Browsing by Author "Jiménez Pacheco, Hugo Guillermo"

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    Aislamiento, Caracterización e Identificación del Consorcio Microbiano con Potencial Degradativo de Cromo
    (Universidad Católica de Santa María, 2019-10-04) Cáceres Silva, Gabriela Valery
    En el presente trabajo de investigación se aisló, caracterizó e identificó microorganismos a partir de los efluentes de curtiembre del Parque Industrial de Río Seco ubicado en el distrito de Cerro Colorado, en la ciudad de Arequipa, con capacidad de resistencia a concentraciones elevadas de cromo (VI) y poder evaluar la capacidad degradativa de las bacterias frente a este metal. Bajo este criterio, primero se tomaron muestras del efluente de la curtiembre del PIRS (Parque Industrial de Río Seco). Para determinar sólo presencia de bacterias, se utilizó el medio de cultivo LB, posteriormente para seleccionar las cepas que resisten a concentraciones altas de cromo, se cultivaron todas las colonias en el mismo medio añadiendo 500 mg/L de Dicromato de potasio, donde de aislaron 5 cepas diferentes. Posteriormente, se procedió a la identificación morfológica y bioquímica de cada cepa, encontrando las siguientes bacterias: Bacillus subtilis, Enterobacter cloacae, Klebsiella oxycata, Pseudomona aeruginosa y Escherichia coli. Luego, se determinó la susceptibilidad de las bacterias ante diferentes concentraciones de cromo; determinando que la concentración a cual resistieron estas bacterias fue a 500 mg/L, se realizó por el método de Kirby Bauer modificado. Finalmente, se evalúo el crecimiento microbiano de estas cepas durante 24 horas y se hizo la selección de cepas con mejor capacidad degradativa de cromo. La degradación de cromo se realizó por un periodo de 10 días, determinando que todas las bacterias fueron resistentes a concentraciones elevadas de cromo (VI) sin embargo no todas lo degradaron de la misma manera: la bacteria C (Klebsiella oxycata) degradó un 92 % de cromo (VI), la bacteria A (Bacillus subtilis) degradó un 74 % de cromo (VI) y la bacteria D (Escherichia coli) que degradó un 63 % de cromo (VI), la bacteria B (Enterobacter cloacae) degradó sólo un 37 % y la bacteria D (Pseudomona aeruginosa) degradó sólo un 22 % de cromo (VI). PALABRAS CLAVE: cromo, curtiembre, bacterias, efluente
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    Evaluación de la influencia de la proporción de llenado en un biorreactor de lecho móvil con Biopelícula (MBBR) utilizando Saccharomyces Cerevisiae para la Biodepuración de colorante en efluentes textiles
    (Universidad Católica de Santa María, 2019-12-05) Luna Fuentes, Fiorella Ingrid
    La contaminación por efluentes textiles es un problema de gran impacto tanto ambiental como de salud pública. Éstos contienen altas cantidades de detergentes, colorantes, entre otros agentes que causan un daño irreversible en el medio ambiente, e indirectamente en la población. Entre los agentes que causan más contaminación se encuentran los colorantes, es por eso que diferentes métodos son utilizados con la finalidad de remover dichos contaminantes de los efluentes como: procesos de adsorción con carbón activado, ozonización, oxidación electroquímica, decoloración utilizando agentes biológicos como hongos, bacterias o algas, entre otros. Sin embargo, estas tecnologías han demostrado tener media a baja eficiencia de remoción de colorante en relación al tiempo. Por lo tanto, en esta investigación se probaron tres Biorreactores de Lecho Móvil con Biopelícula (MBBR) con diferente proporción de llenado de soportes de polietileno de alta densidad, marca Kaldnes K3 (20, 40 y 60 % respectivamente) para la reducción de la concentración de colorante negro reactivo Novacron – negro WNN de dicho efluente, utilizando Saccharomyces cerevisiae como microorganismo formador de biopelícula. Se realizó una adaptación de la cepa en caldo Sabouraud sintético con colorante negro reactivo con una concentración de 50 mg/mL; luego se evaluó la cinética de crecimiento de Saccharomyces cerevisiae a 0; 0.5; 1; 2; 4; 6; 10; 14; 20, 26; 30; 34; 38 horas, determinándose que la cepa tuvo una fase de adaptación de 2 horas, luego entró a su fase exponencial hasta la hora 30, momento en el cual empezó su fase estacionaria hasta la hora 38. Se determinó también que la cepa tuvo una velocidad específica de crecimiento de 0.0798 cel/mL x h y un tiempo de duplicación de 8.686 horas. Por otro lado, se evaluó la capacidad de remoción del colorante mencionado por la levadura a los mismos tiempos; determinándose que existió un porcentaje de remoción del 77.15 %, alcanzando una concentración final de 10.93 mg/mL. Seguidamente, se diseñó la configuración de los sistemas MBBR utilizando proporciones de soportes de 20, 