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Debido el desenfrenado aumento de l a población human&,
de sus necesidsdear d e l progreso c i e n t i f i c o y tecnoiógiei
co, e3 hombre se hs convertido en un s e r i o p e l i g r o para
l a natura leza , ya see porque introduce en e l l a causas de
d e t e r i o r o y d e s e q u i l i b r i o , ya sea porque aaiaalsaa acabar
con los recursos .
De ahora en ediilante e l hombre sabe que, por su propio
i n t e r é s , debe v i g i l a r y c o n t r o l a r su conducta con l a na tu - r e i e z e y frecuentemente p r o t e g e r l a contra s i mismo.
son m ú l t i p l e s l o a motivos que tenemos para p m t e g e r R
l a neture leza . Primero, porque a l defender a l a netura-
l eza , s e s e t i s f a c e e l i n s t i n t o de conservación de l e ea-
p e c i e e l protegerse a sf mismo e l hombre.
E l hombre comete innumerables a g r e s i o n e s contra e l a&
b i e n t e , con sus r e s p e c t i v a s consecuencias sobre l a salud
y todo e l ecosistcma en general .
E l problema econdmico que p lantea e l c o n t r o l de 18 con - taminacidn r e f l e j a l a r e a l i d a d de que c i e r t o s b ienes na:,
t u r e l e s que a n t e s se consideraban g r a t u i t o s (agua y a i r e 9
t i e n e n ahora IN, valor económico y s o c i a l . Hantenerlos - l i m n i o s ex ige gestos continuos.
La poiucidn o contaminacidn d e l aire( ?* 6991 1 8 u e ü e ser
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definida como c u a l q u i e r condición a t m o s f é r i c a en l a c u a l
e x i s t e n s u s t a n c i a s p r e s e n t e s en concentraciones por e n c i - ma de sus n i v e l e s ambientales normales y pueden producir
un e f e c t o medible en al hombre, l a vegetación, los ani -
males, los m a t e r i a l e s o e l clima. Por " sus tanc ia" enten-
demos c u a l q u i e r elemento o compuesto químico n a t u r a l o
s i n t C t i c o capaz de mezclarse con e l a i r e .
s i los contaminantes son emit idos directainente a la - atmósfeara eo denomiaan contaminantes primarios.
si son formados des-ués de su emisión en l a ~ t m ó s f e x a
como reeuitado de alguna r e a c c i ó n con mater ia e x i s t e n t e
en l a atnibsfera, e l contsminante r e s u i t s n t e s e denomina
secunda r i o . LOS contaminantes s e c l a s i f i c s n según su estado f í s i c o
( i o , i i ) e n :
P a r t í c u l a s . P a r t í c u l a s s ó l i d a s o l í q u i d a s con un trmañio
que ba desde 0.0002 hasta 500 micrómetros de diGrnetfto, - por ejemplo, humo y smog.
Geses. Contaminantes en estado gaseoso que s e mezclan con
los gases a t m o s f é r i c o s p r e s e n t e s en condic iones normales.
Se c l a s i f i c a n on:
inor&nicos . Compuestos de azufre , nitrógeno, c l o r o , '1
f lbor , carbono( CO y C O Z ) , oxidantea(03) , e t c .
Orgánicos. Formados por carbono e hidrógeno y en oca--
s i o n e s o t r o s elementos, s e subdividen en: Hidrocarburos. Contienen sólo carbono e hidró
geno. Provienen de l a producción de pet rb ieo ,
l a combustión i n e f i c i e r i t e de gssolinas y d i s -
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s e 1 y o t r o s combustibles usados por v e h í c u l o s
de motor.
Derivados de hidrocarburos. Pueden s e r conta - minantes pr imarios o secundarios como resul -
tado de c i e r t a s r e a c c i o n e s f o t o q u í m i c a s . Pus - den ser aldehídos , cetonas , hidrocarburos ha - logenados y o t r o s .
L& polución d e l a i r e causada p o r f u e n t e s f i j a s ( i n d u s t r 4 a s )
puede ser .disminuida meaiante dos procesos fundamentales,
ca tegor izados como (9 , io): a ) c o n t r o i por d i l u c i ó n en l a
atmósfera por d i s n e r s i ó n , b) c o n t r o l en e l or igen de l a
fuente para r e d u c i r 18 poiuoidn emitida.
~1 c o n t r o l por d i l u c i ó n en l a atmósfera ha s ido m y em
pleado, s i p embargo, e s t e método est6 resul tando muy ob-
s o l e t o en algunos l u g a r e s debido a l a alta contaminación
en l a zona donde se l o c a l i z a que impide l a d i l u c i d n de3
Contaminante.
El c o n t r o l d e l po iutante en s i o r i g e n de emisión puede
mcer qua e l contaminante s e a des t ru ido , transformado, - atrapado o a l t e r a d o E n t e s de que o lcanze l a atmdsfera@9.
E s t e t i p o de c o n t r o l puede hacerse de l a s s i g u i e n t e s ma*
nera 8:
R e i o c a i i z b c i ó n de l a s f u e n t e s contaminantes,
Diminuc ión de l as f u e n t e s contaminantes,
S u s t i t u c i d n de combustibles o e n e r g é t i c o s menos contami-
nant e s,
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Cambios en e l proceso de producción de una i n d u s t r i a , Buenas prácticas de operación y,
Técnicas y métodos de c o n t r o l de contamiaantes que depen - der6 d e lars propiedades e s p e c í f i c a s de l gas a s e r contro - l a d o . Las t é c n i c a s o métodos de c o n t r o l e s t á n ciasifica-
Ups bajo uno de 13s c i n c o método d i f e r e n t e s de tratamien - t o oue son:
Absorción, adsorción, combustión, r e c o l e c c i ó n , cerrada y
s iatemes de recuperación y enmascaramiento.
E1 p r i n c i p i o de Is absorc ión de gases e s el contacto - gas-l íquido para i s separación d e l gas que u t i l i z a l a so - l u b i l i d a d p r e f e r e n c i a l d e l gas contaminante en l a f a a e - l í q u i d a ( 8, io).
La adsorción de g a s e s e s t á basada en l a i n t e m c c i ó n de
los g a s e s con un s ó l i d o adsorbente, l a cual se l i ev i : a
cabo cuando las mo;h€culas o átomos de gas s e concentran
en l a i n t e r f a s e d e l s ó l i d o . E l gas e f l u e n t e pasa B t r a v é s
de adsorbentes s ó l i d o s contenidos en un aparato de a d s o r
c i 6 n ( 6 , 8, 12 ) .
Muchos compuestos orgánicos pueden s e r convert idos a C02 inocuo y agua por combustión u oxidación rápida. Para r e a - l i z a r l a , debe haber una adeauada proporción de oxígeno,
t empe rat lira , t u r b a enc ia , tiempo y cata1 i zado r . E x i s t e n a p a r a t o s
p i t a n partículas y
maras, c o l e c t o r e s ,
mecánicos o e i e c t r o s t á t i c o s que p r e c i - l impian e i a i r e como son c i c l o n e s , cá - p r e c i p i t a d o r e s y f i l t r o s d l 0 ) .
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LOS métodos químicos usualmente t i enen un elevado es - pectro de compuestos que pueden convert i r , pero e l con - sumo de energía e s relativamente elevado. Ei consumo - de oxidentes e s otrp desventaja de e s t os mbtodos,que - incluyen combustión, incinemcidn, ozonisacidn y c lora - cibn.
Jos métodos f i s i c o s t a l e s como It absorción en i í q u i - dos y adsorción en s ó l i d o s t i eneh l a desventaja de que
los contaminantes no .son convertidos, y aqué l los SOP-
bentes u t i l i z ados t i enen que ser regenerados. De este
manera se crea un nuevo f l u j o contsminante(i, 3,4,5, O).
