CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención está relacionada con un consorcio de hongos de la podredumbre de madera inmovilizados sobre un bioportador laminar de lignocelulosa para el tratamiento de aguas residuales que presenten contaminación por color, metales pesados, demanda química de oxígeno (DQO) y demanda biológica de oxígeno (DBO). ANTECEDENTES DE LA INVENCION

La industria textil es una de las más antiguas del mundo. Los textiles más antiguos conocidos datan de alrededor del 5000 A.C y corresponden a trozos de tela de lino hallados en cuevas Egipcias. La industria textil fue principalmente doméstica y familiar hasta la primera parte de 1500 cuando la primera fabrica fue establecida. No obstante, hasta el siglo XVIII se inventarían las maquinas de vapor para hilar y tejer que reemplazaron a las manuales (Neefus, J.D. "Textile Industrial Processes," in Industrial Hygiene Aspects of PlantOperations, Volume 1 , 1982). El proceso de elaboración de los productos textiles comprende un gran número de operaciones unitarias que utilizan diversas materias primas, como: algodón, lana, fibras sintéticas, o mezclas de las mismas. El impacto ambiental de sus efluentes líquidos es muy variado, por la gran variedad de materias primas, reactivos y de métodos de producción. En los efluentes se pueden encontrar sales, almidón, peróxidos, EDTA, tensioactivos, enzimas, colorantes, metales y otros compuestos orgánicos de variadas estructuras que provienen de las distintas etapas del proceso global (Mansilla, H.D., et al., "Tratamiento de residuos líquidos de la industria de celulosa y textil" en Eliminación de Contaminantes por Fotocatálisis Heterogénea, CYTED, 2001 )

En general, las corrientes de agua de descarga provienen principalmente del desengomado (15%), descrude y mercerizado (20%) y del blanqueo, teñido y lavado (65%). El mayor aporte de la carga orgánica proviene de la etapa del desengomado que aporta alrededor de 50% del total de la DBO (O ^' Neill C, et al,. J. Chem. Technol. Biotechnol., 1999).

La cantidad de agua empleada en los procesos textiles varía en forma considerable, dependiendo del proceso específico y del equipamiento utilizado por la planta. Por ejemplo, en el teñido con colorantes dispersos, se utilizan entre 100 y 150 litros de agua por kilogramo de producto. En la tinción con colorantes reactivos, las cifras varían entre 125 y 170 litros por kilogramo de producto (EPA Profile of the Textilelndustry, 1997).

La industria textil no libera grandes cantidades de metales, sin embargo, aun las pequeñas concentraciones involucradas pueden producir acumulación en los tejidos de animales acuáticos. El alto contenido de nitrógeno en las descargas puede aumentar la población de peces y algas, y agotar a largo plazo el contenido del oxígeno disuelto en el agua. Los colorantes textiles tienen gran persistencia en el ambiente, y los métodos de eliminación clásicos no son útiles ya que oxidaciones o reducciones parciales pueden generar productos secundarios altamente tóxicos (O ^' Neill C, et al,. J. Chem. Technol. Biotechnol., 1999).

La mayoría de los colorantes utilizados en la actualidad en la industria textil son de origen sintético, solubles en agua, altamente resistentes a la acción de agentes químicos y poco biodegradables. Aproximadamente el 60% de los colorantes en uso contienen en su estructura grupos azo, antraquinona o ftalocianina altamente reactivos que forman una unión del tipo éter con la fibra (Mansilla, H.D. , et al., "Tratamiento de residuos líquidos de la industria de celulosa y textil" en Eliminación de Contaminantes por Fotocatálisis Heterogénea, CYTED, 2001 ).

Para la remoción de colorantes sintéticos se utilizan diversas técnicas fisicoquímicas, como coagulación y floculación combinadas con filtración y flotación, precipitación-floculación con Fe(ll)/Ca(OH) ₂ , oxidación con ozono, filtración por membrana y osmosis inversa, entre otras, las cuales producen efluentes de buena calidad (Fernández, J.A., et al. Rev. Colomb. Biotecnol. 2009).

No obstante, la mayoría de estas técnicas son altamente costosas, por lo cual se buscan otras alternativas de tratamiento como la utilización de tratamientos biológicos, los cuales resultan ser más económicos ya que utilizan materia prima de bajo costo y se trabaja con recursos que en muchos casos resultan ser residuos de otras actividades (Moeller, G., Garzón, M. Anuario Imta, 2003).

