Degradación

La degradación de estos compuestos puede producirse por dos vías:

• Degradación aerobia.
• Degradación anaerobia

Los organismos anaerobios o anaeróbicos son los que no utilizan oxígeno (O₂) en su metabolismo, más exactamente que el aceptor final de electrones es otra sustancia diferente del oxígeno. Si el aceptor de electrones es una molécula orgánica (piruvato, acetaldehido, etc.) se trata de metabolismo fermentativo; si el aceptor final es una molécula inorgánica distinta del oxígeno (sulfato, carbonato, etc.) se trata de respiración anaeróbica.

El concepto se opone al de organismo aerobio, en cuyo metabolismo se usa el oxigeno como aceptor final de electrones.

Aquellos organismos que no pueden vivir o desarrollarse en presencia de oxígeno se denominan anaerobios estrictos.

Se denominan aerobios o aeróbicos a los organismos que pueden vivir o desarrollarse en presencia de oxígeno diatómico, mientras que si lo necesitan se denominan aerobios estrictos. El adjetivo "aerobio" se aplica no sólo a organismos sino también a los procesos implicados ("metabolismo aerobio") y a los ambientes donde se realizan. Un "ambiente aerobio" es aquel rico en oxígeno, a diferencia de uno anaerobio, donde el oxígeno está ausente, o uno microaerofílico, donde el oxígeno se encuentra a muy baja concentración.

El metabolismo aerobio (respiración) surgió en la evolución después de que la fotosíntesis oxigénica, la forma más común de fotosíntesis, liberó a la atmósfera oxígeno, el cual había sido muy escaso hasta entonces. Inicialmente representó una forma de contrarrestar la toxicidad del oxígeno, más que una manera de aprovecharlo. Como la oxidación de la glucosa y otras sustancias libera mucha más energía que su utilización anaerobia por ejemplo, la fermentación, los seres aerobios pronto se convirtieron en los organismos dominantes en la Tierra.

El antepasado común de los organismos eucariontes (con células nucleadas) adquirió la capacidad de realizar el metabolismo aerobio integrando a una bacteria aerobia como orgánulo permanente, la mitocondria (teoría de la endosimbiosis).

Aerobiosis, es un proceso conocido como respiración celular, usa el oxígeno para oxidación del sustrato (por ejemplo azúcares y grasas para obtener energía).

Un buen ejemplo podría ser la oxidación de la glucosa (un monosacárido) en la respiración aeróbica.

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ -> 6 CO₂ + 6 H₂O + 38 ATP

Dando alrededor de 2.880 kJmol^-1.

El oxígeno es usado durante la oxidación de la glucosa y produce agua.

Materiales Biodegradables y Materiales no biodegradables

Se considera materiales biodegradables a todos aquellos materiales que pueden ser destruidos por los microorganismos.

Para impedir la acumulación de compuestos no biodegradables en la naturaleza, existen dos soluciones que actualmente están siendo objeto de investigación: utilizar raíces o cepas microbianas que pueden atacar productos que se pensaba que no eran degradables, o bien desarrollar materiales biodegradables por cepas comunes.

Plásticos Biodegradables

Los plásticos biodegradables , realizados a partir de almidón de maíz o de trigo se están fabricando, actualmente, a escala industrial y son utilizados, por ejemplo, para las bolsas de residuos. La degradación de estos plásticos requeriría un período de seis a veinticuatro meses, bajo tierra o en el agua, según la tasa de incorporación de almidón.

Del mismo modo, los plásticos fabricados a base de centeno o de fibras comprimidas, completamente biodegradables, pueden reemplazar a los plásticos derivados del petróleo. Uno de ellos, a base de almidón de centeno, se presenta en forma de materiales granulados destinados a fabricación de platos.

Al modificarse la composición y el proceso de plastificación, se obtienen características técnicas como densidad, módulo de elasticidad, resistencia a la tracción, deformación, etc. Las características de estos materiales son muy similares a las de los polímeros convencionales, de origen petroquímico.