~n los i i lt imos eños, una nueva técnica de descontami - nación de gases esta siendo desarrollada. El tratamien - t o (micro) b i o l ó g i c o consiste en hacer pasar los gases
res iduales contaminados a t rav¿s de una columna empaca - de o r eac to r en i a cual l o s microorganismos están colo
cedos en un meter i e l apropiado que l e s administra l o s
nutr ientes complementarios a aqué l i os presentes en e l
gas residual. Les pr inc ipa les ventajas de e s t e método
son: muchos compuestos puedenser oxidados a COZ y agua,
e l método e s barato ; seguro tanto para e l hombre como
para e l ambiente( 1, 4).
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LOS microorganismos que u t i l i z a n ias compuestos orgá - n i c o s de l a f u e n t e g a s e o s a que se desean e l i m i n a r , son
o b t e n i d o s sometiCndolos a un c u l t i v o de enr iquec imiento
con determinadas c o n c e n t r a c i o n e s de s o l v e n t e s , s i n sumi
n i s t r a r o t r a f u e n t e de carbono que no sea e s t e t i p o de
compuestos de t a l forma que l o s Únicos que sobrevivan
son los que pueden aprovechar e s t e t i p o de s o l v e n t e s . Un@ vez o b t e n i d o s los microorganismos, s e i n o c u l a n -
en e l s o p o r t e contenido en e l r e a c t o r para que comien-
ze l a a c t i v i d a d microbiane..
Kneer ( 5 ) d e s c r i b e un método p a r a l a p u r i f i c a c i ó n de
a i r e con r e g e n r a c i ó n d e l empaque. Las partículas adsor - b e n t e s son continuamente removidas en l a p a r t e i n f e r i o r
y después de l a r e g e n e m c i ó n se c o l o c a n en l a cima d e l
contenedor.
Gust e t u i . ( 5 ) d e s c r i b e n un t m t t i m i e n t o de gas para
compafiias de composteo de s ó l i d o s r e s i d u a l e s . Las sus- t a n c i a s s i m i l a r e s s l humus pueden u s a r s e como f i l t r o s
m a t e r i a l e s a s í como abono j r t u r b a . La s e i e c g i 6 n d e l ein
paque e s determinada por l a e s t r u c t u r a , porosidad, á r e a
por unidad de voiúmen, r e s i s t e n c i a de f l u j o e s p e c i f i c a
y l a h a b i l i d a d d e l m a t e r i a l para r e t e n e r agua.
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F d c t i c a m e n t e los s i g u i e n t e s problemas son encontra-
d o s en e l uso de f i l t r o s b io lbgicos : i ) X s t r i b u c i 6 n no homogénea d e l f l u j o de gas a tra - V O S d e l área f i l t r a n t e . Con e l envejec imiento d e l - s i s t e m se presentan c a n a l e s de f l u j o . gesvían el - f l u j o de &ss y decrece i s capecidrd de e i iminacidn
d e l l echo .
ii) E l contenido de humedad e s con f recuenc ia d i f í c i l
de regular. Con un suministro i n s u f i c i e n t e de agua
el l echo se seca en l a entrada d e l gas y pierde s u
a c t i v i d a d , mientras que um exceso de agw promue-
ve e l d e s s r r o l l o de zonas aneeróbicas desprendiendo
productos metab6l icos v o l b i t i l e s malo l ientes . iii) Debido 5! l a natura leza de la fuente de carbon4
e e l i m i n a r y a l e oxidacidn b i o l ó g i c a , s e desprenden
productos metab6l icos ác idos , l o cual deschv3.e e l
pH de l empaque. Como resul tado de e s t o , l a a c t i v i - -
dad b i o l ó g i c a generalmente dis.iiinuye y eún puede - l l e g a r a detenerse en e l ceso de microorganisrnos a-
c i d 6 fob0 s.
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Obtener microorganisnos capaces de degradar solven - t e s orgániaos presentes inicialmente en esta.do gaseo - so en bajas concentraciones mezclados con a i r e .
Proponer e i diseño de un sisteina de eliminación de
solventes orgánicos d e l a i r e uti l izando l o s m i c r o o r
ga:iismos previamente obtenidos. S i e s f a c t i b l e , l l e - gar a i s construcción y operacibn d e l sistema.
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Este proyecto se besa eri e l aspecto de l a descon- taminación de g a s e s r e s i d u a l e s forrnados por cornputs
90s orgánicos , qJe nace d e l compromiso l e g a l y morni de no contaminar e l a i re , trayendo con e l l o un dese - q u i l i b r i o eco iógico , s i n embargo, e s t o impl ica d i f e - r e n t e s t i p o s de invers ión , que no son r e d i t u a b l e s ;
por l o que debe buscarse una a l t e r n a t i v a que permi-
t e t r a t a r e l a i r e con el mfnimo de c o s t o económico.
P o r e s t o , e l método b i o l ó g i c o s e presenta como una
nueva opción en los d i f e r e n t e s t i p o s de tratamiento
de aire p o r ser económico, seguro y porque e l imina
l o s contaminantes orgánicos produciendo 602 y agua.
pera l l e v a r P cabo e s t o , primero e s necesar io o b
t e n e r los microorganismo9 degradedores de e s t e t i p o
de compuestos, escoger e l t i p o de so lvente que se - va i u t i l i z a r as í como l o s soportes , p r a que poste - riormente s e proponga e l diseno de un sistema de - descontaminaci6n d e l a i r e .
Comp puede v e r s e , se ! t r a t a de U I ~ proyecto de in--
v e s t i g a c i ó n que puede a p l i c a r s e a i n d u s t r i a como is p e t r o l e r a y qufmica, l a s c u a l e s son los p r i n c i p a l e s
i n d u s t r i a s que desheohan s o l v e n t e s orgánicos en e s t a - do gaseoso.
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f . Adlisis b i b l i o g r á f i c o .
11. Escoger los s o l v e n t e s a emplear, p o r ejemplo,
g a s o l i n a , t í n e r , e t c .
111. Escoger los eop6rties más adecuados pare traba-
j a r , en base a sus c a r a c t e r í & i c a 8 , las c u a l e s ya - han s ido mencionadas( a d s t ~ r c i ó n de so lventes , de hu - medad, r e s i s t e n c i o mecá nsca , e t c ) .
Iv. S e l e c c i ó n do f u e n t e s de inóculo , como por ejem- p lo , suelo de áreas cercana a una r e f i n e r í a , fábrica
de compuestos orgánicos , lodo de una planta de trata - miento de agoa, e t c .
V. ~ r e p h r a c i ó n do m n t e r i a i y equipo de t - jo .
V I . P a r t e experimental .
L l e v a r a cabo l a s praebas de s e l e c c i ó n de microor - ganismos degradadores de los s o l v e n t e s orgánicos e8
cogidos. E s t e proceso de s e i e c c i d n se r e a l i z a r é empieando
una caja ( v e r esquema) cuyas dimensiones sonfaprozk
madamente ):
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Largo l0Ocm
Ancho 30 cm
A1tu.m 30 cm.
LR c a j a e s t a r á a i s l a d a isotérmicamente por medb
de u n i c e l y dividida en 6mmpartimientos separados
e n t r e si mediante t a b l a s de madera.
CEide uno de los 6 compartimentos e s t a dividido en
une p a r t e super ior y una i n f e r i o r por medio de wna
maih que serv i rá para para s o s t e n e r e i soporte jun - to con el i n ó c a o .
A d ed s , cada uno t i e n e d i s p o s i t i v o s para medir tern - peratura , y se l e s i n s t a l a r á un sistema de tubos p o r
donde e n t r a r á a i r e meaclado con e l solvente y o t r o
s i s t e m pera l a s a l i d a d e l a i r e .
Se i n s t e l a d n mecanismos de medición de f l u j o del
a i r e a la entrada y a l a s d i d a ( 8 ) .
I Forma en que ae l levc=rt :L cnbo.
Colocar en cada compartimento los soportes s e l e c c i o - nados por duplicado( 3 t i p o s de soporte en t o t a l ) - j u n t o con l a mezcla de lndculo previauiente honiogeni - aada .