Los microorganismos (m.o) más empleados en la bioremediación de efluentes contaminados son los hongos de la podredumbre de madera, un grupo de m.o heterogéneos que tienen en común la capacidad de degradar lignina y otros componentes de los árboles como la celulosa. Producen enzimas extracelulares que oxidan compuestos fenólicos. Dentro de las enzimas caracterizadas se encuentran las lacasas, manganeso peroxidasas, lignina peroxidasas y enzimas productoras de peróxido. La actividad de estos m.o sobre los colorantes se basa en la no especificidad del sistema enzimático para depolimerizar y mineralizar la lignina (Moeller, G., Garzón, M. Anuario Imta, 2003). En la mayoría de los hongos se ha visto que la ligninólisis se produce durante el metabolismo secundario, es decir, durante la limitación de nutrientes, lo que permite que el hongo solo sintetice y secrete agentes ligninolíticos que comiencen la degradación del polímero (Sathiya, P., et al. Rev. Iberoamericana, 2006). La inmovilización de m.o en soportes orgánicos o inorgánicos para el tratamiento de aguas residuales urbanas e industriales ha mostrado buenos resultados en cuanto a la remoción del color, fenoles y compuestos clorados, mostrando como ventajas la mayor actividad metabólica de los m.o inmovilizados, la fácil recuperación de los m.o y del bioportador, la superficie de contacto, la persistencia dentro del sistema, mayor resistencia a la toxicidad y a los cambios ambientales.

En el caso de microorganismos filamentosos la inmovilización se puede dar por la producción de polisacáridos que actúan como adherentes en la unión con el soporte o mediante adsorción a soportes de alta porosidad que permiten que los filamentos entren al soporte y se queden retenidos mediante interacciones de tipo físico, hidrofóbicas, Van der Walls, puentes de hidrógeno, intercambio de ligando, intercambio de iones o quimioadsorción (Herrera, A., Rosas, J. Pontificia Universidad Javeriana, 2003).

Dentro de los criterios para la elección del soporte de inmovilización se deben tener en cuenta la disponibilidad, el costo y la eficiencia en la retención de masa. La cabuya proveniente de las hojas del fique (Furcraeaspp.) es la fibra natural colombiana por excelencia, la cual tiene su origen en la América Tropical, en la región andina de Colombia y Venezuela. En Colombia, se cultiva el fique y se extrae la cabuya desde tiempos inmemorables para la fabricación de hamacas, redes, cuerdas, alpargatas, jiqueras, costales y enjalmas (MAVT, MINAGRICULTURA, DEPTO PLANEACIÓN, República de Colombia, 2006). El fique es una planta perenne que alcanza hasta 5 metros de altura y su tallo suculento, fibroso y con cicatrices foliares alcanza hasta 40 cm de diámetro. Sus hojas o pencas suculentas de color verde y nerviación paralela miden hasta 2,5 metros de largo, parecen lanzas rígidas (lanceoladas), tienen muchos aguijones ganchudos en sus márgenes y se tornan rojizas cuando hay escasez de agua. Sus flores suculentas miden 3 cm de diámetro aproximadamente, son fragantes, poseen 3 pétalos y 3 sépalos de color blanco verdoso y sus estambres son de color amarillo, están dispuestas en inflorescencias rectas y ramificadas (escapo o maguey) que pueden medir hasta 15 metros de altura. Sus frutos miden 2 cm de diámetro aproximadamente y sus semillas germinan en la misma planta, los propágulos caen al suelo ya formados, razón por la cual se considera como una planta vivípara (Mahecha et al. 2004. Disponible en Red Nacional de Jardines Botánicos).

La hoja de fique se compone de agua (85%), celulosa (6%), proteína, saponinas y sapogeninas (8%) y minerales (1 %). La fibra de fique extraída constituye como máximo un 4% del peso total de la hoja y su estructura principal corresponde a celulosa, ligninas y pentosanos. Cada filamento está constituido por fibrillas elementales soldadas entre sí por medio de lignina y los extremos de las fibrillas se sobreponen para formar filamentos multicelulares a lo largo de la hoja, los que conforman la fibra de fique (MAVT, MINAGRICULTURA, DEPTO PLANEACIÓN, República de Colombia, 2006). En el campo del tratamiento biológico de residuos industriales con m.o inmovilizados sobre soportes de tipo celulósico, la patente WO03/035561 enseña un proceso para el tratamiento de tinturas y colorantes de la industria textilera con características fisicoquímicas diversas. La primera etapa del proceso consiste en el pretratamiento de los residuos con ozono o adsorción de los residuos en soportes biodegradables, filtración con membrana (nanofiltración o microfiltración), osmosis, procesos electrolíticos, tratamiento con borohidruro de sodio, electrólisis, oxidación electroquímica y electrodiálisis, entre otros. El pretratamiento se realiza por espacio de 10 minutos a 72 horas y cuando se lleva acabo con ozono puede durar de 1 a 3 horas para efecto de la decoloración.

