lunes, 14 de junio de 2010

LA BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL

La biotecnología ambiental es la biotecnología aplicada y usada para estudiar el entorno natural. La biotecnología ambiental también puede implicar tratar de aprovechar un proceso biológico para usos comerciales y de la explotación. La Sociedad Internacional Biotecnología Ambiental define a la biotecnología ambiental como "el desarrollo, uso y regulación de sistemas biológicos para la remediación de entornos contaminados (tierra, aire, agua) y para procesos amigables con el entorno natural (tecnologías "verdes" y desarrollo sustentable)".

La biotecnología ambiental abarca cualquier aplicación destinada a reducir la contaminación, desde la utilización de microorganismos para la generación de combustibles hasta el empleo de plantas modificadas genéticamente para la absorción de substancias tóxicas.

Actualmente, la principal aplicación de la biotecnología ambiental es limpiar la contaminación en los diferentes compartimentos terrestres mediante el empleo de estrategias más limpias y menos costosas, que se prefieren frente a las tradicionales técnicas de remediación físico-químicas.


USOS DE BIOTECNOLOGÍA

·Aplicación de la biotecnología a procesos industriales convencionales existentes y problemáticos basados en altas temperaturas, productos químicos altamente reactivos, pH extremos y solventes orgánicos.
·El desarrollo de una línea de biosensores robustos para medición y monitoreo rápido e in situ de productos químicos ambientales.
·Prácticas agro-forestales basadas en productos químico xenobióticos.
·Extracción de minerales y recuperación de metales.
·Uso de productos y procesos basados en plantas para la recuperación y remoción de metales, solventes clorinados, materiales energéticos y desechos con bajo nivel de radioactividad de sitios contaminados; absorción microbial de CO2, producción de combustibles renovables y otras tecnologías ambientales basadas en la biología en apoyo a los compromisos de Canadá para la reducción de gases invernadero


APLICACIONES DE LA BIOTECNOLOGÍA AMBIENTAL

BIORREMEDIACIÓN
Cualquier proceso que utilice microorganismos, hongos, plantas o las enzimas derivadas de ellos para retornar un medio ambiente alterado por contaminantes a su condición natural. La biorremediación puede ser empleada para atacar contaminantes específicos del suelo, por ejemplo en la degradación bacteriana de compuestos organoclorados o de hidrocarburos.




·tratamiento de suelos y aguas: uso de microorganismos naturales (levaduras, hongos o bacterias) existentes en el medio para descomponer o degradar sustancias peligrosas en sustancias de carácter menos tóxico o bien inocuas para el medio ambiente y la salud humana. Se usa, por ejemplo, la bacteria cupriavidus metallidurans que elimina metales pesados en aguas y suelo y se utilizan como biosensores

·compostaje: descomposición de materiales biodegradables, normalmente mezclas de compuestos orgánicos para la estabilización de residuos organicos en el suelo. Esta degradación se debe a una intensa actividad microbiana. Ventajas: enriquecimiento del suelo, remediación de la contaminación, prevención de la contaminación y beneficios económicos



INDUSTRIA
Compañías industriales están desarrollando procesos en el área de prevención, con el fin de reducir el impacto ambiental como respuesta a la tendencia internacional al desarrollo de una sociedad sostenible.

·producción de biomateriales: se producen todo tipo de nuevos materiales, biodegradables o no, y más eficientes. Tal es el caso de los bioplásticos, nuevos tejidos, materiales para la construcción (como tela de araña), etc.

·productos de consumo humano: La biotecnología puede aumentar del rendimiento de los cultivos al manipular positivamente el material genético de los alimentos: reduciendo los pesticidas y mejorando la nutrición.

·biominería: es el uso de microorganismos en diferentes aspectos de la explotación de los minerales, abarcando desde la concentración de las especies de interés (a través de la bioflotación), la recuperación de los elementos presentes en ellas (biolixiviación y biooxidación), hasta su acción en tareas de remediación ambiental.La biolixiviación es una tecnología que usa bacterias específicas para extraer (lixiviar) metales de los minerales.
las ventajas de la tecnología microbiana (biominería)

-Poca inversión de capital.
-Bajos costos de operación necesarios para las operaciones hidrometalúrgicas.
-Relativa ausencia de polución o contaminación ambiental durante el proceso.
-Permite el tratamiento de minerales con bajo contenido de metal en las minas, los que no pueden ser económicamente procesados por los métodos tradicionales y habitualmente se acumulan sin ningún tipo de tratamiento.
-Permite explotar los recursos mineros en forma más limpia y más económica siendo esta otra ventaja competitiva.



BIODEGRADACION DE MATERIALES




-biodegradable: producto o sustancia que puede descomponerse en elementos químicos naturales por la acción de agentes biológicos, como el sol, el agua, las bacterias, las plantas o los animales. En consecuencia todas las sustancias son biodegradables, la diferencia radica en el tiempo que tardan los agentes biologicos en descomponerlas en quimicos naturales, ya que todo forma parte de la naturaleza.

