FORMATO ANTEPROYECTO

INFORMACIÓN GENERAL

Título del proyecto: IMPLEMENTACION DE MICROORGANISMOS DEL GENERO PSEUDOMONAS Y SPHINGOMONAS PARA PROCESOS DE BIODEGRADACIÒN DEL PLASTICO EN LOS RELLENOS SANITARIOS DEL AREA METROPOLITANA

GRADO GRUPO

Nombre de los investigadores Roles Dirección electrónicaSergio Stiven Valencia Ríos vocero SergioSGSV@gmail.comLaura Isabel Gómez Arango Relatora Lawgomez101@gmail.comMaría Camila Galvis Atehortua Vigía del tiempo Kmilita35@gmail.comAngie Juliana Herrera Bernal líder Angiiejulii@gmail.comLeidy Dahiana Giraldo Jiménez Utilera Leidydahiana61.coloyo@gmail.com

- Nombre del profesor asesor: Alberto Estrada

CATEGORÍA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN ÁREA TEMÁTICAMatemáticas Matemáticas

- Tutor (asesor externo- adulto responsable administrativo para el manejo de recursos financieros y físicos): Lina María Agudelo

Duración del proyecto Valor del proyecto Aporte externo Aporte Institucional3 Años

- ¿El proyecto es continuación de una propuesta presentada anteriormente?:

SI X NO

¿Cuál es la innovación?Daniel burd utilizo los dos géneros de bacterias por separado y nosotros las vamos a utilizar juntas

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Título de la investigación

IMPLEMENTACIÓN DE MICROORGANISMOS DEL GENERO PSEUDOMOMAS Y SPHINGOMONAS PARA PROCESOS DE BIODEGRADACIÓN DEL PLÁSTICO EN LOS RELLENOS SANITARIOS DEL ÁREA METROPOLITANA

Problemática

El plástico (polímero) tarda más de 1 siglo en degradarse, esto causa un gran problema ambiental, ya que el plástico es responsable en gran parte de los residuos contaminantes que se acumulan en nuestro planeta. Normalmente el plástico (polímero) se bota en los rellenos sanitarios.

Planteamiento del problema

Debido a que en los rellenos sanitarios no se utilizan métodos para acelerar la degradación de plásticos (polímeros), se propone aplicar los microorganismos del género pseudomonas y sphingomonas, para que en los diferentes rellenos sanitarios del área metropolitana sea mayor y más eficiente la biodegradación del plástico (polímero).

ObjetivosImplementar estrategias que aporten a la biodegradación de polímeros (plásticos) en los diferentes rellenos sanitarios del área metropolitana atreves de microorganismos del genero pseudomonas y sphingomonas

objetivos específicos

1. Aislamientos de bacterias del género pseudomonas y sphingomonas.

2. caracterizacion morfológica macro y micro de las colonias de bacterias.

3. realizar a escala de matraz (laboratorio) con las cepas elegidas según la caracterización de los microorganismos escogidos.

Justificación:

El proyecto que se presenta, nace con el fin de lograr disminuir la contaminación ambiental causada por el polímero (plástico), gracias a los microorganismos del genero pseudomonas y sphingomonas, que ayudan a acelerar el proceso de biodegradación de dicho material

Marco teórico

Materiales orgánicos: los polímeros (que incluyen plásticos y elastómeros) etc.…Los polímeros están constituidos por macromoléculas de peso molecular alto, los cuales son series respectivas de unidades estructurales más pequeñas llamadas meros o monómeros. Ya se a dicho que los polímeros pueden ser de origen natural o derivarse de plantas, animales o sustancias minerales, como la celulosa, la lana y el asbesto. Los polímeros se pueden clasificar de acuerdo con el tamaño de la molécula o según si su estructura es orgánica o no.La principal división de los polímeros es en plásticos y elastómeros. 1

Experimentan con microorganismos para la degradación de plásticos PET: El investigador de la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología (UPIBI) del IPN, Claudio Garibay Orijel, realiza estudios in vitro con hongos y bacterias para degradar los elementos químicos de los envases de plástico o conocidos como PET (tereftalato de polietileno).El científico explicó que los microorganismos se cultivan y alimentan con los elementos que componen el PET, que al degradarlos genera gas metano (CH4) y después se usa para producir energía eléctrica.El doctor en ciencias, mencionó que han logrado avances importantes, aunque aún no están las condiciones para degradar dicho plástico. “Por el momento sólo hemos logrado que los microorganismos consuman uno de sus componentes: el ácido tereftálico, después de un largo proceso”. 2