La segunda etapa del tratamiento consiste en poner en contacto las aguas servidas con los hongos de la podredumbre de madera, específicamente con las especies Clitocybuladusenii, Trichodermaharanium y Trichodermalongibrachiatum. Los hongos se cultivan a temperaturas entre los 20 y 45°C y pH 4 a 9, se utilizan fuentes de nitrógeno, carbono y sales minerales para su crecimiento. Durante el tratamiento, los hongos de la podredumbre de madera pueden ser adicionados a las aguas pretratadas en forma encapsulada y sobre matrices polimé cas. Los polímeros que comprenden dichas matrices están fabricados a partir de materiales biodegradables, naturales y no tóxicos y se eligen del grupo que consiste dealginatos, maltodextrinas, almidón de maíz, sales de kappa carragenina e iota carragenina. Otros polímeros que pueden ser de utilidad son los derivados celulósicos o de polipropileno sobre los cuales se inocula el cultivo para continuar con el tratamiento. Estos soportes biológicos de materiales celulósicos como el polipropileno logran inmovilizar el cultivo porque forman un enmallado o telaraña tejida que facilita el crecimiento del hongo.

La patente WO03/035561también señala que es posible utilizar la actividad de enzimas hidrolíticas, enzimas celulolíticas y de enzimas ligninolíticas para conseguir la eliminación de los contaminantes. Los organismos empleados para el tratamiento corresponde a los hongos lignícolas de la podredumbre de madera elegidos del grupo que consiste en: hongos del género PleurotusyPhanerochaete. La publicación WO94/25190 enseña un método para el tratamiento de materiales sólidos con contaminantes orgánicos que comprende mezclar íntimamente el material contaminado con una biomasa de hongos en crecimiento activo en una relación de 1 : 1 a 10: 1 bajo condiciones aeróbicas, donde la biomasa comprende un sustrato lignocelulosico, tal como paja o aserrín, a través del cual se distribuyen esporas o propagulos de un hongo lignolítico del genero Phanerochaete. Adicionalmente, la biomasa incluye una mezcla de bacterias que mantienen la temperatura de la mezcla entre 5 y 40°C y enzimas o bacterias que utilizan como sustratos los productos de degradación de los contaminantes. La aireación y la humedad de la mezcla son controladas resultando en la producción de radicales libres y la escisión de estructuras complejas contaminantes tales como clorofenoles e hidrocarburos poli-aromáticos. Al final del proceso, el material de soporte es degradado y los hongos introducidos declinan en número debido a la competencia de la población natural.

La patente US2008264858 divulga una bolsa de lona tejida de yute o cáñamo para el tratamiento de aguas residuales agrícolas y urbanas, que comprende: (i) un relleno con material biodegradable seleccionado de astillas de madera, aserrín, paja, papel, cartón, subproductos agrícolas de desecho, productos de desecho madereros, compost y combinaciones de los mismos, inoculado con un hongo saprofítico seleccionado del grupo: Pleurotusostreatus, Pleurotuspulmonarius, Pleurotusdryinus, Pleurotustuberregium, Piptoporusbetulinus, Fomitopsispinicola, Fomitopsisofficinalis, Trametesversicolor, Hypsizygusulmarius,

Ganodermalucidum, Ganodermaapplanatum, Ganodermacurtisii,

Ganodermaoregonense y Ganodermatsugae; (ii) semillas de pastos, arbustos, arboles o plantas hiperacumuladoras o combinaciones de los mismos.