Esperar determinado período de tiempo a que se - l l e v e a cabo la degradación t o t a l de l o s s u s t r a t o s
carbonados que vienen junto con el inóculo para que
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posteriormente ~ 6 1 0 quede e i so lvente orgánico ad--
m i n i s t r a d o como Única fuente de carbono a s i m i l a b l e
y se fomente el d e s a r r o l l o de microorefanismos degra - dadores de e s t e so lvente .
VJi. Obtenei6n de microorganismos.
VIII. E e p e t i r con l a s cepas de microorganismos obte - nide s.
IX. Proponer diseño de sistema descontaminante de - a i r e de e s t e t i p o de s o l v e n t e s y en su C A S O , cons--
t r u c c i d n y opereción.
X. Discusiones y conclusiones .
X I . 'Entrega de proyecto f i n a l .
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r L F
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" I' Tlttlt icp t@#íQhtlci
le tierra mer& o m sa€& sud) hoütbrae.
Praverbia NRhuatl.
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NOMBRES:
TELEFONOS:
!4ATRICULAS :
CLAVE :
CARRERA:
TRIMESTRE L E C T I V O :
BORAS SEMANA:
LUGAR DONDE SE LLEVO A CABO:
FECHA DE I N I C I O :
FECHA DE TERMINACION:
TUTOR:
T I T U L O : .
ALUMNOS :
BERNARD HERNANDEZ SERGIO EDUARDO. PEREZ OSEGUERA MARIA DE LOS ANGELES.
5 7 5 - 1 6 2 6 Y 6 0 4 - 7 2 2 3 RESPECTIVANERTE-
8 3 3 2 5 2 1 5 Y 8 3 2 3 6 6 8 4 RESPECTIVAMENTE.
2 3 b 3 1 2 9 . 8 7
INGENI'ERIA BIOQUIMICA INDUSTRIA.L.
8 8 - r
2 0 n. CADA UNO.
LABORATORIO T - 2 5 4 , DEPTO. I P H , D I V I S I O N C B I , UAM-rZTAPALAPA.
3 DE MARZO DE 1987 .
3 0 DE ENERO DE 1988.
M . EN C. RAFAEL CRAVE2 R IVERA , PROFESOR ASOCIADO "Cn TIEMPO COMPLETO, DEPTO. IPH D I V I s I O N DE C B I , UAM-TZTAPALAPA.
OBTENCXON DE MICROORGANISMOS DEGRADA- DORES DE SOLVENTES PARA E L D ISEBO DE UN F I L T R O BIOLOGXCO DE PURXFICACION DE ESTOS COMPUESTOS EN ESTADO GASEOSO DEL
HATRrCULL 8 3 2 3 6 6 8 4 -
MATRICULA 8 3 3 2 5 2 1 5 . ,/ TUTOR:
-
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INDICE
1iit:rocluccióa ...................................... 3 -
Obj, ... :. I..iI .. ; ....................................... -1 o
mi. 1 : :.: 9 :. ;, . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
........ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Q.6 p ..--~.Llt'ílc-L:>:;.
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Di,".., -.... ... l... < . : ...,. ,.. ' 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
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EESU1iIHW.
E1 acelerado incremento de la contminaci6n atrosf4rica as1
como de las reguleciones federales en materia ecolbgica está
presionando a la indumtria pera poner mayor atención e 1.08
aspectos ambientdes de loo proeesos industriales. Uno de estoa
aspectos es el tratamiento de los gases resichales, 105 cuales
pueden contener compuestos org6nicoe volátiles.
Además de existir los &todos flsicm y qulricos del aire,
las técnicas biotecnolbgicaer están aumentando el interés en
paises como Alemania y Holanda. Las principles ventaja0 de loa
métodos biológicos eon : 105 contaninantes orgtbicas son
eliminados y oxidados B C02 y agua, el método es bareto, no deiba
al ambiente y en contraste CQn los otros &na dtodos no produce
otro flujo contaminante.
En este proyectó & founi base los tMbajoe prblicsdoe
por Ottengraf et al quienes describen un filtro b&ol&gico para la
purificacibn de gases residualas. En nuestro trabmjo se
obtuvieron microorganismo8 degradadores de solventee ocgllnicoa en
cultivo sumergido los cueles fueron inoculados e dos coluuuis
para probar la purificacibn de aire contaminado.
los microorgenismo@ obtenidos utilizan solventes orgánicos
como única fuente de carbono y Sale0 minereles c m corplemento.
A los soportes utilizados en las columnae se les realizaron
pruebas para deteminar Bus características principales para mer
utilizados en este trabajo.
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t Las columnas son iiilrhaüas don el -porte conteniendo une
solución salina y los microorganisms pm~lamente obfenidoe,. Se
L hace pasar una corriente de aire con thiner en bajas
concentraciones y se cuantifica el C02 producido titulandolo con
f el WaOH.
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De ésta fonna se pretende hacer un estudio exploratorio de
los trabajos realizados con anterioridad adeeuendolos a nuestras
L condiciones.
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IMTBODUCCIbl.
Debido al desenfrenado aumento de la poblacibn humana, de
SUB necesidades, del progreso cientsfico y tecnologico, el hombre
se ha convertido en un serio peligro pare le naturaleza, ya -6
porque introduce en ella causes de deterioro y desequilibrio, o
porque amenaza acabar con los recursos.
De ahora en adelante el hombre sabe que, por su propio
inter68 debe vigilar y controlar su conducta con l a naturaleza y
frecuentemente protegerla contra sí mismo.
Son múltiples los motivos que tenemos pare proteger a l a
naturaleza. Primero, 'porque al defender a la naturaleza se
satisface el instinto de consebvacibn de la especie al protegeme
a sí mismo el hombre.
El hombre comete innumerables agresiones contra el ambiente,
con sus respectivas consecuencias sobre la salud y todo el
ecosistema en general. E1 problema econbmico que plantea el
control de la contaminacibn refleja la realidad de que cierto8
bienes naturales que antes se consideraban gratuitos (agua y
aire) tienen ahora un valor econbmico y social. Mantenerlos
limpion exige gastos continuos.
-
De ahí la kmportancia del de-iarrollo de una tecnologla
propia. destinada n combatir la contaminación en las zonas
industriales y en las grandes ciudades, ya que la contaminación
en México y el mundo ha llegado R Fmpactar negativamente en el
medio ambiente y rein la ca1id;iti de vicia de sus habitantes.
3
i
~~ 7 - ~~
I
r L
r La contaminacibn del aire causada por fuentes fijas
(industrias) puede ser disminuida mediante dos proceeos
fundamentales categoriesdos como : A) Control por dilución en la
I L-
c r L
t c f c c c c
c c c c
atmbsfera y B) Control en el origen de la fuente para disminuir
l a cuntaminacibn emitida (Ross y Seinfeld).
E1 control por dilución en la atmósfera ha sido muy
empleado, sin embargo, este &todo está resultando inadecuado en
algunos lugares debido a la alta contaminación de la zona donde
se localizan, lo que impide la dilucibn del contaminante.
E1 control del contaminante en el origen de emisión puede
hacer que éste sea destruido, transformado, atrapado o alterado
antes de que alcance la atmbsfera (Seinfeld).Bste tipo de control
puede hacerse de l a s siguientes maneras:
Re1ocaliz.acibn de l a s fuentes contaminantes.
Disminución de las fuentes contaminantes,
Sustitución de combuatibles energétiicos menos
contaminantes.
Cambios en el proceso de producción de una iinduatria,
Buenas practicas de operacibn y ,
Técnicas y métodos de control de contaminantes.
Estas técnicas dependerán de las propiedades especificas del
gas que 5e pretende controlar y están clasificadas bsjo uno de
los cinco m@todos diferentw de tratemieiito que sont absorción,
adsorcibn, combustibn, recolección cerrada y sistemas de
reciiperacidn y enmnccarnmicnto.
r L
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. . . .
Rl principio de l a aborcibn de gases es el contacto gas-
llquido para la separacibn del. gas, utilizando la solubilidad
preferencial del gas contaminante en la fase llquida (Perry,
ROSE%).
