. una sustancia denominada “Pseudocin”, capaz de inhibir el crecimiento de E. coli, Citrobacter freundii y Klebsiella sp. Luego Le Chevallier (1985), encontró que especies. 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..

(36) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. del género Pseudomona, producen bacteriocinas con acción antibiótica frente a diversas coliformes como E. coli y Klebsiella pneumoniae. (32, 33). .. En la tabla 6 se observa que durante el proceso de degradación hubo un ligero incremento. N. del pH, esto se debe a que como parte de la “digestión” bacteriana hay producción de CO2,. AC IÓ. el cual reacciono con la alcalinidad (OH-) presente en el agua residual para formar bicarbonato (HCO3) que hizo de tampón del sistema a un pH aproximadamente 7.3. Este. UN IC. aumento favoreció al desarrollo del proceso, debido a que la mayoría de bacterias presentan un buen desarrollo a valores de pH entre 6 y 8. De igual manera, la “sanguaza”. CO. M. contiene elevadas proporciones de proteínas de fácil disponibilidad para su oxidación por los microorganismos generando la formación de amoniaco, aminas y otros compuestos. Y. nitrogenados durante el proceso, lo cual favoreció para que el medio se alcalinizara (3).Esto. IC. A. concuerda con lo reportado por Noriega (2000), quien obtuvo una mayor degradación de. ÁT. materia orgánica de aguas de desagüe a pH 7, lo cual es razonable porque la mayoría de. RM. microorganismos crecen en un intervalo de pH limitado (6,8 a 7’4); variando su. IN FO. metabolismo en otro pH (34).. DE. En la Tabla 6 se aprecia los resultados de la medición de la temperatura, que fue de 24 °C, ya que es uno de los factores importantes de un sistema biológico porque tiene que ver en. AS. el desarrollo y reproducción de los microorganismos además afecta la solubilidad de los. EM. gases .Barreto Pío (2001), investigó cuál era el efecto de la temperatura sobre la. SI ST. funcionalidad de las enzimas utilizadas en la biodegradación de materia orgánica presente en aguas residuales, concluyendo al final de la investigación, que en efecto, dichas enzimas. DE. al ser sometidas a una temperatura promedio de 24.5 °C, llevan a cabo la degradación de la. IO. N. materia orgánica a una velocidad moderada (35).. CC. En trabajos realizados anteriormente se ha demostrado la eficiencia de los biorreactores. RE. “airlift” para el tratamiento de “sanguaza”, que se traduce en una disminución de la DBO 5. DI. de 651.06 mg O2/L hasta 33.79 mgO2/L, en un periodo de 10 días. También se han usado. estos biorreactores en el tratamiento de los residuos líquidos de una curtiembre de la ciudad de Trujillo, encontrándose que la DBO5 inicial del desecho fluctuó entre 551 y. 1428.57 mg O2/L disminuyendo durante el proceso a cantidades entre 20.40 y 40.81 mg O2 /L en un tiempo de 8 días, ya que estos biorreactores permiten un mejor contacto entre la fase biótica y abiótica del sistema que se traduce en una mejor cinética de reacción y 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..

(37) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. transferencia entre las células y el medio circulante,. también porque este tipo de. biorreactor presenta la ventaja de no presentar un agitador rotativo evitando así la cizalladura de los microorganismos, así mismo presenta un dispersor de aire, el cual permite una mejor distribución de aire por este motivo se trabajo con biorreactores de este. AC IÓ. N. tipo (19).. Con respecto al análisis estadístico (Anexo 9, 10 y 11), se encontró que al aplicar ANAVA. UN IC. y DUNCAN, a partir del programa estadístico SPSS, con respecto al efecto de las diferentes concentraciones de polisorbato 80 usadas, influye de manera significativa en la materia. orgánica.. Coincidiendo. con. los. M. de. datos. obtenidos. CO. degradación. tratamiento con 0,9% de polisorbato 80 (515.31 mg O2/).. Y. experimentalmente, donde la mayor degradación de materia orgánica se obtuvo en el. IC. A. También se realizo la prueba de T - student para observar el nivel de significancia entre. ÁT. los valores de materia orgánica de la “sanguaza” consumida a 0, 0.3, 0.6 y 0.9% de. RM. polisorbato 80 en un biorreactor “airlift” durante los 6 días de trabajo (Anexo 12, 13, 14 y. DI. RE. CC. IO. N. DE. SI ST. EM. AS. DE. IN FO. 15).. 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..

(38) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. V. CONCLUSIONES De acuerdo a los resultados hallados en esta experiencia, en las condiciones trabajadas, se. El polisorbato 80 influye favorablemente en la velocidad de degradación de la. AC IÓ. . N. concluye que:. La mayor velocidad de consumo de materia orgánica de la “sanguaza”, se. M. . UN IC. materia orgánica presente en la “sanguaza”.. CO. obtuvo en el biorreactor con una concentración de 0.9% (9 mL) de polisorbato 80, reportando una velocidad de 85.89 d-1; lo que equivale a 515.31mg O2/L de. DI. RE. CC. IO. N. DE. SI ST. EM. AS. DE. IN FO. RM. ÁT. IC. A. Y. materia orgánica consumida.. 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..

(39) Biblioteca Digital - Direccion de Sistemas de Informática y Comunicación - Universidad Nacional de Trujillo. VI. RECOMENDACIONES . Se debe evaluar el porcentaje de polisorbato 80 mayor a 0.9%, considerando la. Realizar experimentos y evaluar factores físicos como la temperatura, a fin de. DI. RE. CC. IO. N. DE. SI ST. EM. AS. DE. IN FO. RM. ÁT. IC. A. Y. CO. M. UN IC. lograr mayor velocidad en la degradación de la materia orgánica.. AC IÓ. . N. posibilidad de obtener mayores niveles degradación de materia orgánica.. 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..