La patente CN101549936 presenta un método para el tratamiento de aguas residuales en el cual se ajusta inicialmente el pH del efluente entre 4 y 5.5, y se incorporan soportes inoculados con una cepa de podredumbre de madera (Phanerochaetechrysosporium) y se ajusta la temperatura entre 35 y 60°C con agitación constante a 170 rpm. El crecimiento del m.o se realiza en un medio de cultivo de patatas caladas (patata 4g/100ml, glucosa 2g/100ml, KH ₂ P0 ₄ 0.3g/100ml, MgS0 ₄ : 0.15g/100ml y de levaduras (glucosa 0.5g/100ml, KH ₂ P0 ₄ 0.1 g/100ml, (NH ₄ ) ₂ S0 ₄ : 0.1 g/100ml, MgSCv7H ₂ 0 0.05g/100ml, extracto de levadura 0.02g/100ml) pH 5.0-6.0, previamente esterilizado a 121 °C por 20min y enfriado a una temperatura entre 28 y 34°C (relación 0.05g de hongo por 250mL de medio de cultivo, agitación constante por 3 días).

El m.o es inoculado es un soporte compuesto por: (i) un núcleo de maíz previamente tratado con NaOH 3%, H2SO4 3% y alcohol industrial 75%, secado en horno a 50°C y esterilizado a 121 °C durante 15 min y (ii) un recubrimiento alrededor del núcleo compuesto por malla de cobre e hilo de nylon, donde el soporte comprende 0.3g de núcleo y un recubrimiento de entre 0.2 y 1.8g de malla de cobre y 0.2 a 1.1 de hilo de nylon. La patente FR2772623 divulga un método para el tratamiento de contaminantes recalcitrantes tales como hidrocarburos poli-cíclicos aromáticos en suelos, que comprende las etapas de: (i) pasteurización de un soporte orgánico lignificado (ciclos de 16h a una temperatura entre 65 y 85°C) seleccionado de virutas de madera, corteza de árbol o granos de mazorca o maíz; (ii) inoculación del soporte orgánico con un hongo de la familia Polypore, preferiblemente Coriolusversicolor, el cual se encuentra en la forma de: (a) una solución de esporas y/o fragmentos de micelios suspendidos en un medio líquido, (b) micelio previamente desarrollado en un medio líquido, (c) micelio previamente establecido en un soporte sólido (medio sólido gelificado o granos de cereales esterilizados); (iii) incubar el soporte inoculado en condiciones apropiadas para el crecimiento del hongo y (iv) introducir el soporte inoculado en los suelos contaminados a tratar en una relación entre 1 y 50%, preferiblemente entre 5 y 20% (%peso). La patente CN1544610 enseña un método para la degradación de tallos que comprende la mezcla del material de desecho con un cultivo líquido que contiene lactobacillus, Streptococcusfaecali y Candidautilis en proporción 1 a 20000 (inoculo:sustrato) con adición de NaCI 0,9% a 25-30°C por 7 a 10 días. Posteriormente, se mezcla con un hongo de la podredumbre de madera (Phanerochaetey/oPleurotus) y se fermenta a 25-30°C hasta la degradación del material vegetal. Por otra parte, la patente DE10125365 enseña la asociación de hongos con actividad monooxigenasa/dioxigenasa (Trametesversicolor, Pleurotusostreatus o Phanerochaetechrysosporium) y hongos de clase Zygomycotina con actividad glutatión S-transferasa (Cephalosporium, Penicillium, TrichodermayMucor) para la degradación de xenobioticos, siendo la asociación más eficiente en bioremediación de suelos y aguas contaminadas, la combinación de Phanerochaetechrysosporíumy Mucorhiemalis f.

No obstante lo anterior, existe aún la necesidad de desarrollar asociaciones específicas de microorganismos del tipo hongos de la podredumbre de madera para el tratamiento de aguas con altos valores de DQO y DBO, contaminadas con colorantes del tipo azo, trifenilmetano, anilinas o antraquinonas enmezclas que contienen aditivos y metales pesados - por ejemplo aguas residuales provenientes de la industria textil, industria de artes plásticas y aquellas industrias que generen aguas contaminadas con metales pesados entre otras-, condiciones bajo las cuales el tratamiento con las cepas de hongos de forma individual no genera resultados eficientes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención divulga un bioportador laminar que sostiene e inmoviliza un consorcio de hongos de la podredumbre de madera. El bioportador laminar es elaborado a partir del entrelazamiento de hilos de fique formando una malla elástica, flexible, resistente, de alta porosidad y maleabilidad. Estas mallas son recubiertas con una capa de biomasa de los hongos de podredumbre de madera tales como P. ostreatus, P. chrysosporium, Trametesversicolor, Ganodermalucidum, Lentulaedodes, Phlebia radiata e Irpexlacteus, preferiblemente P. ostreatus y P. chrysosporium hipertolerantes a metales pesados, productores de lacasa, ligninoperoxidasa y manganeso peroxidasa con capacidad decolorante y de adsorción. El bioportador laminar puede ser utilizado en reactores de diferente configuración tales como, cilindricos y cuadrados para la remoción del color generado por colorantes azoicos, trifenilmetanicos, anilinas y antraquinonicos, entre otros.