La absorción de gases está basada en la interacción de 105
gases con un sólido adsorbente, la cual se lleva a cabo cuando
las moléculas o átomos de gas se concentran en la interfast. del
riblido. El gas efluente pasa a través de adaorbentes sólidos
contenidos en un aparato de adsorción (Parker, Perry, Geinfeid) . Muchos compuestos orgánicos pueden ser convertidos a C02
inocuo y agua por combwti6n u oxidaci4n rdpida. Parfi rralizerla,
debe haber una adecuada proporcibn de oxfgeno, temperatura,
turbulencia. tiempo y catalizador ( S i t t i g ) .
Existen aparatos mecánicos o electrostáticos que precipitan
parffcuias y limpian el aire como ciClones, cámaras, colectores,
precipitadores y filtros (Seinfeld).
Los Rétodos químicos usualmente tienen un amplio espectro de
compuestos -que pueden convertir, pero el consumo de energía es
relativamente elevado. it1 consumo de oxidantes es otra desventaja
de estos métodos que incluyen combustión, incineración,
ozonización y cloración.
Los détodos físicos tales como la abnorci6n en líquidas y
adsorción en sólidos tienen la desventaja de que los
contaminantes no son destruidos y aquellos absorbentes utilizados
tienen que ser regerieradoe. De esta forma se crea un nuevo flujo
5
contaminante (.%+nnings,dt f,Petei j . En 1.08 últimos años. una nueva t&cnl.ca de descontaninaci.bn
' está siendo desarrollada. El tratamiento biolbgi.co consiste en
hacer pasar los gases residuales contaminados a través de una
columna empacada o reactor donde se colocan microorganisws en un
material apropiado que les suministro 1.0~1 nut rien tes
compl.emt:!ntarios a aqueI.1.o:~ presentes en el gas residual. Las
principales ventajas de &te metodo son: HUC~OEI COmpUeUtfJU pueden
ser oxi.dados a COS y agua, el método es barato y seguro tanto
para. el hombre como para el ambiente (Jennings.Ottengraf).
Los microorganismos que utilizan los compuestos orgánicos de
la fuente gaseosa que se desea eliminar son obtenidos
sometiéndolos a un cultivo de enriquecimiento con determinadas
concentraciones de solventeo, sin suministrar otra fuente de
Carbono que no sea este tipo de compuestos, tie tal € o m que los
6nicos que sobrevivan sean los que pueden aprovechar éste tipo de
solventes.una vez obtenidos log microorganismos, se inoculan en
el soporte contenido en el reactor para que comience la actividad
mictobiana.
Kneer (Ottengref) &escribe un método para la purifi.caci.ón de
aiie con la cegeneracián del empaque. Las partfculas absorbentes
san continuamente removidas en la parte inferior y después de l a
regeneración se colocan en la cima del contenedor.
Gust (Dttcngraf) descrl.be un trstami.ento de gaa pare
coinpa8'ia:z de i:roiiipoii;tei> de $361 idos reoiduales. Las sust:arici.i.r.;
. .. .. .
6
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c f f c f c c c c c c f c c I:
L
i
similares al humus putdm utilizarse como materiales de: filtro
as1 como abono y turba. La sr.lecciln del empaque est6 determinado
'por la estructura, porosidad, área por unidad de valumen,
resistencia de flujo específica y la habilidad dr*l material pira
retener R ~ U U .
Ottrngrcif y colaboradores han realizado experimentos a nivel
laboratorio y a diferentes escalas, cllos dencribcn un filtro
nicrobiológico que consiste de una columna mickrit de vidrio con
un diámetro de 15 cm. y una altura total de 4 m. La columna ha
sido dividida en cinco etapas similares y una etapa separada de
humidificación en la parte mas alta de la torre gue consta de un
aspersor con un circuito cerrado de recirculación dc agua que
trata de mantener una humedad constante.
Cada una de las etapas del filtro biol6gico contiene un
. soporte que consiste generalmente de turba o conposta, y
dependiendo de la naturaleza de los compuestos orghnicos que se
encuentren contaminando el aire, el filtro ser$ inoculado con los
microorganísmos apropiados para que se inicie una actividad
bioi &gica.
.
Prácticamente los siguientes problemas son encontradrm en el
uso de filtros biológicos:
i) Distribución no hornogenea del flujo del gas a través del árca
filtrante y el envejecimiento del sistema con fomación de
canalcs. de f l u j o , esto provoca la desviünibn del flujo del gas y
dismiriiiyt- 1;i i-<ipiiridad de fi1trL+<*.i<5n (le1 I+. i -h i , .
7
P- - L r
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c c r r
c c c c c
c t c c
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L
L
L
r L
ii) Dificultad pera regular 6.1 contenido de humedad lo que puede
provocar disminuci tin cn I a actividad microbiana cuando existe un
suministro insuficiente de agua, mientras que un exceso promueve
el desarrollo de zonas anaeróbicas desprendiendo productos
metabólicon volátiles malolientes.
iii) Disminución del pH debido a l a oxidación de los nutrientes y
a la formación de metabolitos ácidos lo que puede disminuir lo
actividad microbiana o puede provocar su total ausencia en el
caso de microorganismos acidófobos.
Exinten algunos modelos que pueden describjr el
comportamiento de los microorganiamoe degradadores de solventes
dentro y fuera de un filtro biológico.
La concentración de la fuente de carbono puede ser medida
como función del tiempo. con el fin de determinar las conotant4.s
de crecimiento de los microorganigmos' para varias fuente:: de
carbono. Generalmente l a cinetica de lar, reaccionen
microbiológicas de eliminación pueden ser dedas por l a ecuación
de Monod:
(1 ) Y (dCl/dt) = (CZ/ C1 t Km) CU
(2) cu - cso 4 Y (ClO - Cl)
Donde :
Y = factor de rendimiento Km : ctc de saturacitn
m x :: vel. máximo de crecimiento t = tiempo
cs :: concentracibn de microorgani.smos
C1 := i-oncc!ritrúCifin do sur:trato.
8
c c r i
f c f c c c c c c
c c f c
I, .. Sustituycridb- ' l a i&u&Ci& (2j e11 la ( 1 ) . y' asumiendo
Cso < < < Y (Clo I.. ci) se obtiene :
- ( Clo - C1 )/(dCl/dt) = l/Wu~ax + ( iün/max ) i/ci
Groficando el termino izquierdo como funcibn de l / C l de
acuerdo con la ecuacibn de Lineweavec-Burk las constantes m X y
Km pueden determinarse a partir de l e ordenada y la pendiente de
la grafictt.
c 9
: “ , , . , . , . . . I . , . . . . ..
c F
c f c
c
c c f c
c
DBJETIVOS.
Obtener inicroorganismos degradadores de solventem orghnicos.
Realizar una investigación experimental para estudiar el
funcionamiento de un sistema bivltgico de eliminaci6n de
solventes orgánicos del aire con el empleo de los
microorganisnos previamente obtenidos.
c r L
10
r r L ,
L
c c r
f r c f c f c c c c c . c f c
t
i
NETODOLOGIA Y ACTIVIDADES DESARROLLADAS.
1 . - Realizar una invcntigacibn bibliográfica para reunir
toda la información posible de métodos bioltgicos de degradación
de solventes en medio líquido y sblido, asi cow los métodos
analSticos de cuantificacibn de solventes y dr actividad
microbiano . 2 . - Selecciún de la fuente de carbono.
Para seleccionar In fuonte de carbono que se va a utilizar
para alimentar el filtro y que jugar5 el papel de contominants se
conside ra rán loo oigiiient cs aspectos biuudos en liis
investigaciones bibliogrdficns y experrimrntales:
Composicibn química y características fisicoqulmicas (estado
flsico, volatilidad, reactividad, etc).
- Referencias bibliograficas.
- Usos y alcance en la industria.
3.- Obtención de las fuentes probables de inóculo.