Estudio de biodegradabilidad de plásticos denominados “biodegradables” sometidos a condiciones anaerobias: para el caso de los plásticos sintéticos adicionados con algún catalizador se deben cumplir para que la degradación ocurra eficientemente, tales como:-Presencia del oxigeno molecular.-esfuerzo químico -alta temperatura (mayor de 60ºC)-acción de luz ultravioletaLos plásticos de origen natural no requieren ser sometidas a condiciones de degradación física previa, ya que el material puede ser atacado de forma directa por la acción ensimatica.3

¿Que son los plásticos degradables?Con finalidad de entender el rol de los plásticos degradables en el sistema de gestión de los residuos sólidos, es importante conocer las diferentes clases de materiales degradables son primariamente biodegradables o fotodegradables y an sido clasificadas en las siguientes categorías:BiodegradableCompostableOxo-degradableFoto- degradableSolubles en aguaBiodesintegrables. 4 Morfología bacteriana:Formas de las bacterias desde su punto de vista microscópico la diferencia mas grande entre las bacterias es su forma, existen cuatro tipos morfológicos claramente distinguibles por su forma: forma esférica-cocos, forma alargada-bacilos, forma curva-espirilos, alargados y curvos-espirilos.5

Tinción de gram:

Bacterias Gram positivas a aquellas bacterias que se tiñen de azul oscuro o violeta por la tinción de Gram: de aquí el nombre de "Gram-positivas" o también "grampositivas". Esta característica está íntimamente ligada a la estructura de la envoltura celular por lo que refleja un tipo natural de organización bacteriana. Son uno de los principales grupos de bacterias, y cuando se tratan como taxón se utiliza también el nombre de Posibacteria.Características presentes en una bacteria Gram-positiva:Membrana citoplasmática.Capa gruesa de peptidoglicano.Ácidos teicoicos y lipoteicoicos, que sirven como agentes quelantes y en ciertos tipos de adherencia.Polisacáridos de la cápsula.Bacterias Gram negativas a aquellas bacterias que no se tiñen de azul oscuro o violeta por la tinción de Gram: de ahí el nombre de "Gram-negativas" o también "gramnegativas". Esta característica está íntimamente ligada a la estructura de la envoltura celular, por lo que refleja un tipo natural de organización bacteriana. Son uno de los principales grupos de bacterias y cuando se tratan como taxón se utiliza también el nombre de Negibacteria.Características:La envoltura celular de las bacterias Gram-negativas está compuesta por una membrana citoplasmática (membrana interna), una pared celular delgada de peptidoglicano, que rodea a la anterior, y una membrana externa que recubre la pared celular de estas bacterias. Entre la membrana citoplasmática interna y la membrana externa se localiza el espacio periplásmico relleno de una sustancia denominada periplasma, la cual contiene enzimas importantes para la nutrición en estas bacterias.Diferencias entre Gram Posotiva y Gram Negativa:Tanto las bacterias Gram-positivas como las Gram-negativas pueden presentar una capa superficial cristalina denominada capa S. En las bacterias Gram-negativas, la capa S está unida directamente a la membrana externa. En las bacterias Gram-positivas, la capa S está unida a la capa de péptidoglicano. 6

Web grafía

1. http://bdigital.eafit.edu.co/ARTICULO/HRU0380000094199408/09408.pdf 2. http://www.cronica.com.mx/notas/2009/442194.html 3. http://ciia.uniandes.edu.co/Simabiotpresent/DIA%202/7.Albarracin.pdf 4. http://plastivida.site40.net/pdf/21.pdf 5. http://www.slideshare.net/tegyn2012/morfologa-de-las-bacterias 6. http://frootlupiz.blogspot.com/2009/11/bacterias-gram-positivas-y-gram.html

Metodología:

En la realización de esta investigación es utilizado un enfoque de biotecnología que también es conocido como la tecnología basada en la biología, en el cual la principal característica que utilizaremos son las bacterias (del genero pseudomonas y sphingomonas).trabajaremos con estas para concluir un producto que podamos llevar a los distintos rellenos sanitarias del área metropolitana de.Enfoque metodológico:en el transcurso y realización de la investigación se utiliza un enfoque metodológico de la biotecnología basada principalmente en bacterias (del género pseudomonas y sphingomonas). Se aplicara como instrumentos la experimentación macro, micro y morfológica para realizar a escala matraz (laboratorio) con las cepas elegidas según la caracterización de los microorganismos elegidos.La técnica de la biotecnología facilitara una gran parte de la investigación.

