Cuantificación de bioplásticos en cianobacterias cultivadas en un sistema de depuración de agua residual

Abstract

Los bioplásticos son polímeros procedentes de materias primas de origen sintético o natural. Pueden ser moldeados o procesados en una gran variedad de formas, de la misma manera que los plásticos convencionales. Los polihidroxialcanoatos, son un tipo de bioplásticos, termoplásticos cristalinos, que son almacenados en el citoplasma de las cianobacterias, derivados mayoritariamente de situaciones de déficit de nutrientes. La forma más común de polihidroxialcanoatos son los polihidroxibutiratos, un tipo de polímeros pertenecientes a la clase de poliésteres. Éstos son producidos por ciertos microorganismos como un producto de asimilación de carbono, a partir de glucosa o almidón y son empleados por los microorganismos como una forma de almacenamiento de energía para ser metabolizada cuando exista un déficit de otras fuentes de energía. Los fotobioreactores son sistemas que se pueden utilizar para la depuración de agua residual y generar bioplásticos a partir de la fotosíntesis realizada por las cianobacterias de su interior. Los objetivos principales de la tesina son: 1) la cuantificación de bioplásticos a partir de un cultivo de algas-bacterias predominado por cianobacterias, alimentado con agua residual; 2) el mantenimiento e incremento de las colonias de cianobacterias y 3) la obtención de agua depurada como resultado de la interacción algas-bacterias en el fotobioreactor. Para la cuantificación de los bioplásticos se realizan ensayos en las muestras de biomasa obtenidas del fotobioreactor cada 15 días. De la misma manera, se llevan a cabo análisis de calidad del agua de entrada y de salida del fotobioreactor durante 3 meses para evaluar la capacidad de tratamiento del fotobioreactor. Como conclusiones se obtienen valores de polihidroxibutiratos del 2,7% de medida respecto a su peso total, y una producción máxima de 3,3%. Los valores obtenidos son positivos si se comparan con cultivos especializados en la producción de los polihidroxibutiratos. Se obtiene un valor de demanda química de oxígeno máximo de 105,67 mg/L. La ley establece un valor máximo de 125 mg/L para poder abocar el agua. Por tanto, el tratamiento de depuración de agua es apto para permitir abocarla de nuevo al medio.

Bioplastics are polymers from raw materials of synthetic or natural origin. They can be molded or processed in a variety of forms, in the same way as conventional plastics. Polihidroxialcanoates, which are a type of crystalline thermoplastic bioplastics, are stored in the cytoplasm of cianobacteria cells, mainly derived from nutrient deficiency situations. The most common form of polihidroxialcanoates are polhidroxibutirates, a type of polymers which belong to the group of polyesters. These are produced by microorganisms as a product of carbon assimilation, a glucose or starch output and are employed by microorganisms as a form of storing energy to be metabolized when there is a deficit of other energy sources. Photobioreactors are systems that can be used for the purification of residual water producing bioplastics, from the photosynthesis done by the cyanobacteria inside of them. The main objectives of the thesis are: 1) To quantificate bioplastics from a group of algae-bacteria predominated by cyanobacteria, fed with residual water; 2) the maintenance and increase of cyanobacterial colonies and 3) the production of purified water as a result of the interaction of algae-bacteria in the photobioreactor. For the quantification of the bioplastics tests are carried out on the biomass samples obtained from the photobioreactor every 15 days. In the same way, water quality analysis of the input and output of the photobioreactor is carried out for 3 months to evaluate the treatment capacity of the photobioreactor. As results, values of 2.7% of polhidroxibutirates from the total weight are obtained, and a maximum yield of 3.3%. The values obtained are positive after comparing them to cultures specialized in the production of polhidroxibutirates. A maximum chemical oxygen demand value of 105.67 mg/L is obtained. The law establishes a maximum value of 125mg/L for it to be legal to throw it back into the enviorment. Therefore, the treatment of water purification is competent to allow it to be thrown back.