ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA VIDA CARRERA DE INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA “BIODEGRADABILIDAD DE POLIETILENO TEREFTALATO Y DE OXOPOLIETILENO, A NIVEL DE LABORATORIO, POR LA ACCIÓN DE BACTERIAS NATIVAS PRESENTES EN HUMUS DE LOMBRIZ, CABALLO Y GALLINA”. Previa a la obtención de Grado Académico o Título de: INGENIERO EN BIOTECNOLOGÍA ELABORADO POR: MAURICIO FABIÁN MEZA VARGAS

INTRODUCCIÓN ANTECEDENTES PLÁSTICOS

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DERIVADO DEL PETRÓLEO 70% BASURA = OCÉANO BIODEGRADACIÓN PLÁSTICOS MUERTE DE ANIMALES ALTERNATIVAS CONCIENTIZACIÓN DE LAS PERSONAS

INDUSTRIA DEL PLÁSTICO MARCO TEÓRICO INDUSTRIA DEL PLÁSTICO

MARCO TEÓRICO PLÁSTICO ESTRUCTURA INTERNA NATURALEZA TERMOPLÁSTICOS NATURALES TERMOESTABLES SINTÉTICOS ELASTÓMEROS

MARCO TEÓRICO IMPACTO AMBIENTAL HUMUS ABONO ORGÁNICO ALTERNATIVA ECOLÓGICA FUENTE DE NUTRIENTES HERRAMIENTA BIOTECNOLÓGICA VARIEDAD DE POBLACIÓN BACTERIANA BACTERIAS, HONGOS, ACTINOMICETES

BIODEGRADABILIDAD DE PLÁSTICOS MARCO TEÓRICO BIODEGRADABILIDAD DE PLÁSTICOS Fuente: Bonhommea et al., 2003

MARCO TEÓRICO MECANISMO DE BIODEGRADABILIDAD FACTORES DE LA BIODEGRADABILIDAD PRE-TRATAMIENTO PROPIEDADES HIDROFÍLICAS FIJACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS PESO MOLECULAR, DENSIDAD FUENTE DE CARBONO REGIONES AMORFAS ABSORCIÓN DE OXÍGENO ESTRUCTURA DEL PLÁSTICO EVOLUCIÓN DE CO2 COMPOSICIÓN MOLECULAR CAMBIOS EN LA ESTRUCTURA DEL PLÁSTICO

OBJETIVOS GENERAL ESPECÍFICOS Determinar la biodegradación del polietileno tereftalato y de oxopolietileno por la acción de bacterias nativas presentes en humus de lombriz, caballo y gallina. Producir biomasa a partir de un medio líquido idóneo para el crecimiento de bacterias nativas presentes en los humus. Identificar las bacterias desarrolladas al final de la investigación en el medio líquido. Evaluar la biodegradabilidad de los microorganismos de cada humus sobre los dos tipos de plástico. Determinar el humus que biodegrada más efectivamente cada uno de los plásticos Establecer las directrices necesarias para la ejecución de la metodología de biodegradación eficiente tanto para el polietileno tereftalato y oxopolietileno. Ensayar el pronóstico del tiempo de vida media de los dos tipos de plásticos. GENERAL ESPECÍFICOS

HIPÓTESIS Las bacterias nativas presentes en los humus degradan el polietileno tereftalato y el oxopolietileno.

MATERIALES Y MÉTODOS Humus de lombriz, caballo y gallina. Medio de Cultivo Humus de lombriz, caballo y gallina. (NH4)2SO4 NaNO3 K2HPO4 KCl MgSO4(7H2O) Polietileno tereftalato y oxopolietileno Trituración = finas partículas A B Figura 1.- Preparación del polvo de los plásticos A) Polietileno Tereftalato B) Oxopolietileno (Meza, 2012).

MATERIALES Y MÉTODOS Biodegradabilidad de los dos tipos de plásticos Determinación de la biodegradabilidad de los plásticos Crecimiento determinado por espectrofotometría Identificación de microorganismos Temperatura 22°C; Luz, pH y oxigenación Adaptación y obtención de biomasa

RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONDICIONES AMBIENTALES TEMPERATURA HUMEDAD RELATIVA

RESULTADOS Y DISCUSIÓN POLIETILENO TEREFTALATO CURVAS DE CRECIMIENTO HUMUS DE CABALLO HUMUS DE GALLINA

RESULTADOS Y DISCUSIÓN HUMUS DE LOMBRIZ OXOPOLIETILENO HUMUS DE CABALLO

RESULTADOS Y DISCUSIÓN HUMUS DE GALLINA HUMUS DE LOMBRIZ

RESULTADOS Y DISCUSIÓN BIODEGRADACIÓN DEL POLIETILENO TEREFTALATO

RESULTADOS Y DISCUSIÓN ANÁLISIS ESTADÍSTICO EN LA BIODEGRADACIÓN DEL POLIETILENO TEREFTALATO Prueba: Duncan Alfa=0.10 Error: 14.1870 gl: 72 HUMUS Medias N E.E. Gallina 3.76 25 0.75 A Lombriz 4.46 Caballo 5.67 0.75 B

RESULTADOS Y DISCUSIÓN BIODEGRADACIÓN DEL OXOPOLIETILENO

RESULTADOS Y DISCUSIÓN ANÁLISIS ESTADÍSTICO EN LA BIODEGRADACIÓN DEL OXOPOLIETILENO Prueba: Duncan Alfa=0.10 Error: 0.2681 gl: 72 HUMUS Medias N E.E. Gallina 0.15 25 0.10 A Caballo 0.22 Lombriz 1.28 0.10 B

RESULTADOS Y DISCUSIÓN IDENTIFICACIÓN DE MICROORGANISMOS   TINCIÓN OXIDASA MOTILIDAD H2S INDOL KCN NITRATO GLUCOSA XYL V.P Microgen ID SOFTWARE 1 - + Acinetobacter baumannii 2 Pseudomonas stutzeri 3 Pseudomonas putida 4 Vibrio fluvialis 5 Burkholderia sp. 6 Bacillus spp 7 Acinetobacter lwoffi 8 Pseudomonas fluorescens 9 Xanthomonas sp. 10 Alcaligenes faecalis

RESULTADOS Y DISCUSIÓN PRONÓSTICO DEL TIEMPO DE VIDA MEDIA TIPO DE PLÁSTICO VIDA MEDIA (DÍAS) VIDA MEDIA (AÑOS) POLIETILENO TEREFTALATO 170 36 OXOPOLIETILENO 46 10

CONCLUSIONES Las bacterias nativas de los humus de gallina, lombriz y gallina crecieron obteniendo la fuente de carbono a partir de los plásticos que fueron objetos de estudio. Estadísticamente el humus de caballo degradó un mayor porcentaje (10.89) de polietileno tereftalato. Los humus de gallina y lombriz estadísticamente son iguales pero necesitaron mayor tiempo de adaptación para biodegradar más efectivamente al polietileno tereftalato. El humus de lombriz fue el mejor tratamiento estadísticamente al biodegradar de forma efectiva al oxopolietileno con un 39.99%. Estadísticamente el humus de caballo y gallina son iguales entre sí presentando un 6,49 y 5,28 porciento de biodegradación para el oxopolietileno El tiempo de vida media del polietileno tereftalato es de 170 días. El tiempo de vida media del oxopolietileno es de 46 días.

RECOMENDACIONES Al momento de realizar el pre-tratamiento de los plásticos, usar una trituradora semi – industrial para que exista mayor homogeneidad entre las partículas de los plásticos. Realizar el proceso de biodegradación con los otros tipos de plásticos que existen. Experimentar con el humus de vaca debido a que este mamífero posee cuatro estómagos con lo cual habrá mayor cantidad de microorganismos. Probar el proceso de biodegradación de los plásticos con hongos o actinomicetes. Varias investigaciones realizadas señalan que los resultados son mejores con estos organismos. Caracterizar de forma completa a nivel molecular a los microorganismos de los humus que son encargados de la biodegradación de los plásticos. Realizar el proceso de biodegradación con bacterias específicas como es el caso de: Pseudomonas sp., Brevibacillus sp., Rhodococcus sp., Xanthomonas sp., Mycobacterium sp.

AGRADECIMIENTOS PARA RECORDAR: TODO SE LOGRA SI TIENES: EL CAMINO A LA FELICIDAD NO ES RECTO EXISTEN CURVAS LLAMADAS EQUIVOCACIONES. EXISTEN SEMÁFOROS LLAMADOS AMIGOS. LUCES DE PRECAUCIÓN LLAMADOS FAMILIA. TODO SE LOGRA SI TIENES: UNA LLANTA DE RESPUESTO LLAMADA DECISIÓN. UN POTENTE MOTOR LLAMADO AMOR. UN BUEN SEGURO LLAMADO FE. ABUNDANTE COMBUSTIBLE LLAMADO PACIENCIA. SOBRE TODO UN EXPERTO CONDUCTOR LLAMADO DIOS.