Recolectar muestras de los lugares donde sea más factible
encontrar microorganismos degradadores de solventes org8nicos,
tales como suelos cercanos a gasolinerlas. refinerloo. etc. Rs
decir. lugares donde abunden estos compuestos.
4 . - Selección de los soportes para el filtro.
Esta selección se basa en la revisión bibliográfica
efectuada y tomiindo en cuenta princjpalmc~nte las siguientes
ciirac t e rS 3 t i r x u :
-~
11
c r r
i
c c c c c c c c
c
- DiBponibilidad del qoporte. - Origen natural.
- Consistencia. - Ser inerte a solventes. - Referencias.
5 . - " Pruebas preliminares de los soportas.
A lor, soportes a utilizar se les realizaron una serie de
pruebas pura conocer sua principales característicos y determinar
si. en realidad serán de utilided para este proyecto. Las pruebas
rcalizadas fueron:
a) Contenido de humedari. Se efectu6 para conoccr 1.0
ciipaci.dnd normal de absorcibn de himiidad del soporte. l?st.o piv.ebo
se reali.z6 pesando dos tapan de cajas Petri y poniendol.as a pc:.;n
constante en la estufa a 105-180 C durante 24..-48 h. Sc pcxxirxm 20
g de cada Uno de log soportes(p6r separado) y se agrogakon a lar,
cejas previamente puestas a peso constante. Se pusieron las cajas
en Terminado este
tiempo se volvieron a pesar la@ cajas.
CBlculo del contenido de humedad:
. . ... .
la estufa nuevamente a esta temperatura 24 h.
a = peso de la caja con soporte húmedo.
b = peso de la caja con soporte seco.
o = peso del soporte húmedo.
t de humedad = ( a - b ) / c e 100
.b) Capacidad de retencibn de humedad (nbsorcibn). Al i.gual
que? el. contc+ni.dc> de humedad es importante porque- exi.rste un nivel c f c r 12
c
h
7
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i I: c c t c c c c c c c c c f c r L
, ,
I
óptimo para i u acti.v o¡&rJi.cti (entre 50 y 70 t de l a
capacidad retcrici6n de humedad de l soporte ).
Retodo. Una cantidad pesada de soporte ( menor o igual a 10
g ) previamentc: nee;3do u 1.00-110 C por 24 h, se COlOC3 en un
embudo el cual. contiene un d isco de papel fi.1.tro pogado a la
pared d e l cono. Compactar el. soporte con peqicfios gol.pes sobre
l a mesa y n i v e l a r l o snpcrrfi.ci.c de l soporte con una espátula.
Pmar el. embudo ccm c.1. soporte. Adicionar agua hasta saturar c l
5oporte. de j a r drrmar 01. l l qu ido sobrante y 1.ucgo pesar la
unidad. Calcular l a humedad rritc*nide mor unidad o cantidad. de
noporte seco.
CA1cul.o de retención de humedad.
.:: peso de soporte sc*co
b i.. pcso d e l soportc! seco con e l embudo
c = peso del. soporte húmedo con el ombudo
O de humedad retenida = ( c - b ) / a * 100
c) Porosidad d e l soporte. E1 espacio poroso de l soporte
formado entre l a s par t í cu las sólidas est&. lleno de agua o a i r e y
proporciona e l espacio v i t a l para los organismos que se van a
inocular. El cd lcu lo d e l volumen de poros se realiza
ordinariamente despues de l a deteminacibn de l a densidad
aparente y real de l a s part ícu las . La densidad aparente '. var ía
según e l estado de agregación de l soporte y l a pcoporcibn del
volumen aparente ocupado por los espacios intersticialee q-ue
existen i.nclu::o en los soportes mas compactados. La densi.dati rt.:,.+l
13
de l a s pa r t í cu l de poros.
Densidad aparente. - Mgtodo. Pesar una probeta dc! 1 0 m l y agregar soporte haste
dicho volumen, golpcer 1 0 vece:; l e probeta con soporte sobr<: cl
l i enzo de labora tor io colocado sobre l a mesa de trabajo, Figrcgar
de soporte l o que fo1.te hesta 1.03 10 m l . Pesar l a probeta con el
soporte.
Densidad aparente D.A. = peso d~t1 soporte/ vo1.umc.n i: gr/cc
Densidad r e a l .
Método. Pesar un matraz aiforado vnclo, pesar 5 g de soporto
y co locar los den tm del matraz, agregar una tercera parte dc agua
dest i lada procurando no mojar el matraz por fuera. 1mprimi.r un
movimiento dc rotacíbn 8iiove para desa lo jar e l nire. Reposar 5
minutos;' l l e n a r de agua e l igatraz hasta e l a f o r e con sue1.o y
agua. Pesar e l matroz.con ogua y soporte. Finalmente pesar e l
matraz con agua solamente.
D.B. = a/(a .I b - (c + d) )
Donde:
D.R. = Densidad r ea l
a = soporte s o l o
b = agua sola
c t d =
14
r r L
r i, c c c c c c c c t c c c f c
d) Detenninaci.6n de materia orgánica.
Sirve para conocer e l contenido de materia orgdni.ca de 1.0s
soportes. 6e espera no encontrar materia orgánica e n l e
venniculita mientras que e n e l si.rdo es probable encontrarla en
ZOXXI~C de Compuestos 1i.gnocelulósicos dc d i f f c i l degradación.
Metodo. Poner dos . tíipno d.e cajas Petri u peso constante,
después poner en cada rcija 10 y de cada uno de 1.0s soportes
previamente r.c+cndor; y c01.0c~rl.os en la muf la a 100 C por 48 h,
tranw:UrridfJ este tiempo pesa,r otra vez y calcular e l porcentaje
de materia orgánica por diferencia de pesos.
(cajaisop.nt"co)-(cajaisop.carbonizadO) 2. de materj,a ~. 100 ... - -
org6ri i ca (caja i. soporte seco)-.(caja sola)
e) Reidcción del csopvrte. ~~ ...
Sirve para .conocer , e l pH del noporte y estimar si ser&
fact ible e l desarrollo. de dcroorganismos puesto que estos
crecen en un rang6 de pH entre 6 y 8 , es deci.r, alrededor de la
neut cal idad.
Retodo. Se toman 5 g de soporte y se agregan a un vaso de
precipitado con 1 0 m l de -agua destilada, se agita hasta tener una
mezcla hornogenea .y se l e mide e l pH con un potenciúmetro. I I
6 . - Obtención de los microorganiumos degradadores de I I sol.ventes . !
. .
I
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P-
L
c c
c f c c c c c f c c c c c r c
r i
Con l a s de indcuio se real iza una
suspensión en agua destí leda. Se prepara un medio de cultivo
reportado por Ottengraf ct a l (tabla I) y ne reparte en los
distintos frascos y mat racer,.
Tabla I . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ~ .... . . . . . . . . . .
Componc?n tr. Conccntrncidn (mg/l)
(Wii4) 2C04 1 0 0 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
MgSO4,7€i20 42
KlIZP04 42
K2HFO4 o4
CaC12.2H20 42
FeC13. GB20 1.33 . _ _ _ - ... ..... ..... ............. - ... .. ....
Además se agrega extracto de 1.evadura con urin cuncentreción
in ic ia l de 500 mg/l y se va disininuyendo paulatinamente en leis
fermentaciones posteriores. hasta llegar a una concentreclún de
o. mg/i.
A estos frascos se l ea agrega una determinada cantidad dc>
suspensión de inóculo asf como de solvente (fuente de carbono):
Tabla I1 ... - - . . . . . .- .... - .... - . . -. ...... - .. - - - - _ ..... _. ._ - - _. - .- - - _ ._ ... - - ... - - -. - - ._ - - - .... - - .. - .. - - .
Rec i pi en te vol.medio(ml) vol.inúculo(m1) vol. thirier(m1.)
matraz 1OOOml 75 2 2 . 5
matra8 500ml 35 1 1 '- 1.3
(8*8)cm 20 o. 5-1. o 0 . 8 " 1 . 0
( 5 '2: 6 ) c:in L. o O . 5 . I. . O n.8 3 . 0
------- .... _.
