Biotecnología

Un biorreactor es un recipiente o sistema que mantiene un ambiente biológicamente activo. En algunos casos, un biorreactor es un recipiente en el que se lleva a cabo un proceso químico que involucra organismos o sustancias bioquímicamente activas derivadas de dichos organismos. Este proceso puede ser aeróbico o anaeróbio. Estos biorreactores son comúnmente cilíndricos, variando en tamaño desde algunos mililitros hasta metros cúbicos y son usualmente fabricados en acero inoxidable.

Un biorreactor puede ser también un dispositivo o sistema empleado para hacer crecer células o tejidos en operaciones de cultivo celular. Estos dispositivos se encuentran en desarrollo para su uso en ingeniería de tejidos.- ..................................:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=7ff1e7ff44bb11a0de68481d5f3cf40065bc5fba&writer=rdf2latex&return_to=Biorreactor

¿Qué es un biorreactor?

16 de enero de 2015 Publicado por Ramón Contreras

Los biorreactores son los medios de cultivo optimizados empleados para la producción de sustancias a gran escala. Por ejemplo, las grandes cubas de vino o de cerveza, que pueden llegar a contener 30 mil litros de líquido se consideran biorreactores, puesto que otorgan a las levaduras fermentadoras su medio de crecimiento óptimo para la función deseada. Aunque en estos casos concretos, donde se pretende que un organismo realice una fermentación, los biorreactores se denominan también fermentadores.

Un biorreactor de laboratorio cabe encima de una mesa de trabajo.

Cuando se obtiene un resultado en un biorreactor de laboratorio debe poderse reproducir en grandes cantidades, ha de ser escalable. Por ejemplo, cuando se supo cómo sintetizar ácido cítrico en el laboratorio y se quiso desarrollar la tecnología para la síntesis a gran escala fue necesario adaptar las condiciones óptimas de crecimiento de las bacterias. En el laboratorio las bacterias que producían el ácido cítrico en un medio pequeño, en un matraz con 200 ml, no se comportaban de la misma manera cuando se probaba de replicar el proyecto en un volumen mayor, de varios miles de litros.

Existen biorreactores de muchos tipos, casi tantos como reacciones que se quieren llevar a cabo. Dependiendo del cultivo biológico que quiere llevare a cabo pueden dividirse en los que son para organismos aerobios, anaerobios o aerobios facultativos. En cada uno de ellos el sistema de aireación o aislamiento variará. Del mismo modo, dependiendo del organismo, su crecimiento se verá favorecido por una aireación con burbujas, como en el caso de líquenes, o con agitación, la aireación más normal en crecimiento bacteriano. En el caso de las fermentaciones debe tenerse en cuenta si la fermentación es en superficie (solo se sella a cabo en la parte de arriba del líquido), donde deberá dejarse un poco de aire en la parte de arriba del fermentador. O en profundidad (en todo el volumen del fermentador), donde la poca aireación que necesiten las levaduras deberá proporcionarse con la reposición del medio cada cierto tiempo.

Dentro de cada uno de estos existen diferencias dependiendo si se pretende crecer bacterias, levaduras o células vegetales o células animales.

Las diferencias principales son la reposición del medio, que es mayor en los cultivos de bacterias, puesto que crecen con mayor velocidad, agotando antes el medio. Variaciones de temperatura, dependiendo el organismo su temperatura óptima de crecimiento. O agitación, en este aspecto son las células vegetales las que pueden variar más en su cultivo, puesto que pueden crecerse en agregados, con baja agitación o en células libres, para las que se usa una alta agitación.

Al contrario que las bacterias, levaduras y células vegetales las células animales cuando se crecen en biorreactores necesitan una agitación baja, o nula, puesto que la mayoría de tejidos necesitan, la proximidad de otras células para poder sobrevivir. Sin embargo pueden crecer en un biorreactor de lecho fluido (en un material cerámico poroso). En ocasiones y con un poco más de agitación pueden crecerse en fibra hueca, que retiene las células pero permite el paso de más sustancias en el espacio intercelular. Finalmente, la versión menos drástica de inmovilidad de células animales es la de lecho empaquetado, donde las células se encuentran dentro de una matriz y el medio fluye a su través.