Adicionalmente, el bioportador de la invención posee importantes propiedades de adsorción por la acción conjunta del material lignocelulosico, la biomasa viable e hipertolerante de los dos hongos, por lo que el bioportador laminar remueve eficientemente metales pesados como Cadmio, Níquel, Plomo, Cobre y Cromo en aguas residuales industriales en presencia de colorantes y aditivos.

OBJETOS DE LA INVENCIÓN

En un primer aspecto, la invención se refiere a un consorcio de hongos de la podredumbre de madera, en particular de las cepas P. ostreatus, P. chrysosporium, Trametesversicolor, Ganodermalucidum, Lentulaedodes, Phlebia radiata e Irpexlacteus, preferiblemente P. ostreatus y P. chrysosporium para el tratamiento de aguas residuales.

En un segundo aspecto, la invención proporciona un bioportador laminar elaborado a partir del tejido o entrelazamiento de hilos de fique que sostiene e inmoviliza hongos de las cepas P. ostreatus, P. chrysosporium, Trametesversicolor, Ganodermalucidum, Lentulaedodes, Phlebia radiata e Irpexlacteus, preferiblemente P. ostreatus y P. chrysosporium para el tratamiento de aguas residuales.

En un tercer aspecto, la invención proporciona un filtro elaborado a partir del bioportador laminar de fique inoculado con cepas de hongos para el tratamiento de aguas residuales.

En un cuarto aspecto, la invención divulga un procedimiento para la elaboración de un bioportador laminar inoculado con las cepas de P. ostreatus, P. chrysosporium, Trametesversicolor, Ganodermalucidum, Lentulaedodes, Phlebia radiata e Irpexlacteus, preferiblemente P. ostreatus y P. chrysosporium para el tratamiento de aguas residuales.

Igualmente, es parte de la invención el uso de la asociación de las cepas P. ostreatus, P. chrysosporium, Trametesversicolor, Ganodermalucidum, Lentulaedodes, Phlebia radiata e Irpexlacteus, preferiblemente P. ostreatus y P. chrysosporium en un bioportador laminar elaborado a partir del tejido o entrelazamiento de hilos de fique para el tratamiento de aguas residuales. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN

En un primer aspecto la invención enseña un consorcio de hongos de la podredumbre de madera: P. ostreatus, P. chrysosporium, Trametesversicolor, Ganodermalucidum, Lentulaedodes, Phlebia radiata e Irpexlacteus, preferiblemente P. ostreatus y P. chrysosporium, en particular de las cepas Pleurotusostreatus y Phanerochaetechrysosporium para el tratamiento de aguas residuales.

Para la presente invención, se entiende por aguas residuales aquellas que presentan contaminación por color, metales pesados, demanda química de oxígeno (DQO) y demanda biológica de oxígeno (DBO). Estas cepas fueron gradualmente adaptadas para tolerar elevadas concentraciones de metales pesados como Cr, Cd, Ni y Pb, para el tratamiento de aguas residuales que presenten contaminación por color, metales pesados, demanda química de oxígeno y demanda biológica de oxígeno. Esta asociación permite cubrir totalmente el espectro de degradación de colorantes azoicos, trifenilmetanicos, anilinas y antraquinonícos, entre otros; teniendo como ventaja que remueve colorantes solos o mezclas de los mismos en aguas residuales aún en presencia de aditivos. Este sorprendente efecto se ve reflejado en las unidades de color, sólidos sedimentables, DB0 ₅ y DQO de aguas residuales industriales tratadas con el consorcio de hongos de la invención (ejemplo 1 ).