P. bocaancha
Tz. bciciaanctiri _1
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16
r i
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, ? I ., .. ~ , , .. ..... ~ .__^.. * - . - . .
Se incuba día.s, después 'dc. luz cuiilcs
se vuelve a repctir el proceao tomando ahora como inúculn Ins
microorganismos QUP crecieron en los frascos anterinres.
Despu&s de repetir do5 veces este proccdinicntci los
miccoorgoninmos se traspasan a cajas de Petri. Para lo cual se
utiliza cl mismo medio que se indica en lu tabla I al que adcm&a
se agregan 5 g de agar por litro. Este mcdio se distribuye en las
cajas, luego se les agrrgn un volumen medido de solvente y ar:
mezcla con el medio de agar ceperando a que solidifiquc pura
posteriormente agrcgar el inClculo obtenido por cultivo sumergido.
Por último, se aislan los diferentes tipos de colonias cn
tubo5 inclinados, y se rcolizan tlnciones para observar los
microorganismos desarrollados.
c
c c
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c
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c i i f c f f c c c c f c f c f c c
.
, , .
o' de obtencibn
I 13
üc- Jos microorganismos.
m cultivo sumergido
i ogi tnci ón
T 35 C
Is. 4-5 dias cada
lote
B - .
FIGURA 1
38
cultivo en placa 4-5 dfañ.
agar inclinado
4-5 asas.
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del proceso.
5
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r L c c c c I: c I: c c c f c c c c
L
r- L
Descripció
I E l a i r e proveniente del compresor (1) entra a través de una
manguera y l lega hasta unn trampa (2 ) formada por canicas de
vidrio o que se u t i l i z a para eliminar cualquier resto de aceite
contnminantc que pueda traer e l a i re . Despues l a corricntr. pasa
por una mecha humcdecida cbn solvente ( 3 ) que sirve parr3
enriquecer i . s l aire con e l nolvcnte dr trabajo para luego pasar a
otro humidlficndor de agua (4 ) que evito una mayor rapidez en l a
pfirdida dc humedad del f i l t r o . E l a i re pasa por un medidor de
temperatura de bulbo húmedo (5 ) para conocer l a humedad del aire.
La corriente se bifurca (6 ) para posar a l a s dos columnas ( 7 ) que
contienen e l soporte inoculedo y humidificado con solucltn
salina. La corriente oale por l a parte superior de l a columna y
se burbujea en un tren de tubo@ (8) que contienen una solución de
üaOH q6e va a reaccionar con e l C02 que'seká l a variable a medir
(ver mayor explicaeibn en e l siguiente inciso) . Las dos
corrientes se vuelven a unir (9 ) para s a l i r a l exterior. E l f l u j o
de a i re se medirá por medio de una probeta invertida.
8 . - Pruebas pmliainnrco del f i l t r o .
a) Perdida de humedad. Se humedecen los soportes con agua
destilada de ta l f o r k que quQden con una humedad del 7U?k(ml de
agna/g de soporte) y se eibpaca l a columna con e l soporte
perfectoniente bien mezclado con e l líquido, se s e l l a l a columna y
se l e hncc pnnar una ci-irri.cntc de aI. srmcjante a 1ü
lxik dC: d.w> stm;.inilz se vu.i-lvi3 ii obrlr y !A,.
. ~ - .~ ~~~~
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20
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c i: r
c f c c c c c c c c c e: c
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observa la p@rbb&i tli: cdo quc correspondcrfi
al agua evaporada en este.! períodri dr ti.cmpo.
b) BVaporaG~.b.n d.cl. thint~r. Gr. colocan 30 ml de thiner
aproximadamente en un bul.bo (mcdidor de temperatura de bul.bo
húmedo), se conecta el flujo dc aire y so mide el tiempo que
tarda en evaporarse.
c) Anfilisin del. aire dc salida de la% columnar,. Puesto que
no se dispone de un analizador d.*.+' g a m s para conocer la variacibn
de 'las concentraciones.de los distintos compuestos que arrastra
la corriente de a i r e se opte por medir el producto de la
respirociún microbíana, es decir, el desprendimiento de C02, el
cual se aidc haciendo pasar 5 0 1 std. de aire burbujeandolo a la
salida de las columna= en un tren de t ub s de ensaye contenjondo
20 ml dc iiaOH 0 . 5 W cada uno (ver figura 2 ) el cual reacciona
con C02 para Formar Wa2C03 y el exceso de WaOH se-titula con HC1
0 .5 1. La diferencia entre un blanco de NaOH y otro burbujeado
proporciona el
Xntonces,
volumen de NeOH transformado en Wa2C03.
se mide primero un blanco di3 NaOH sin burbujear,
se mide otro de BaOH burbujeado con aire,
otro de NUOH bu.rtxijcado con aire y solvente para
verificar que el thirier no interficera en la reac-.
cidn.
%
La:: reacciones aon las siguientes:
r L
c f f c c
c c
c c c c
Rccici:i.onrs
1 . - C02 + H20 -- .. H3C03
2:" H2C03 i 2NaOH .. - . .. ' . ' - + Nn2CO3 I. 2H20
La sosa que no rcnccionci es mcdih por la títul.ación con
HC1.. El. 1Va2C03 fiuede i.ntccferi.1: en la titulaciln y por lo tanto
se elimna con la adicibn de nncl.2:
3.- Na2CO3 i. RaC12 - .... I3aC03 + 2NaCl
d) Prueba de carbonato ..- Se realizt para determinar si el.
método analítico lograba cuantificar C02. Se agrega una cantidad
pesada de Na2C03 en 25 ml de HC1 1 R y se cierra al instante, de
tal forma que el C02 producido por la reaccidn pasa a l tren de
tubos con NaOH 0 . 5 N y se cuantifica por titulacidn con K 1 . . De
acuerdo con la reacción: .
. Y Na2C03 1{2C03 .+ 2NüOH ~. ....
peso N ~ O H = rm NaOH * peso na2c03/m Wa2C03
n = peso neOH/ pn WaOH
f V = n / Rormalidad Wo'nualidad = n / 'V ------ _ _ Experimentalmente, la diferencia de volwaen de HCi utilizado
para titular un blanco de NaOH y otro de NaOH con carbonato será
'V = V blanco - V NaC03
Donde "V ser9 el, volumen de NnOH quc rí-accicrnl
' experimentalmente. Una vez conocidos el volumen experimental y el
volumen tetrico sc puede conocer el rendimie!rito de la re'icc:i.bn :
Rendimiento :: Vt.:xp/ V t e o ii 1.00
c c c 22
r I L
!P- I
i
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c c c c c c t I: c c c .c c c c r b
Cdlculos para determinar c.1 C02 presente en el aire.
Vol.gaetado de lIC1 Vol.gactado de Vol. de .BaOH ,cn un blanco de 10 ml - HC1 pUra titular = , transformado en üaOH . 5 N(testigu -1 l a %»sa residual. Na2e03.
( 1 ) ( 2 ) ( 3- 1
( 3 ) Normtilidad del lICl z. meq dc COS
meq de C02 * 44/2 = mg de C02
mg de C02 * 1/44 = moles de C02
moles de C02 * 12 = mg de Carbono.
Nota: Lon 5 0 litros estándar de aire ( P= : l atm, T=298.15 K)
se transforman al volumen de trabajo utilizando las condiciones
de operacíón del sistema (presibn de l a ciudad de [email protected] 0.8344
atm y temperatura. de la corriente de aire). Con el 'uso de 10 1.ey
!
!
de los gasgs ideales: I , . . I . . *
P1 V1 / T1 = P2 V2 / T2
9.- Inoculaciún del f i l t r o y pruebas de purificación.
Inocu3eción.