40 y 60 % del volumen total del biorreactor, los que fueron inoculados con la cepa Saccharomyces cerevisiae. A continuación, se realizó la evaluación de la eficiencia de biodepuración del efluente textil midiendo el porcentaje de remoción de colorante negro reactivo y la capacidad de reducción de los valores de DQO en cada uno de los sistemas MBBR. Los resultados obtenidos en cuanto a la remoción del colorante mostraron que hubo una mayor eficiencia al 40 %, obteniendo un porcentaje de remoción de 20.3 %; seguido del biorreactor con unllenado 60 %, que mostraba un porcentaje de remoción de 5.85 %; finalmente, el biorreactor con menor eficiencia de remoción de colorante fue el de 20 %, con un resultado de 3.02 % de remoción. Adicionalmente, los resultados obtenidos en cuando a la reducción de los valores de DQO en el efluente mostraron que, el mayor porcentaje de reducción se obtuvo en el biorreactor con 40 % de llenado de soportes, con una disminución de 72.21 %, seguido del biorreactor con 60 % de llenado de soportes con una disminución de 68.21 % y finalizando con el biorreactor con 20 % de llenado con un resultado de 59.73 %. Finalmente, se realizó un ANOVA de los resultados obtenidos, y se determinó que para el colorante existió un valor de p de 0.0791 y para el DQO un valor de 0.4283, en ambos casos no superan en valor probabilístico de 0.05; por lo que podemos decir que no se encontró diferencia significativa en los resultados obtenidos entre los tres sistemas MBBR; sin embargo, se determinó que el uso de Saccharomyces cerevisiae para la remoción de colorante y disminución de DQO es efectiva y que su tiempo de acción es de aproximadamente 30 horas. Además, se estima que se necesita un mayor tiempo de funcionamiento para la biodepuración total del efluente, dado que la cepa requiere de un mayor tiempo de adaptación al medio. Por lo tanto, este tratamiento es aconsejable para tratamientos de disminución de contaminantes y tratamiento de aguas residuales industriales. PALABRAS CLAVE: Efluente textil, Sistema MBBR, Saccharomyces cerevisiae, biodepuración, colorante reactivo, DQO.
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    Evaluación de la influencia estacional de la contaminación por metales pesados en sedimentos en la Cuenca Majes Camaná de la región Arequipa
    (Universidad Católica de Santa María, 2024-07-12) Cáceres Obada, María Claudia; Fernán-Zegarra Oliveira, María Eduarda
    En el presente estudio se investigó la influencia estacional que tienen las épocas de estiaje y avenida respecto a la concentración y dinámica de siete metales pesados, Arsénico (As), Cadmio (Cd), Cromo (Cr), Cobre (Cu), Níquel (Ni), Plomo (Pb) y Zinc (Zn) presentes en sedimentos superficiales del río Majes- Camaná. Las muestras de sedimento fueron recolectadas por triplicado en siete puntos de muestreo para ambos periodos hidrológicos a lo largo del río; siendo recolectadas en estiaje durante los meses de agosto y setiembre de 2022, y posteriormente entre enero y febrero de 2023 para avenida. Se tomaron las 21 muestras totales en cuatro puntos de muestreo en el río Majes y tres en el río Camaná de la región Arequipa, Perú. Tras el pretratamiento y el secado de las muestras, estas se tamizaron hasta 63μm para eliminar arena y otros materiales que pudieran interferir con los resultados. El análisis empleado en este estudio fue la técnica de espectroscopia de emisión óptica acoplado al plasma inductivamente (ICP-OES), mediante la cual se obtuvo que el zinc (Zn) es el metal con mayor concentración en todos los puntos para ambas épocas, con un valor máximo de 58.25 mg/kg estiaje y 49.82 mg/kg en avenida, mientras que el cadmio (Cd) registró los menores valores en la mayoría de los puntos para igual ambas temporadas; registrando así una concentración media de metales pesados en sedimentos con la siguiente tendencia en ambas estaciones: Zn > Cu > Cr > Ni > As > Pb > Cd. Asimismo, la calidad de los sedimentos se evaluó con base al índice de geoacumulación (Igeo), el cual consideró al área de estudio entre no contaminada y ligeramente contaminada con unos valores promedio adquiridos dentro de la clase 0 y 1. Mientras que el índice de carga contaminante (PLI) reveló cierto riesgo de contaminación de Cu y Cr para estiaje y solo Cu en avenida, lo que indicó un origen en fuentes antropogénicas, principalmente la agricultura y la minería; las cuales fueron determinadas mediante mapas temáticos realizados con cartas nacionales y el software ArcGIS 10.8. En consecuencia, y en consideración de otros factores externos, se concluyó que las concentraciones de MP estuvieron influenciadas mayormente por actividades humanas al rededor del río que por la presencia o ausencia de precipitaciones como tal en la Cuenca Majes-Camaná.
