1. TRABAJO COLABORATIVO
Alternativas biotecnológicas para prevenir y mitigar la
contaminación de fuentes hídricas con residuos
INTEGRANTES:
Diana Constanza Guevara León
Juan Camilo Tinjacá Gutiérrez
Cesar Augusto Navarrete Quecano
Giovanni Manzano Sanchez

2. Problema ambiental
CONTAMINACIÓN
DE FUENTES
HÍDRICAS
Manejo
inadecuado de
residuos
sólidos
Vertimientos
de aguas
residuales (AR)
Falta de
infraestructura
para tratar AR
Normatividad
que no se
hace cumplir
Falta de
educación
ambiental
Generación
creciente de
residuos

3. Alternativas en biotecnología ambiental
Biodiscos
Humedales
artificiales
Biodigestores
Tratamiento
de aguas
residuales
Aprovechamiento
de residuos
orgánicos

4. LODOS
Fuente: (METERTECH, 2015)
Fuente: (Martinez Morales, 2011)
Licor de agua, hasta
con 30.000 mg/l de
SST.
Discos entre 2 y 4 m.
Microorganismos.
Desprendimiento
BIOFLOCS.
150 y 300 mg/l SST.
Sedimentación y
decantación.
El sistema de biodiscos o RBC (Rotating Biological Contactors) remueve la materia
orgánica soluble y coloidal presente en el agua residual, bajo condiciones aeróbicas.
Descripción del sistema: Biodiscos

5. La cantidad y tipo de microorganismo
depende de la caracterización del
agua.
BACTERIAS HETERÓTROFAS:
Protagonista en el proceso de
descomposición y desnitrificación.
MICRORGANISMOS FILAMENTOSO
Eliminación contaminantes
biodegradables.
Fuente: (Schmitt, Garcia Cudinach, & Dalmau Soley, 2005).
Proceso biotecnológico

6.  Es una buena alternativa en espacios
reducidos.
 Son ideales para la solución de
aguas residuales en pequeños
núcleos.
 Se recuperan más rápido a la entrada
de tóxicos que otros sistemas.
 Se pueden construir en módulos, lo
cual facilita su ampliación.
 Elimina la formación de moscas y
malos olores.
 Alta eficiencia de remoción en
materia orgánica y nitrogenada.
 Menor consumo energético frente a
otros sistemas.
× Requiere mayor tiempo para alcanzar
estabilidad y poder iniciar el proceso.
× El costo del sistema es elevado.
× En climas muy fríos puede
congelarse la biopelícula y dañar el
proceso.
× Por presentar tres fases: gaseosa,
líquida y sólidos es difícil definirlo con
un modelo matemático simple.
Ventajas y Desventajas

7. Descripción del sistema: Humedales
Tratamiento biológico secundario para aguas residuales domésticas o industriales.
Sistemas artificiales donde el agua fluye lentamente a través de un lecho con
poca profundidad (60cm aprox.).
Pueden ser de Flujo libre o Flujo subsuperficial.
Las raíces de las plantas depuran el agua, fijan microorganismos que aportan al
tratamiento e impiden el paso de luz que favorecería el crecimiento de algas.
Pueden remover nitrógeno, fósforo, patógenos, contaminantes orgánicos y metales
pesados en condiciones de operación adecuadas.

8. Descripción del sistema: Humedales
Fuente: http://es.casasolar2c.wikia.com/wiki/Depuraci%C3%B3n_por_plantas

9. Proceso biotecnológico
• Fitoextracción: concentración de metales en hojas y
raíces.
• Rizofiltración: las raíces absorben, precipitan y
concentran metales pesados.
• Fitoestabilización: las plantas tolerantes a metales
reducen su movilidad.
• Fitoestimulación: los exudados radiculares
promueven el desarrollo de microorganismos
degradativos.
• Fitovolatilización: Las plantas captan y modifican
metales pesados o compuestos orgánicos y los liberan
a la atmósfera con la transpiración.
• Fitodegradación: Las plantas acuáticas y terrestres
captan, almacenan y degradan compuestos orgánicos
para dar subproductos menos tóxicos o no tóxicos.

10. Proceso biotecnológico
Ciperáceas
• Carex sp.
• Eleocharis
sp.
• Scirpus
Lacustris L.
(Junco de
laguna)
Gramíneas
• Glyceria
Fluitans
(Hierba del
maná)
• Pragmites
australis
(Carrizo)
Juncáceas
• Juncus sp.
(Juncos )
Tifáceas
• Thypha sp.
(Enéas y
Espadañas)
Iridáceas
• Iris
pseudacorus
L. (Lirio
amarillo)

11.  Bajo costo de operación y sencillo
mantenimiento.
 Se integran bien al paisaje resultando
agradables.
 No generan lodos ni malos olores por
ser un sistema aerobio.
 Se constituyen en soporte de vida y
hábitat para diferentes animales.
 Soportan bien las variaciones de
caudal.
 Facilitan el reciclaje y reutilización de
agua.
× Requiere grandes extensiones de
terreno.
× Los tiempos de retención deben ser
largos (varios días) para lograr una
buena depuración.
× El rendimiento y eficiencia del
sistema es poco constante y muy
sensible a cambios estacionales.
× Los componentes biológicos son
sensibles a sustancias que puedan
resultarles tóxicas.
Ventajas y Desventajas

12. Descripción del sistema: Biodigestores
Se fundamentan en la digestión anaerobia, proceso biológico de
degradación de materia orgánica sometida a ausencia de oxigeno
y la acción de bacterias orgánicas especificas.
Los desechos se convierten en biogás (CH4, CO2, H2, H2S),
mezcla de CO2 , metano y trazas de otros elementos.
Los microorganismos metanogenicos realizan la función de
enzimas respiratorios y con los no metanogenicos transformando
los residuos orgánicos en gas.