El soporto se inocula con los microorganianos obtenidos en
el cultive) sumergido utilizando una piseta con una boquillu
angosta a manera de atumimdor. Con esta misma piseta el soporte
sc imprcgnn de solución salina. que proporciona los nutricntcs
'neccsorios para el desarrollo microbíano, a excepción de la
fuente de' carbono que será proporcionada por l a corriente de
a i r e . Adem&,, en ca:sc> n&c:~+::í\i:i.~:i sci ;lg1:cgr7 a ~ u a d n ~ t i . l . i ~ d a hasta
23
r c f c c c c r
c c f f c c c
L
L
L
r L
c
, . . . , , , ,
. \ obtener una h 1120 / g dc soporte)
aproximadamente, para que ilr: mantenga por arriba drl 50% de
humedad durante un pc?rS.odo de tiempo prolongado para que se lleve
a cabo un buen desarrollo microbiano.
Se empacan 1a.s columnas con los soportes inoculados y Be
cierran heméticamentc. Se concctan a la corriente de aire por la
parte inferior y se deja en sistema continuo hasta el final de j
las pruebas. I
NediciLSn del. C02 de la corriente de salido.
Despuhs de transcurridos tres días medir el C02 empleando el.
tren de tubos con laOH, burbujeando como en las pruebas
preliminares 50 litros std de aire. La cantidad de C02 produci.do
por le respiracih microbinna se va a determinar de la siguic5ntr-
forma:
i
.~ -
.- . . ... C02'medido - CQ2 blanco = COZ de la respircicibn.
Pueqto gue :
COZ medido (total) = M 2 blanco [del atre) t C02 respiraci.fin.
Bntas mediciones &e realizan cada dos o tres días con 1.0 qx1.c
ae va u determinar 1.a utilidad de este sistema a l conocer la
produccilin dc! C02 y en caso dc yi2.e la haya, obtener una c.in6tl.r.i;
de la reepi.raci.ón.
10 . - Llc?var a cabo un análisis de los reoultados y discutir
las posibles cciusas qyc los origlncin.
24
I c
r i
resultados obtenidos y dar 1.m recomendaciones necevari.ss para c futuros invcntigncíoneu.
c
c c c c
. ' C
c i: r
..
. . . , .
r r c c c c f c f [:
c c C ' I: [:
c c c c
i
i , , , ,. , .
1 . .- DespuEs de uno. invest i gnción bibli.ogrAf ica se obtuvieron
referencias que se utilizaron colno bases para este trabajo, entre
lac, mde. lmportantes estan lar, publicaciones de Ottengraf y
Alexander.
2.- Selección de la furcnte de carbono (solventes).
S e . seleccionó al thiner como el solvente, orgdnico a
utilizame para todo el proyecto por las siguientes razones:
- Ha nido el solvente empleado en investigaciones anteriores. - 3e encuentra comúnmente contaminando .e1 aire proven,iente de la
industria química y petrol e m pri.ncipalmentc.
RstS formado por vnri.i:m nompuestnc, rirgfini.co:s que son e1
tol.uerlv, etilaeetato. butilncctoto y butanol; todos c 1 l . o ~ dc bajo
peso molecular: y cadena lineal ( a excepciln del 'tolueno ) lo .que ..
puede permitir una fácil biodegradacibri por parte de 1.13s
iaicroorgani~mus así como la aparición de una microflora mixta we
pueda aprovechar toda esta gama de compuestos.
-- Su estado físico en condiciones ambientales es líquido y. se
volatilizo con facflidad; es drxi.r, para nuestras condiciones
experimentales es bastante practico.
3:. Obtencitn de las.fuentes de inbculo.
Se rci:rc>lc!ctaron mnestra-, de suelos provenientes de las
rcfincr1a.s dc Azcapotzii1:co. D .F. y Poza Rica Veroci:uz; de
,? .,.,. j .,.. : . . . j : ' : ,
gasolinerfao y tallems de pintura tisf ,cmo lodos activados de la
plante de tret~ahiento hghas reui.&ualer: del cerro de la ., L , , , >,i;;~$ . ' , . .H
Estrella.
4.- Seleccibn de los soportes para el filtro.
a) Abono de SIRDO. (Sistema Integral de Reciclamiento de
Desechos Orgánicos). Puesto que en las referencias se reporta el
uso dc turba y/o productos de composteo constituídos por residuos
orgánicos que han sufrido procesos de degradación. Dndn In
indisponibiiidad de la turba se escogt.6 el abono dc GIRüO por sc'r
tambi.én 'un producto de l a degradación de desecho:; orgfini.ccir,
medi.antti. un pro<lC%X-J dc composteo y q,uc. podemoo ck.rxi.dvrar COINO
parecido a la turba y se encuentra dísponi.ble en ~1.giinos 1iiyarc.s
de MExico D.F.
b) Venniculita. Flrmula química < mg2.36 'Fo0.48 A10.16 (ni i)2
A11,28 Ci2.72 O10 Mg0.32 (H20)4 > . Es un silicato qui? f(~)in17~.
escamas incoloras, enaarillontas, pardas o verdes con bri.I.lo
pelardo, es un matorial m y ligero y tiene la capacidad de
absorber agua: u otro tipo de líquidos. Gencralemente se utiliza
para retener la humedad en jardincrfo y como aislatitci dti
tcmppratura.
. . . . .: .. ....
I
11
5 . - Prueba-. preliminares de los soportes.
a) Contenido de humedad.
Peso de caja Petri vacla
Peso de c;?ja Pt-tri txin ~ o p o r t ; ~ libmedo
i T T Pt-::;i, dr.
Flrmul ci
8 de humedad
VI: rmi. IX
I ::: 35.5 g
I1 * 55.5 g
I11 c: 5 4 . 6 g
z Iliim- 1. . 5
TIY
Y - a 100
GIRD0
I ..- 35.6 g
I1 :. 5 5 . 6 g
T Y I .: 50.0 g
7, Hum i= 2 8 . 0
k de r c - t e n c i . h n d~ humedad :- i7
Vcimf cu.1. i tíi
A =: 472.5 g
n = 4.93.13 g
c r: 10.0 g
Il 21.3 g.
r( -: 3 . 7 g
G / c i 1.00
s T nnn A = 4 7 2 . 7 g
r: 489.0 g
r -. 1.0.0 g
n = 16.3 g
x - 1.7 g
28
P :~ 3.5 y _. P :- 3 . 5 g
G = 1.8 g G : : 1 . . 8 g
RA = 133 B RH = 145 2.
C ) Porosidad.
A = probetn 4. soporte
B :.:: probc!ta .I. agua co1.n
C .I n : probcta .I soprtr. I agua
E :E peso deJ. soporte
P = volumen
G = probeta c o l a
Densidad aparente 'D.A. = E / P
VERMICULITA
D. Aparcntc
A ': 7?.3 g
I; :;: 68.1 g
E = 5 . 7 g
Y? , r I O r n l .
c- "
i
r-
i-
v - P
x :: L
L
A 5 0 g
c 152.8 g
r I n : 1 5 4 . 0 g
7J.R. - 1 . 0 3 6
dc poroc. - 49.42
d) Il~?t&nniriación de
peso . c a j a P c t r i ::ola
c a j a P e t r i .I s o p o r t o
c a j a P c t r i I roportc
, ' . ... . 'I I . . L.". . , .
P x '' Y U de materia orgóiiica :. . * 100
L
r-
L Vc mi.cu l i. t a
V :- 35.6 g
X - 40.ú g -
Y 4 0 . 3 g
N.O.= 6 %
e ) Rcocciún
pIi verniicii.l.ita ::
pfl SIRDO :.: 7 . 7
r, 7 8 (J
. : n 157.0 g
r I n 1 4 8 . 1 g
n.n. 0.929
:, dr? poros = 84 .7
m a t e r i a i:irg:inica.
:ic1co
carbonizado
x '' v
SI:RDO
v :.: 35.5 g
X : 40.5 g .
Y ::: 39.25 g
M.O. =- 25.05,
del soporte.
7 . 6
Tilbla 111.