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    Evaluación del efecto antimicrobiano y antioxidante de una biopelícula elaborada con aceite de muña ( Minthostachys mollis) y quitosano obtenido de exoesqueleto de camarón de río ( Cryphiops caementarius)
    (Universidad Católica de Santa María, 2021-09-15) Meza Elguera Naysha Yamelit; Ticona Borja Danitza Daryl
    La protección y preservación de productos alimenticios representa una de las características fundamentales para la extensión de su vida útil, lo que conlleva a la producción de recubrimientos o envasados; con la finalidad de mantener y proteger sus propiedades fisicoquímicas, se hace uso de polímeros comerciales para el envasado de dichos alimentos y esto a su vez genera un aumento en la cantidad ya existente de plásticos. Por lo que se opta, en el desarrollo de recubrimientos biológicos, usando biopolímeros como la quitina junto con quitosano, su principal derivado y ambos polímeros de gran interés para la industria debido a su valorización; distinguiéndose por sus diversas propiedades y su particular obtención a partir de desechos de crustáceos y la adición de aceites esenciales para la formación de biopelículas, dándole un valor agregado en su efecto antimicrobiano y antioxidante. Por ello en este trabajo se elaboró una biopelícula a partir de quitosano y aceite de muña, usando los exoesqueletos de Cryphiops caementarius (camarón de río) obtenidas de las zona de Corire de la región Arequipa; las cuales fueron sometidas a un proceso de fermentación láctica mediante el uso de suero de leche y su suplementación con glucosa al 10 % por 4 días a una temperatura constante de 37 °C, para su parcial desproteinización en un 33 % y principalmente su desmineralización en un 94 %; posterior a ello se realizó el proceso desacetilación de quitina a quitosano con NaOH al 60 % p/v en una relación 1:15 durante 1 hora a 90 °C. Al final del procedimiento se hizo un análisis FTIR del quitosano procesado en comparación con la muestra de quitosano comercial, cuyos espectros resultaron similares además de obtener un grado de desacetilación del 80.84 %, lo cual indica que mediante un método combinado es posible obtener quitosano con grado de pureza aceptable. Para la extracción del aceite esencial de muña se usó un proceso de destilación por arrastre de valor, obteniendo un rendimiento del 0.48 % de aceite y así poder llevar a cabo la producción de biopelículas y su posterior evaluación antimicrobiana con diferentes concentraciones de aceite en la biopelícula (1 %, 2 % y 3 %) frente a la cepa bacteria de Escherichia coli mostrando un mejor halo de inhibición a una concentración del 3 %. xii Así mismo se evaluó su efecto antioxidante en las biopelículas con diferentes concentraciones de aceite ya antes mencionada, por medio de DPPH y Trolox como solución patrón. De este análisis se obtuvo un valor no mayor a 3 en el % de inhibición, lo cual no muestra un efecto antioxidante, esto puede ser por diversos factores como tiempo, luz y variabilidad que afecta a la biopelícula y su efecto antioxidante. De estos resultados se hizo un análisis estadístico para ambos efectos, dando una diferencia significativa en el efecto antimicrobiano, por lo que con un análisis de T-student reportó una diferencia significativa menor (p<0.05). En relación al efecto antioxidante no se reportó diferencia significativa. Por lo tanto, se logró una óptima extracción de quitosano a partir de exoesqueletos de camarón para el desarrollo de biopelículas en combinación con aceite de muña; mostrando así su efecto antimicrobiano.