En un aspecto adicional, la invención divulga un bioportador laminar elaborado a partir del tejido o entrelazamiento de hilos de fique que sostiene e inmoviliza hongos de la podredumbre de madera, en particular de las cepas Pleurotusostreatus y Phanerochaetechrysosporium. El bioportador es elaborado a partir del tejido o entrelazamiento de hilos de fique para formar una malla elástica, flexible y resistente que por el tratamiento incrementa su porosidad y maleabilidad. Estas mallas son recubiertas con una fina capa de biomasa en pasta de hongos de podredumbre blanca, particularmente pero no limitado a P. ostreatus, P. chrysosporium, Trametesversicolor, Ganodermalucidum, Lentulaedodes, Phlebia radiata e Irpexlacteus hipertolerantes a metales pesados por adaptación (Cd, Ni, Pb, Cu y Cr), productores de lacasa, ligninoperoxidasa y manganeso peroxidasa con capacidad decolorante y de adsorción. El crecimiento fúngico se extiende por toda la superficie de la malla y a través de los poros mediante un proceso de penetración, generando al final de la producción una lámina de fique recubierto por las dos caras con micelio blanco algodonoso y delgado de los dos hongos consorciados. Este bioportador laminar elaborado a partir de fique se puede emplear como filtro en reactores de diferente configuración tales como, cilindricos y cuadrados para el tratamiento de efluentes residuales industriales.

Dicho filtro para el tratamiento de aguas residuales que presenten contaminación por color, metales pesados y altos valores de demanda química de oxígeno y demanda biológica de oxígeno comprende:

(a) un bioportador laminar en forma de malla elástica, flexible y resistente elaborado a partir del tejido o entrelazamiento de hilos de material lignocelulosico que sostiene e inmoviliza una capa de biomasa de hongos de la podredumbre, particularmente, las cepas Pleurotus ostreatus y Phanerochaete chrysosporium.

(b) un soporte que permite la adecuación y ensamblaje del bioportador laminar a reactores de diferente configuración tales como, cilindricos y cuadrados. Las láminas del bioportador se colocan sobre un soporte dentro de los reactores, formando el filtro, el cual puede ser usado hasta por 3 ciclos continuos de operación. Dicho bioportador se puede utilizar para remover el color generado por colorantes azoicos, trifenilmetanicos, anilinas y antraquinonicos, entre otros. Teniendo como ventaja que remueve colorantes solos o mezclas de los mismos en aguas residuales que presenten aditivos.

Por otro lado, el bioportador posee importantes propiedades de adsorción por la acción conjunta del material lignocelulosico, la biomasa viable e hipertolerante de los dos hongos, gracias a las cuales se pueden remover eficientemente metales pesados como Cd, Ni, Pb, Cu y Cr, conservando su eficiencia por varios ciclos de operación.

En un aspecto adicional la invención enseña un proceso para la elaboración del bioportador laminar fabricado a partir de hilos de fique que comprende las etapas de:

1. Alistamiento del soporte: Se toman hilos de material lignocelulosico de 1 a 10 mm previamente lavados y secados. Posteriormente, se elabora una malla con un tamaño de poro entre 0.1 mm a 10 mm y un espesor de entre 1 y 15 mm según los requerimientos y condiciones específicas del tratamiento.

Esterilización del soporte: Las mallas se esterilizan por calor húmedo aplicando dos ciclos térmicos en autoclave (0.72 KPa) por un tiempo de entre 15 minutos y 90 minutos cada ciclo). El sistema se deja enfriar y se deja cerrado hasta el momento de ser inoculado con la biomasa fúngica.

3. Producción de biomasa: A partir del banco de cepas primario se toman viales que contienen discos con biomasa crecida de Pleurotusostreatus y Phanerochaetechrysosporium, respectivamente y bajo condiciones de esterilidad se siembran en agar extracto salvado de trigo pH 6.5 y se incuban por 8 días a 30°C. El crecimiento y la siembra de cada cepa se realiza por separado. La propagación de cada cepa se realiza según las condiciones reportadas por Pedroza M y colaboradores en International Biotechnology Color Journal 1(1), 9-19, 201 1 en el Artículo titulado "Removal of reactive black 5 dye by T. versicolor immobilized on Luffacylindrica sponge and homogeneous photocatalysis with T1O2 . Los discos de agar con biomasa obtenidos se someten al proceso de formación de esferas (pelletización) y al final del mismo, la biomasa se recupera por filtración bajo condiciones de esterilidad y se lava 3 veces con agua destilada estéril. En otro recipiente llamado homogenizador se mezcla en proporción 1 : 1 biomasa de P. ostreatus y P. chrysosporium y se mezcla por 30 segundos hasta obtener una pasta uniforme compuesta por la biomasa consorciada.