4 9 . 4 8 4 . 7
2 5 . 0 6 .0
7.7 7.G
vii.rmiculita, t i en en pr<rrp.i.cdodi:s adecuadas paro sil emplco 11ri <:.1
presente prciyectc) ya qui? : - _ _
... La capacidcid de retenci.ón di- humedad es nl.t:a, 1.o que
suponemos vu a f a v o r e c e r la rc!tctnci.fin d c l solvente y di21 agua
prcsentcs e n e l a i m , e v i t ando que sc s e w con fcici.1i.dnd al.
someterse a un uso prolongado.
-. La matt?ri.a <srgfinico es ma)mr cn e1 ni,rdci gue en la
vc.nniculi.tci y di: acuerdo con l a l i t e r a t u r a estos compuestos
orgánicos son substancias l i g n o c e l u l b s i c a e no .b iodegradablcs por
l o que no i .nterEicren con e l filtrlii b iu lúg i c o . Estos compuestciu
ti.cricin ademds la v en t a j a de que l e dan estabi. l i ,dnd al. noportr?
clLandc> 965
31
-. Lo porosi.d.ad se p i i ~ d e cr>n::i.derar como humo en anihos
s o p o r t e s porquti. en la mayor pi.irtr* d.e las :mriloz dondr t::>:ir.ti.
a c t i.vid.od mi.crcihfana 1.a mi.tad dci. vciI.umen est6 ocupada por
partí.cii1.iis :,&Sidas y la otro ini.tnd por poros l l e n o s de iiguo y
a i r e , amhcm esenciales paro l.a v ida acrc>bi.a. El. s i r d o e s t 3 muy
prbximci il e s t a proporci.ón por 1 c) que rx consi .drra un buen ~..op:~rt:~.:.
para el. d.esnrro1.l.o de 1.a acti.vi.dnd microhi.ana mientras quc! 1u
verniiculi til t i . e n c una porcJsi.d,nd mucho maycir que cons i dt: mino?,
puede contr i .hui . r a u.n m c j c i r d . e ~ , c ~ r i ~ c ~ l . l , ~ ~ mi.crcibi.ano. La iiiayoc1.n de
lor, soporte:: con tamaño d.1: porn grmidt? pernii ten +?l. paso dt. ngi1.a
rapidamente p o r lo que no s e rc.ti.ene Sa a u f i . c i e n t e , pero l.n v e r .
mfcÜ1it~a"tiene l a caracterrst im tic ahzorhcr la con f a d 1.i.dnd.
G . - Obtencibn de lo-, microorgani.r,mos degradadores de
s o l v e n t e s .
nil. t i.vo sumergido.
De 1 os rncdi.cm e n CUI t i v o %umergi.dci se i:ibtuvi.r.ron
f undnme n t o h e n t c gram
negat i.vci8 y ngiupnci.cines csfF :r i .cas ci grumos comúnmente 1.l.clmndc)s
pe 1 IC t s .
est i'uc t lira ?, hac i 1. a res p l eom6 r f f cas
r
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r- i.
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c-
1 . - Montaje .del. oqui.po y descripciún d e l proceso . Descr i to e n l a metodología.
8 . -- Pruebas prcl iminares . de l o s soportes .
33 . . 4
c
L Despufis de una scmunci de d e j a r pasar la c o r r i c m t c de tiirc. a
t r a v e s dc2 1u colunina : c
b
soporte p~:.;o in ic i . i i1 p c . : : ~ f j r i n l pr. rdi. da humc!dnd r L Vc rnii cul i tü 1 7 7 . 1 CJ 15c.o cj 25;4 y
P s i r d o 1.057.0 9 3 0 2 . 0 <3 75.0 g - L
L
P - r L
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~ . z ... , . . . ,~
."
..-.
) ric.~:c.:;;irl.u pire burbujear los G4 1
-> c. mide cl f l u j o de irirc que s~i lc p->vr cada columna por medio dc.
uiia probvtü irivi-rtida ( VI.^^ f i gura 1 )
0.-
... . r"
i.
Ejemplo : r-
-. Volumcri probeta :: 250 ml
r Tiempo en llenarssl-. 1u probeta con aire = 10 s. i
FlUj iJ ~ r i I. / h :- 3 G O O s / 1 h t (0.25 1 1 10 SI::: 0.90 1 / h c
y como se deben burbujear G4 1 e l tiempo será: i
c
L
G O 1 * G O m i n tipq>,> .: . . .. . ... .. .. . .. .. ., . :. 40 mir i
7 0 1
.-
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P
-
L
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L
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Fi.gura 3.
de aire
36
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E
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C
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C
C
C
C
c c C
C
d) Prueba del. corbonat1.i
Volumen e x p c rimen t a l gastado.
Vdl. 15;;011 blanco :: 5 0 . 1 ml
r-
L
~~l’Lcediinicnto .: 9 . 3 1 1 3 .3G x 100 = G3:G U
De esta forma, se comprueba qui- el. metodo :;$. logra mcd1.r cl.
C02 produ c 1 . d ~ ~ pc I::<> no tot almcii tt- .
3 . P r u c . L i r del. fi.l,trci.
Sc rea l i zaron cada t:c>rct:r d í a las mediciones p c ~ r d u ~ 1.i ixidci
u 48.1 ?5 2.9 1.G82 37.00
. 13. ? 3 / . - 1.7e 78.20 - f . - 5 48.7. 2G J . . 7 1.682 37,OO
7 4 8 . 4 21 2.6 1.508 33.10
a
.. . . . .
10 18.2 2 1. 2.8 1.. 634 35.7:
12 48.1 .. -21 2.9 1. t82 37. OC
14 48.0 22 3.0 I.. 740 3 8 . 1 8
17 47.9 22 3.1 1.798 39.56
13 48.1 21 2.9 I.. 182 3?. O3
r-
L"
F"
i.
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L
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c c c c c IT
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c c c c C
32
31
..
' 2.5
' 2.4
.
.
tierrpo ( d5a.s).
VEXhiICULITii .
39
Diu v HC1 T f C . 5 v Nuoir meq c02 mg C02 ml nire 1. i - a n r f x N IiC1. x 44/2
0 - 43.2 25 7.s 4.524 99.53
3 Cl.@ 23 3 . 0 .5.220 114. $4.
5 (11.. 9 26 9 , I. 7 . 2 7 3 1.1 G. 1.2
7 4.4.'. o. 2 1. 7.0 4.0GO c 9 . 7 1
10 46.0 2: 5.0 2. 930 6 7 . 8 0
12 46.6 23 .1. . 4. 2.552 5 C . 14
14 45.1 23 6 .0 3.450 77.92
17 4 3 . 6 22 7.4 4.292 04.42
19 45.2 24 5.8 3.354 71.00
.- . Ver la grfif ira cn la página siguicntc .
4 0
L
c
r-
L
coz producido
120
11 o
100
90
80
70
60
50
40
30
V NaOH V NaOH coz producido transformado
120
- 9
' 4
' 3
. 2
. . .
3 5 7 9 11 13 17 19 tiempo ( d í a s ) .
i
c 41 c
I '
C I . . . -- c 1 0 . DISCUCIOAES.
L_ Con l a f 1.nal.i.dod di: t . : i O t < : n c r el mayor número de cc!pas
r microbianas posibles, c z dc:cir, una mi.croflora mixta ( h<>n<JCJS,
bacterias y actinomicetoz:) cl iriÍ~i-Ulc i.ni.cia1. estuvo CcmStituldO
por fuentes muy di.versar. txmw sucl.os di? ref incrfuc, pozos
pc t ro 1 e ros, gasol i ne r í as, t a 1 1. c IXL: d o pi. n t u rn y lodos ac: t i vados
r L.
r i
c
42
43
.
CH3(CH ) CH --------+ CH ( C H ) CH OH 7---+ 2 2 3 3 2 2 2
v beth (o)
CH 3 ( C H 2 2 ) CO 2 H -------- CH3( CH2 )2CH0 --------- +
CH3COCH CQ E --------- 2 C H CO H ----------e 2 2 3 2
2 C 0 2 + ENERGIA (asimilación)
- _ -
45
4 6.
.- ,
47
48
I- L
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49
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