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    Evaluación del efecto inhibitorio de bacterias ácido lácticas nativas del lactosuero residual sobre Escherichia Coli
    (Universidad Católica de Santa María, 2024-06-13) Guzmán Delgado, Juan Diego Ernesto
    La contaminación microbiológica de coliformes fecales en alimentos y cultivos agrícolas son agentes importantes en enfermedades infecciosas en el ser humano. La resistencia a los antimicrobianos es una alerta mundial debido a que el mal uso de los antibióticos por la automedicación crea una selección natural de bacterias infecciosas capaces de resistir a los bactericidas, por lo tanto, esta selección natural generará genes resistentes a largo plazo haciéndola más compleja. Frente a esta situación, se han encontrado alternativas para solucionar este problema como la acción de las bacterias ácido-lácticas (BAL) que producen metabolitos antimicrobianos. El objetivo principal de esta investigación fue identificar, caracterizar y probar la eficiencia inhibidora bacteriana extraída del suero residual contra patógenos de Escherichia coli aislados de estiércol bovino. Esta investigación sirvió para conocer las aplicaciones de las bacterias ácido-lácticas y cómo podrían funcionar como aditivos, aislantes alimentarios o biofertilizantes. Se han probado tres cepas bacterianas, durante los procedimientos experimentales fue posible caracterizarlas por micro y macro características. Además, se realizaron pruebas bioquímicas, físicas y ensayos morfológicos y dando como resultado de estos procedimientos la clase de género de las cepas. Esas bacterias del género son (L1) Enterococcus, (L2) Carnobacterium y (L3) Lactobacillus Heterofermentativo, se evaluaron y se determinó la producción de sustancias inhibidoras similar a la bacteriocina (SISB), dando como positiva la cepa L3. La investigación mostró que L3 SISB tiene la capacidad de inhibir el crecimiento y desarrollo de patógenos como E. coli mostrando una zona libre en bacteriocina de concentración 1:1 a las 8 horas de incubación con 9756.05 mm2/mL, 17362.67 mm2/mL a una concentración 1:10, 27759.56 mm2/ mL a una concentración de 1:100, 29585,78 mm2/mL a una concentración de 1:1000 y 18391,08 mm2/mL a una concentración de 1:10000.
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    Evaluación el Proceso de Biosorción de Cr (VI) Usando Residuos Agroindustriales de la Región Arequipa (Cascarilla de Arroz y Chala de Maíz.
    (Universidad Católica de Santa María, 2019-10-04) Pacheco Portugal, Jonathan Daniel
    La biosorción es una de las tantas técnicas de remediación biológica de gran importancia en lo que respecta el tratamiento de aguas residuales industriales contaminadas con metales pesados; además representa un proceso mucho más rentable económicamente, eco amigable y con alta capacidad de remoción de metales comparado con otras tecnologías desarrolladas hoy en día. El cromo se puede encontrar en dos estados de oxidación en el ambiente que son Cr (III) y Cr (VI), siendo este último el que provoca grandes daños a la salud de todos los seres vivos como al medio ambiente, representado una gran amenaza; como alternativa para su remediación biológica se empleó la técnica de biosorción, es por esta razón que se decidió usar residuos agroindustriales (chala de maíz y cascarilla de arroz), se colectaron estos residuos por ser de los más abundantes de la región Arequipa para el tratamiento de soluciones sintéticas con concentraciones conocidas de cromo (VI) de 10 mg/L y 20 mg/L generadas a partir de una solución madre (100 mg/L) de Dicromato de potasio utilizando la espectrometría UV/Vis como método principal para determinar la concentración final de cromo en todos los tratamientos. Los residuos agroindustriales recibieron un tratamiento de triturado con una molienda de cuchillas, posteriormente un tamizado (ASTM N° 16 y N° 40), finalmente un lavado para eliminación de contaminantes y secado durante 24 horas a 100 °C. Se fijó el pH de biosorción de cromo determinándose el valor óptimo de 2 o menos, el tiempo de contacto se fijó en 30 minutos al obtenerse resultados similares por triplicado utilizando los residuos con un tamaño de partícula < 0.420 mm. A partir de lo anterior se elaboró una matriz donde se utilizó 4 variables: Concentración de biomasa (5 y 10 g/L), proporción de biomasa (0/100 – 25/75 – 50/50 – 75/25 y 100/0) tamaño de biomasa (> 1.19 mm, 1.19 – 0.420 mm y < 0.420 mm) concentración de soluciones (10 y 20 mg/L). La optimización de la biosorción se logró con los siguientes parámetros, proporción de biomasa 75/25 (chala de maíz, cascarilla de arroz) solución de cromo con concentración de 10 mg/L con una concentración de biomasa a 10 mg/L y con un tamaño de partícula menor a 0.420 mm lográndose una biosorción superior al 95% de cromo (VI), el modelo cinético que mejor describe el proceso de biosorción fue el pseudo segundo orden. En cuanto a los resultados experimentales de isotermas lineales se correlaciona mejor con el modelo de Langmuir, en los ensayos del biofiltro se obtuvo una biosorción superior al 95 % para soluciones con concentraciones de 10 mg/L como para una concentración de 20 mg/L de cromo. La reducción de la turbidez se ve favorecida por los 3 componentes inorgánicos. Palabras Clave: Biosorción, chala de maíz, cascarilla de arroz, cromo (VI)