4. Colonización del soporte: Bajo condiciones de esterilidad se destapan las bandejas de aluminio y cuidadosamente se retiran las mallas de fique. Posteriormente se adiciona una capa de entre 1 y 10 mm de espesor de agar extracto de salvado y se deja gelificar por 10 minutos; a continuación se coloca nuevamente la malla de fique sobre la superficie del agar y se presiona hasta adhesión del polímero. Una vez dispuesto el soporte sobre el agar se distribuye uniformemente una fina capa de biomasa en esferas equivalente a 0,01 a 0,5% (masa/volumen) sobre la totalidad de la malla y las bandejas cubiertas se incuban por un tiempo de entre 5 a 15 días y a una temperatura de entre 25 y 35 °. Al finalizar el proceso se tiene una malla blanca, húmeda y lista para ser colocada dentro del reactor.

La persona versada entenderá que en el paso 3, para la producción de la biomasa se podrá partir de la mezcla de dos o más hongos de la podredumbre de la madera del grupo que consiste de P. ostreatus, P. chrysosporium, Trametesversicolor, Ganodermalucidum, Lentulaedodes, Phlebia radiata e Irpexlacteus.

Asimismo, se considera dentro el alcance de la invención el uso del consorcio de las cepas Pleurotusostreatus y Phanerochaetechrysosporium inmovilizadas en un bioportador laminar fabricado a partir de hilos de fique o en un filtro que comprenda el bioportador laminar para el tratamiento de efluentes residuales.

A continuación se presentan de forma ilustrativa los hechos científicos que sustentan la presente invención, los cuales no deben entenderse como una limitante de la invención.

EJEMPLO 1. REMOCIÓN DE COLOR, DEMANDA QUIMICA DE OXIGENO Y DEMANDA BIOLOGICA DE OXIGENO EN AGUAS RESIDUALES EMPLEANDO UN CONSORCIO FÚNGICO SOPORTADO EN UN BIOPORTADOR LAMINAR DE FIQUE.

Se realizó la producción del bioportador laminar viable siguiendo el protocolo descrito en las secciones anteriores y la lamina obtenida fue colocada de forma paralela a las paredes de un reactor neumático de 14 litros; posteriormente se adicionaron 10 litros de agua residual textil previamente caracterizada (tabla 1 ) obtenida de una industria textil que procesa fibras de algodón. Se ajustó el flujo de aire, temperatura y se realizó el tratamiento del agua. El agua empleada en los experimentos no fue pre-tratada ni se realizaron ajustes de pH, se utilizó como sale del proceso de tintura. El proceso se evaluó por 8 días realizando muéstreos diarios durante la experimentación, el proceso no se mantuvo bajo condiciones de esterilidad, de tal manera que el bioportador viable interactúe con la flora microbiana presente en el agua residual tal y como ocurriría en un proceso a escala de campo. En cada uno de los muéstreos se determinó el pH, temperatura, unidades de color, sólidos suspendidos, sólidos sedimentables, DBO5, DQO, Ni total, grasas y aceites y se compararon los valores de remoción frente a los valores de referencia de la resolución 3957 SDA (Bogotá, Colombia) que regula las condiciones de vertimiento de aguas residuales.

Los resultados que se presentan a continuación corresponden a los días de máxima remoción para el tratamiento y los controles.

Tabla 1. Pruebas físicas-químicas para el agua residual de acuerdo a la resolución 3957 SDA (Bogotá, Colombia)

* No establecido

Los tratamientos evaluados fueron las cepas de hongos de la podredumbre de madera Pleurotus ostreatusy Phanerochaete chrysosporíum de forma individual, inmovilizadas en el bioportador laminar de fique empleando dos controles de adsorción, el soporte sin biomasa fúngica y el bioportador inactivado por tratamiento térmico a las 24h. En la tabla 2 se presentan los parámetros de remoción para cada uno de los tratamientos y controles; se puede observar que el tratamiento con las cepas de forma individual no remueve la coloración, ni disminuye los sólidos sedimentables, DB0 ₅ y DQO a los niveles establecidos en la legislación ambiental.