La biorretención es el proceso en el que los contaminantes y la sedimentación se eliminan de la escorrentía del agua de lluvia. El agua pluvial se almacena en el área de tratamiento, el cual consiste en una franja de pasto, una cama de arena, una zona de encharcamiento, una capa de materia orgánica o mantillo, el suelo para plantar, y las plantas. Primero, el escurrimiento pasa sobre o a través de la capa de arena, esto ralentiza la velocidad del fluido y lo distribuye uniformemente a lo largo de la zona de encharcamiento, que está compuesta por la capa de materia orgánica y/o la cubierta vegetal y el suelo donde se llevará a cabo la siembra. El área de encharcamiento debe tener medidas específicas, pues el centro presentará un humdimiento. El agua será acumulada a una profundidad de 15 cm y se infiltrará gradualmente al área de biorretención o bien, será evapotranspirada. La zona de biorretención debe ser medida para desviar el exceso de escorrentía en la misma. El agua almacenada en esta etapa es exfiltrada hacia los suelos subyacentes durante los días siguientes.- .....................................:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=0733d04592ae54f6addea74d263f49a640042706&writer=rdf2latex&return_to=Biorretenci%C3%B3n

Áreas de biorretención

Son técnicas de drenaje urbano diseñados principalmente para el control de la calidad del agua antes de su vertido al medio, ya que su capacidad para el control de caudal es bastante reducida.

En estas áreas, que han de ser zonas algo deprimidas, se facilita la infiltración del agua colocando un suelo muy permeable bajo una capa de mulch o filtro orgánico y un dren colector de arena o gravilla. La eliminación de la contaminación se optimiza mediante la presencia de vegetación. Para un perfecto funcionamiento de estas técnicas se precisa de un sistema de pretratamiento como una zanja vegetal de infiltración y un dren filtrante perimetral de arena. También es aconsejable la colocación de un desagüe de emergencia.

El alto rendimiento de esta técnica en la eliminación de contaminantes se debe a la variedad de mecanismos presentes. La franja filtrante reduce la velocidad de la escorrentía permitiendo la deposición de las sustancias de mayor tamaño. En la zona de detención se facilita la infiltración, evaporación y la sedimentación de partículas. El mulch favorece el crecimiento de microorganismos que eliminan hidrocarburos y materia orgánica. Estos contaminantes también se eliminan en el suelo filtrante, además de hacerlo también los metales pesados y nutrientes. La vegetación favorece la remoción de contaminantes y la estabilización del suelo.

El volumen de calidad de agua es infiltrado a través del preparado edáfico y sale por el sistema de drenes. Los requerimientos necesarios para la disposición de esta técnica son que el área de drenaje debe estar entre las 0,2 y 1 hectáreas, el tamaño mínimo que ha de tener es de uno 18 m2, la pendiente del terreno donde se sitúa no ha de superar el 6% y la distancia mínima al nivel freático es de 0,6 m.

Estos sistemas pueden construirse para tratar el agua de escorrentía de zonas residenciales.

Usos típicos:

• Gestión de la escorrentía en zonas residenciales y comerciales.
• Esta técnica trata la escorrentía de extensiones de más o menos una hectárea, si se quiere tratar una superficie mayor, es recomendable usar varias áreas de biorretención y dividir dicha superficie
• Son superficies ajardinadas en depresión que además pueden tener otros usos como islas en estacionamientos, medianas de carretera o de funcionalidad estética en calles.

 Ventajas/beneficios:

• Reducen la escorrentía, es recomendable en zonas muy impermeables, como las áreas de aparcamiento.
• Elimina sedimentos finos, metales pesados, bacterias, nutrientes y materia orgánica.
• Su diseño es flexible, hay varias opciones según diferentes condiciones que pueden darse.
• Son estéticamente atractivas

Desventajas y limitaciones:

• No son apropiadas en zonas con pendientes superiores al 15%.
• Las altas cargas de sedimentos pueden causar problemas, se recomienda algún tipo de pretratamiento.
• Flujos concentrados pueden necesitar una consideración especial en el diseño.

 Requisitos de mantenimiento:

• Mantenimiento de rutina de zonas ajardinadas, eliminación de malashierbas y retirada de restos de poda y de plantas muertas.
• Control de los sedimentos en la zona de césped.

Rendimiento

• Reducción del caudal punta: MEDIO
• Reducción de volumen: MEDIO (alto con infiltración)
• Tratamiento de calidad de agua: BUENO
• Potencial beneficio social/urbana: BUENO
• Potencial ecológico: MEDIO