Hipótesis:

Ya que una bolsa de polímero (plástico) se demora 100 años en biodegradarse. Al aplicarle estos microorganismos disminuiría el tiempo de biodegradación, gracias al efecto que este microorganismos causa en el, y así no seria tan contaminante con el medio ambiente

IMPLEMENTACION DE MICROORGANISMOS DEL GENERO PSEUDOMONAS Y SPHINGOMONAS PARA PROCESOS DE BIODEGRADACIÒN DEL PLASTICO EN LOS

RELLENOS SANITARIOS DEL AREA METROPOLITANA

Integrantes:María Camila galvis ateortua

Leidy dahiana Giraldo JiménezLaura Isabel Gómez ArangoAngie juliana herrera Bernal

Sergio valencia ríos

Asesor institucional: Alberto EstradaAsesor del Sena: Yesica Gutiérrez López

Grado 9.2

Año 2013

Antioquia- Medellín

Institución educativa colegio Loyola para la ciencia y la innovación

IMPLEMENTACION DE MICROORGANISMOS DEL GENERO PSEUDOMONAS Y SPHINGOMONAS PARA PROCESOS DE BIODEGRADACIÒN DEL PLASTICO EN LOS

RELLENOS SANITARIOS DEL AREA METROPOLITANA

Integrantes:María Camila galvis ateortua

Leidy dahiana Giraldo JiménezLaura Isabel Gómez ArangoAngie juliana herrera Bernal

Sergio valencia ríos

Asesor institucional: Alberto EstradaAsesor del Sena: Yesica Gutiérrez López

Grado 9.2

Año 2013

Antioquia- Medellín

Institución educativa colegio Loyola para la ciencia y la innovación

Resumen

La idea de este proyecto nació de la problemática que se está viviendo actualmente en el país, principalmente en el área metropolitana de Medellín ya que se está evidenciando que los rellenos sanitarios están afectando cada vez más a la tierra. Por esto se decidió empezar una investigación respecto a las bacterias que biodegradan el polímero (plástico) (del género pseudomonas y sphingomonas)

Abstract

The idea of this project it was born of the problematics that is lived nowadays in the country, principally in the metropolitan área of Medellin since there is demonstrated that the sanitary landfills are affecting increasingly to the land for this it was decided to begin an investigation with regard to the bacteria that biodegradan the plastic (of the kind pseudo monkeys and sphingomonas), classifying and studying them for after knowing this it will allow us to choose and to manipulate the bacteria that we wish this way to expire with the project.

Glosario

-Microorganismos: biología de los microorganismos; microorganismos como células; diversidad microbiana; generación espontanea; ambiente microbiano; célula procariotica; membranas celulares; ribosomas; DNA; endosporas bacterianas; célula eucariotica; mitocondrias; cloroplastos; energética microbiana; enzimas; fermentación; respiración; bioluminiscencia; biosintesis; nutrición; metabolismo; modo de vida autotrófico; fotosíntesis; crecimiento; síntesis macromolecular; diferenciación; crecimiento de la población; temperatura; agua; presión hidrostática; acidez; pH; potencial de oxidorreduccion; radiación; virus; interacciones microbianas; relaciones simbióticas; relaciones huésped-parasitomicrobiología

-Bacterias: Las bacterias son microorganismos unicelulares que presentan un tamaño de unos pocos micrómetros (entre 0,5 y 5, por lo general) y diversas formas incluyendo esferas (cocos), barras (bacilos) y hélices (espirilos). Las bacterias son procariotas y, por lo tanto, a diferencia de las células eucariotas (de animales, plantas, hongos, etc.), no tienen el núcleo definido ni presentan, en general, orgánulos membranosos internos. Generalmente poseen una pared celular compuesta de peptidoglicano. Muchas bacterias disponen de flagelos o de otros sistemas de desplazamiento y son móviles. Del estudio de las bacterias se encarga la bacteriología, una rama de la microbiología.