Tabla 2. Remoción de parámetros en aguas residuales tratadas con las cepas Pleurotus ostreatus y Phanerochaete chrysosporiumde forma individual (repetición 1 promedio de tres réplicas)

PARAMETRO BIOPORTADOR BIOPORTADOR BIOPORTADOR BIOPARTADOR LIMITES VIABLE DE P INACTIVO DE P. VIABLE DE INACTIVO DE RESOLUCIÓN OSTREATUS A OSTREATUS CHRYSOSPORIUM A P. CHRYSOSPORIUM A 3957 SDA LAS A LAS 24 HORAS LAS 24 HORAS LAS 24 HORAS

24 HORAS

pH (Unidades) 5.6 6,7 5.8 6,6 5,0-9.0

Temperatura (°C) 29 29 28 28 30°

Unidades de color 789 2100 923 2789 50 UC dilución 1/20

Sólidos 234 365 287 400 600 suspendidos(mg/L)

Sólidos 2 6 3 9 2 sedimentables

(mg/L)

Asimismo, se evaluó el consorcio fúngico inmovilizado en el bioportador laminar de fique empleando dos controles de adsorción, el soporte sin biomasa fúngica y el bioportador inactivado por tratamiento térmico a las 72h. En la tabla 3 se presentan los parámetros de remoción para cada uno de los tratamientos y controles. Se puede observar que el tratamiento con el consorcio de la invención disminuye las unidades de color a un valor de 180UC, los sólidos sedimentables a 2 mg/mL, el DB0 ₅ a 789 mg/L y el DQ01478 mg/L, los cuales se encuentran dentro de los niveles establecidos en la legislación ambiental, a excepción de las unidades de color las cuales disminuyen significativamente respecto al valor inicial (180UC vs 5000UC) y en comparación con la remoción de las cepas individuales 789UC y 923UC para P. ostreatusy P. chrysosporium, respectivamente.

Tabla 3. Remoción de parámetros en aguas residuales tratadas con el consorcio Pleurotus ostreatus y Phanerochaete chrysosporium inmovilizadas en un bioportador laminar de fique (repetición 1 promedio de tres réplicas)

Adicionalmente, para verificar la reproducibilidad del proceso de tratamiento de aguas residuales industriales empleando el consorcio fúngico inmovilizado en el bioportador laminar de la invención se realizó un experimento en tiempos diferentes y con tres réplicas. En la tabla 4 se presentan los parámetros de remoción para cada uno de los tratamientos (consorcio fúngico inmovilizado en el bioportador laminar de fique) y controles de adsorción (soporte sin biomasa fúngica y bioportador inactivado por tratamiento térmico a las 72h).

Como se puede observar, los valores de remoción en las unidades de color, sólidos sedimentables, DB0 ₅ y DQO son muy cercanos a los valores establecidos inicialmente y consignados en la tabla 3. Dichos parámetros se encuentran dentro de los niveles establecidos en la legislación ambiental, a excepción de las unidades de color las cuales disminuyen significativamente respecto al valor inicial (200UC vs 5000UC) y en comparación con la remoción de las cepas individuales 789UC y 923UC para P. ostreatusy P. chrysosporium, respectivamente.

Tabla 4. Remoción de parámetros en aguas residuales tratadas con el consorcio Pleurotus ostreatus y Phanerochaete chrysosporium inmovilizadas en un bioportador laminar de fique (repetición 2 promedio de tres réplicas)

Al comparar los resultados obtenidos con el bioportador con biomasa viable con otros sistemas convencionales de tratamientos para aguas residuales contaminadas con colorantes de origen textil se observo que el bioportador es más eficiente ya que en solo 24 horas de tratamiento deja los efluentes aptos para vertimiento puntual. Mientras que para obtener remociones similares o superiores las bacterias requieren entre 7 y 8 días (WijetungaSomasiri et al. "Evaluation of the efficacy of upflow anaerobio sludge blanket reactor in removal of colour and reduction of COD in real textile wastewater". BioresourceTechnology 99 (2008) 3692-3699

También, se realizó una comparación del bioportador con un sistema que utiliza de forma simultánea hongos degradadores de madera y bacterias para el tratamiento de aguas residuales textiles de acuerdo con lo descrito por CenekNovotny y colaboradores: "Potential of combined fungal and bacterial treatment for color removal in textile wastewater". Bioresource Technology 102 (2011) pp. 879-888 y se observó que el sistema fúngico bacteriano es eficiente en la remoción de color pero con tiempos de retención entre 5 y 7 días, tiempos más prolongados a los obtenidos con el consorcio Pleurotusostreatus y Phanerochaetechrysosporium de acuerdo con la presente invención..