Desarrollo de un prototipo de biorreactor de fermentación en estado sólido a escala de laboratorio, para la biodegradación, con Phanerochaete chrysosporium, de polipropileno pretratado para el Semillero en Degradación en polímeros plásticos contaminantes de la Pontificia Universidad Javeriana

Abstract

En la actualidad uno de los principales contaminantes en el medio ambiente son los plásticos, ya que, debido a la composición de estos, el tiempo en el que se degradan es muy largo, en el mejor de los casos se logran descomponer en aproximadamente 50 años; debido a esto, diferentes industrias han realizado cambios en sus producciones para introducir materiales que permiten una reducción en el tiempo de descomposición en los plásticos; uno de estos son los plásticos oxobiodegradables. El semillero de investigación en degradación en polímeros plásticos contaminantes de la Pontificia Universidad Javeriana viene trabajando en procesos de biodegradación de estos polímeros a través de sistemas de microcosmos, monitoreando variables de degradación biológica como pH y CO₂, empleando controles de temperatura y aireación no automatizados, lo que dificulta el monitoreo de las condiciones de operación. Es así como se realizó una alianza con el semillero para el desarrollo y construcción de un prototipo de biorreactor de fermentación sólida, a escala laboratorio, para la degradación de plásticos, tipo polipropileno oxobiodegradable, empleando el hongo Phanerochaete chrysosporium. Teniendo en cuenta lo anterior, la construcción de los objetivos tanto general como específicos, se plantearon para generar una tecnificación en los procesos de monitoreo de CO₂, monitoreo y control de temperatura y control de humedad. Con respecto a la metodología a seguir se tuvo en cuenta la metodología planteada por el MIT, con el CDIO, en donde la conceptualización fue la ingeniería básica, la ingeniería detallada consistió de todos los diseños realizados, para posteriormente pasar a la pre-implementación e implementación del sistema propuesto. Posterior a su construcción y operación por 33 días, donde se controló de manera automatizada la temperatura, la inyección de aire y de solución de sales, así como el monitoreo en tiempo real de la producción de CO₂, con un promedio de 25.19 en la temperatura y producción de CO₂ de 1089 partes por millón, que llevó a una incremento de la degradación de las láminas de polipropileno oxobiodegradable, previamente irradiado con 744 horas de luz UV, comparadas con el material prístino. Comparado con el microcosmos, se evidenció un mejor crecimiento del hongo en el prototipo de biorreactor y mayores cambios en las características fisicoquímicas del polímero, obteniendo así viabilidad en la aplicación del sistema para trabajos posteriores.