-polímeros: La materia esta formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o moléculas gigantes llamadas polímeros. Los polímeros se producen por la unión de cientos de miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes cadenas de las formas más diversas. 

-biotecnología: La biotecnología es la tecnología basada en la biología, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medio ambiente y medicina. Se desarrolla en un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras. Tiene gran repercusión en la farmacia, la medicina, la microbiología, la ciencia de los alimentos, la minería y la agricultura, entre otros campos. Para la Organización de la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) define la biotecnología como la "aplicación de principios de la ciencia y la ingeniería para tratamientos de materiales orgánicos e inorgánicos por sistemas biológicos para producir bienes y servicios"

-biología: es la ciencia que tiene como objeto de estudio a los seres vivos y, más específicamente, su origen, su evolución y sus propiedades: nutrición, morfogénesis, reproducción, patogenia, etc.

-Moléculas: Casi toda la química orgánica y buena parte de la química inorgánica se ocupan de la síntesis y reactividad de moléculas y compuestos moleculares, la parte más pequeña de una sustancia química que conserva sus propiedades químicas, y a partir de la cual se puede reconstituir la sustancia sin reacciones químicas.

-elastómero: Los elastómeros son aquellos polímeros que muestran un comportamiento elástico. El término, que proviene de polímero elástico, es a veces intercambiable con el término goma, que es más adecuado para referirse a vulcanizados. Cada uno de los monómeros que se unen entre sí para formar el polímero está normalmente compuesto de carbono, hidrógeno, oxígeno o silicio. Los elastómeros son polímeros amorfos que se encuentran sobre su temperatura de transición vítrea o Tg, de ahí esa considerable capacidad de deformación. A temperatura ambiente las gomas son relativamente blandas (E~3MPa) y deformables. Se usan principalmente para cierres herméticos, adhesivos y partes flexibles. Comenzaron a utilizarse a

finales del siglo XIX, dando lugar a aplicaciones hasta entonces imposibles (como los neumáticos de automóvil).

-Las macromoléculas: son moléculas que tienen una masa molecular elevada, formadas por un gran número de átomos. Generalmente se pueden describir como la repetición de una o unas pocas unidades mínimas o monómeras, formando los polímeros.El término macromolécula se refiere a las moléculas que pesan más de 10.000 Dalton de masa atómica.1 Pueden ser tanto orgánicas como inorgánicas, y algunas de gran relevancia se encuentran en el campo de la bioquímica, al estudiar las biomoléculas. Dentro de las moléculas orgánicas sintéticas se encuentran los plásticos. Son moléculas muy grandes, con una masa molecular que puede alcanzar millones de UMAs que se obtienen por las repeticiones de una o más unidades simples llamados "monómeros" unidos entre sí mediante enlaces covalentes.

-monómero: es una molécula de pequeña masa molecular que unida a otros monómeros, a veces cientos o miles, por medio de enlaces químicos, generalmente covalentes, forman macromoléculas llamadas polímeros

-tereftálico: es un ácido dicarboxílico aromático de fórmula C6H4 (COOH)2. Este ácido se usa principalmente como precursor del poliéster PET, usado para hacer recubrimientos y botellas de plástico. Es uno de los 3 isómeros del ácido ftálico.

-anaerobias: Las bacterias anaerobias se encuentran en la mayor parte de la flora normal de las membranas mucosas y la piel.

-Plástico: en su significación más general, se aplica a las sustancias de similares estructuras que carecen de un punto fijo de evaporación y poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y aplicaciones

-fotodegradable: Se tratan de materiales que por la acción de los rayos ultravioleta pierden resistencia y se fragmentan en partículas muy pequeñas. Todos los plásticos de envasado comerciales son fotodegradables por la misma naturaleza del polímero.

-Morfología microbiana: La morfología se refiere a la forma y estructura de las bacterias las cuales se caracterizan por tener estas formas: Bacilos, cocos, estreptococos, estafilococos, cocos isolados, Vibrio, espirilo, Bacilo cocos etc.