Producción de estruvita a partir de orina mediante el uso de bacterias de la microbiota intestinal de murciélagos.

Abstract

El fósforo es un elemento químico esencial para los ecosistemas terrestres. La mayor parte de este elemento es obtenida a partir de fosfatos minerales. Sin embargo,las reservas mundiales de este recurso están disminuyendo de forma alarmante. Por otra parte, los desechos líquidos que confluyen a los cuerpos de agua, contienen altas concentraciones de fosforo estableciéndose así las condiciones propicias para la eutrofización. De esta manera, la precipitación de fosforo en forma de estruvita constituye una alternativa de recuperación del fosforo con dos ventajas, la remediación de aguas residuales y la obtención de un fertilizante que restituya este nutriente en el suelo.La producción de estruvita se establece mayoritariamente a través de procesos fisicoquímicos, sin embargo, los altos costos de este proceso no permiten competir con los precios de los fertilizantes sintéticos. El proceso biotecnológico de la obtención de estruvita disminuye los costos de producción. En Bolivia, agencias de cooperación han establecido programas de instalación de inodoros ecológicos secos con separación de la orina (IESSO), con la finalidad de dar un valor agregado al residuo fecal mediante la elaboración de compost. Sin embargo, estos programas de saneamiento no contemplan el tratamiento o uso específico de la orina. De esta manera, este tipo de saneamiento ofrece la disponibilidad de la orina como sustrato ideal para la producción biotecnológica de estruvita. Las bacterias que se encuentran en la microbiota intestinal y los depósitos de guano de los murciélagos, se desarrollan en condiciones alcalinas con concentraciones elevadas de urea, lo que puede determinar la selección de cepas bacterianas especialmente adaptadas a inducir la precipitación de estruvita a partir de orina. En este contexto en el presente estudio, se aisló de manera selectiva bacterias de la microbiota intestinal de murciélagos que fueron evaluadas en su capacidad de inducir la formación de estruvita a partir de orina y se identificó a nivel de especie la cepa que tuvo el mejor rendimiento en la producción de estruvita. Adicionalmente se determinó el pH, temperatura y relación de concentración Mg:P que maximizan la producción de estruvita bajo estas condiciones. Los cristales obtenidos fueron caracterizados mediante difracción de rayos X (DRX) y Espectrometría por dispersión de energías de rayos X acoplada a Microscopía electrónica de barrido (SEM-EDS). Cuatro cepas bacterianas fueron capaces de mineralizar estruvita a partir de orina. La cantidad de los cristales obtenidos (2,3 gL-1 de orina) es similar a las concentraciones reportadas cuando se produce este mineral por métodos fisicoquímicos y la cepa que alcanzó estos niveles de producción fueAlcaligenes faecalis (GMD 13). A una relación de concentración 1:1 de Mg:P y una temperatura de 25ºC se incrementó la cantidad de estruvita producida. Estos resultados demuestran que la mineralización de estruvita a partir de orina usando microrganismos, es un proceso factible, económicamente ventajoso y amigable con el medio ambiente con potencial aplicación en el tratamiento de colectas urinarias.