-La biodegradación: es la característica de algunas sustancias químicas de poder ser utilizadas como sustrato por microorganismos, que las emplean para producir energía (por respiración celular) y crear otras sustancias como aminoácidos, nuevos tejidos y nuevos organismos. Puede emplearse en la eliminación de ciertos contaminantes como los desechos orgánicos urbanos, papel, hidrocarburos, etc. No obstante en vertidos que presenten materia biodegradable estos tratamientos pueden no ser efectivos si nos encontramos con otras sustancias como metales pesados, o si el medio tiene un pH extremo. En estos casos se hace necesario un tratamiento previo que deje el vertido en unas condiciones en la que las bacterias puedan realizar su función a una velocidad aceptable.


La degradación de estos compuestos puede producirse por dos vías:
·Degradación aerobia: degradación de organismos que necesitan oxígeno diatómico para vivir o desarrollarse.



·Degradación anaerobia:degradación de organismos que no necesitan oxígeno en su metabolismo.




Los desechos que a continuación se detallan pueden tardar lo siguiente en biodegradarse:
- desechos orgánicos........................... 3 semanas a 4 meses
- ropa o género de algodón y/o lino...... 1 a 5 meses
- un par de medias de lana.................... 1 año
- zapato de cuero.................................. 3 a 5 años
-papel.................................................. 3 semanas a 2 meses
- celofán............................................... 1 a 2 años
- trapo de tela....................................... 2 a 3 meses
- estaca de madera.............................. 2 a 3 años
- estaca de madera pintada................. 12 a 15 años
- bambú............................................... 1 a 3 años
- envase de lata................................... 10 a 100 años
- envase de aluminio........................... 350 a 400 años
- materiales de plástico........................ 500 años
- vidrio................................................. indefinido en descomponerse
Las pilas, en el mar o en el campo contaminan para siempre, tanto en el agua como el suelo.
El mercurio no desaparece nunca y, además, es altamente canceríjeno

Los plásticos biodegradables son aquellos que se forman mediante la utilización de distintas materiales naturales permitiendo en su reciclado formar parte de desechos orgánicos para su mejor tratamiento.



DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES
Las aguas residuales se generan como consecuencia del uso doméstico del agua y de diferentes actividades agrícolas e industriales. Mediantes drenaje y el acantilado estas aguas alcanzan los ríos, lagos y océanos.

La contaminación del agua puede ser de naturaleza muy diversa, orgánica e inorgánica, y alteran la sanidad, el pH, la oxigenación o la temperatura del agua. Las aguas naturales tienen cierta capacidad de "amortiguación" ya que pueden autopurificarse: los microorganismos heterótrofos mineralizan los nutrientes orgánicos, el aminio se nitrifica y junto con los nutrientes inorgánicos son inmovilizados por las algas y las plantas superiores acuáticas. Las poblaciones bacterianas patógenas se reucen hasta q desaparecen por fenómenos de competencia y depuración.

La consecuencia principal de una contaminación por las aguas residuales es el considerable descenso de oxígeno por la actividad de organismos heterótrofos en presencia de sustratos orgánicos abundantes. Esta falta de oxígeno mata a los organismos aeróbicos y se reduce la diversidad biológica.

El tratamiento de aguas residuales tiene como objetivo la reducción de la denomidada demanda biológica o bioquímica de oxígeno (DBO): se define como la cantidad de oxígeno consumido como consecuencia de la oxidación microbiana de compuestos. Se realiza en tres etapas:

1. Tratamiento primario en el que se utilizan métodos físicos que eliminan los sólidos (materia en suspensión) y reducen la DBO.

2. Tratamiento secundario que emplea métodos biológicos (degradación microbiana), aeróbicos fundamentalmente, para eliminar (mediante oxidación) compuestos orgánicos disueltos y reducir la DBO.

3. Tratamiento terciario que emplea métodos fisico-químicos y/o biológicos para eliminar componentes específicos tales como el amonio y fosfatos. El objetivo de este tipo de tratamiento es la eliminación de materia orgánica y nutrientes no biodegradables.



INCONVENIENTES DE LA BIOTECNOLOGÍA EN GENERAL:
Las desventajas que presenta la aplicación de la biotecnología se pueden clasificar en dos grupos: Riesgos ambientales y los efectos en la salud humana:

a) Riesgos ambientales:Posibilidad de una polinización cruzada, es decir, el polen de cultivos genéticamente modificados llega a cultivos dónde no se ha intervenido el material genético. Esto podría traer consigo el surgimiento de una maleza agresiva que trastorne el equilibrio del ecosistema.
Uso de cultivos genéticamente modificados, cuyos genes produzcan toxinas insecticidas como el bacillus thuringiensis. Esto puede generar el surgimiento de poblaciones de insectos que invadan los cultivos. También puede perjudicar a la fauna del lugar, como a las mariposas o aves si consumen estas plantas infectadas.

b) Riesgos para la salud humana:
Trasferencia de toxinas o compuestos alargénicos al consumir alimentos infectados, lo que puede trae consigo reacciones alérgicas en las personas.
Riesgo de que virus o bacterias con el material genético modificado escapen de los laboratorios e infecten a la población humana o animal.
El consumo excesivo de alimentos transgénicos puede traer consigo a largo plazo mutaciones en algunas células humanas.



El maíz es un alimento típico transgénico.

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