13. http://www.biodisol.com/que-es-el-biogas-digestion-anaerobia-caracteristicas-y-
usos-del-biogas/digestion-anaerobia-proceso-de-produccion-de-biogas-
biocombustibles-energias-renovables/
http://www.idae.es/uploads/documentos/documentos_10737_Biomasa_Digestore
s_Anaerobios_A2007_0d62926d.pdf

14. Fuente: (Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y
la Agricultura, 2011)
Proceso biotecnológico: microorganismos

15. Aplicaciones de la biotecnología en biogás
Limpieza del biogás a través de
BIOFILTROS
El uso de microorganismos en la remoción de
sulfuro de hidrógeno presente en el biogás, se
basa en la oxidación microbiológica de H2S a
compuestos de azufre de fácil eliminación, como
azufre elemental o sulfatos.
Biolavadores
o Bioscrubers
Biofiltros de
lecho fijo
Biofiltros de
escurrimiento
(biotrickling
filtres)

16.  Carencia de contaminantes
secundarios
 Menores costos de inversión y
operación.
 Menor consumo energético.
 Altas eficiencias de
degradación.
× El procedimiento es lento.
× Se necesitan nuevos
microrganismos que reduzcan
los tiempos de residencia y
hagan mas competitivo el
proceso a nivel industrial.
Ventajas y Desventajas

17. Conclusiones
 El sistema de tratamiento de biodiscos o RBC (Rotating Biological
Contactors), presenta una alta eficiencia en la remoción de materia orgánica
y nitrogenada, además de ocupar espacios reducidos.
 El sistema de tratamiento de biodiscos o RBC, es una solución a la
problemática de depuración de aguas en núcleos pequeños de población,
que aprovecha la biotecnología con microorganismos reductores de materia
orgánica.
 Los humedales artificiales son una alternativa biotecnológica de sencilla
operación y bajo costo que logran remover contaminación del agua con al
intervención de plantas que realizan procesos de fitoremediación y
microorganismos asociados que remueven contaminantes.
 Los humedales artificiales son capaces de remover metales pesados
mediante procesos de fitoremediación, lo que los hace adecuados para el
tratamiento de aguas residuales industriales.

18. Conclusiones
 La producción de biogás mediante biodigestores es una gran alternativa
para darle un valor agregado a los desechos originados en granjas e
industrias, que en este momento están siendo vertidos a los afluentes,
generando ingresos y posibilidades de producción de energía y fertilizantes
orgánicos.
 La implementación de la biotecnología, tanto en los procesos de
generación de biogás como en los de limpieza son de gran ayuda para la
obtención de esta materia prima, pues a través de ella se pueden hacer de
una manera mas limpia (sin generación de contaminantes secundarios).
 La biotecnología se proyecta como una de las ciencias claves para la
solución de problemas ambientales, lastimosamente aun se encuentra en
etapas investigativas las cuales no van al mismo ritmo de la contaminación
humana.

19. REFERENCIAS
 Deloya Martinez, A. (2010). BIODISCOS: Una alternativa de tratamiento biológico para aguas residuales
cuando no se dispone de grandes extensiones de terreno. Tecnología en Marcha, 57-59.
 Martinez Morales, J. (2011). AGUAS Y DESECHOS. Recuperado el 24 de 04 de 2017, de
https://es.slideshare.net/josuapo/2011-aguas-y-desechos-8104810
 METERTECH. (08 de 10 de 2015). METERTECH. Recuperado el 25 de 04 de 2017, de
https://twitter.com/InfoMetertech
 Schmitt, N., Garcia Cudinach, R., & Dalmau Soley, J. (2005). Biodiscos, una tecnología para la depuración de
pequeños nucleos de población. Comsa Medio Ambiente, 74-80.
 Lara Borrero, Jaime (1999). Depuración de aguas residuales municipales con humendales artificiales.
Universidad Politécnica de Cataluña. Recuperado de: https://www.ecohabitar.org/wp-
content/uploads/2015/09/humedales-artificiales.pdf
 Entrada Blog iAgua. (2013). Componentes y tipos de humedales artificiales. Recuperado de:
http://www.iagua.es/blogs/carolina-miguel/los-humedales-artificiales-componentes-y-tipos
 Frers, C. (2008). El uso de plantas acuáticas para el tratamiento de aguas residuales. Observatorio
Medioambiental, 11, 301-305. Recuperado de:
http://revistas.ucm.es/index.php/OBMD/article/view/OBMD0808110301A/21323
 Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. (2011). Manual del Biogas. Chile:
FAO.
 Ministerio de industria, turismo y comercio gobierno de España. (2007). Biomasa biodigestores anaerobios.
 Varnero, M., Carú Margarita, G. K., & Achondo, P. (2012). Tecnologías disponibles para la Purificación de
Biogás usado en la Generación Eléctrica . Informacion Tecnologica, 31-40.