Materiales Biodegradables

Por otra parte, en el campo de la agricultura,los materiales biodegradables también ofrecen ventajas innegables. Los materiales biodegradables, después de ser reciclados, incinerados y compuestos, generarán subproductos como el agua, el dióxido de carbono y/o el metano, con la posible producción de una nueva biomasa no tóxica para el medio ambiente. Estos materiales mezclados con otros elementos fermentables permiten obtener abonos compuestos.

Hay que tener en cuenta, además, que las primeras aplicaciones de los polímeros sintéticos biodegradables han surgido en el ámbito de la salud en la década de los años’60. Hay compuestos bioestables que se utilizan como ayudas permanentes, como para el caso de prótesis y de órganos artificiales, y los compuestos biorreabsorvibles para ayudas por un tiempo limitado: el tiempo de curación. Estos últimos materiales biodegradables se utilizan en diversas formas, como para las suturas o en sistemas de liberación controlada de principios activos.

Materiales Biodegradables en los Automóviles

En la industria automotriz, también se trata de desarrollar el uso de materiales biodegradables: rellenos de puertas interiores de autos que ya existen ahora en fibra de lino, por ejemplo, y los fabricantes de automóviles están considerando hacer parachoques de fibras vegetales reforzadas por una resina biodegradable.

Los materiales biodegradables son una excelente alternativa ecológica, además de tener una enorme cantidad de beneficios a largo plazo, cuando pasan a ser eventuales desechos y pueden ser reutilizados.

Materiales no biodegradables

Hay materiales que tardan muchísimos años en poder degradarse por completo, ya que las bacterias y microorganismos encargadas de su destrucción, junto con la erosión terrestre, no pueden descomponerlos, y al estar tanto tiempo sin degradarse no solamente ensucian el planeta, sino que en muchos casos también producen varios tipos de contaminación, principalmente contaminación de la tierra y contaminación del aire.

Por lo general este tipo de materiales no son orgánicos, sino que son producto del hombre como los plásticos y demás tejidos y materiales sintéticos. No ser biodegradables no significa que no desaparecerán nunca de nuestro planeta, pero en cambio significa que el hombre debe ser el encargado de destruirlos o reciclarlos, dado que si se lo va a dejar en manos de la erosión del planeta, esto puede tardad varios cientos de años.

Las latas de aluminio pueden tardar mas de 40 años en degradarse sin la ayuda del hombre, y como todos sabemos, las latas de este material son muy frágiles, por lo que materiales como el vidrio o algunas aleaciones de metal pueden tardar mas de un millón de años en degradarse.

Otros materiales, además de tardar mucho tiempo en desaparecer, pueden causar severos rastros de contaminación debido a algunos de sus componentes, como las pilas, baterías y celulares, por lo que deben ser enviados a plantas especiales para su reciclado. hay varios grupos que se encargan de recolectar y reciclar pilas y baterías en España, por lo que es conveniente contactar con ellos para reciclar pilas.

Respiración anaerobia o fermentación

Muchos organismos (especialmente microorganismos) sobreviven en los intestinos de los animales, en el suelo profundo, en sedimentos u otros sitios donde el oxígeno está casi, o totalmente, ausente. Aun en algunas de nuestras células corporales resisten breves periodos a la ausencia de oxígeno.

Probablemente en condiciones anaerobias evolucionaron la vida y la glucólisis, produciéndose por cada molécula de glucosa dos moléculas de ácido pirúvico, el cual puede seguir diferentes caminos: la fermentación alcohólica, la láctica, la acética y la respiración aerobia.

Fermentación láctica
Se realiza en los músculos de nuestro organismo, sobre todo cuando se hace ejercicio de manera exagerada, ya que aunque la respiración celular aerobia proporciona más ATP que la glucólisis, se encuentra limitada por la capacidad del organismo para brindar oxígeno a sus células musculares, y cuando sus músculos están desprovistos de oxígeno no dejan de trabajar de manera inmediata. En lugar de eso, la glucólisis continúa durante un tiempo proporcionando sus escasas dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa y generando ácido pirúvico y NADH, entonces, el ácido pirúvico (C3H4O3) se vuelve aceptor del hidrógeno y se forma el ácido láctico (C3H6O3). Sin embargo, el ácido láctico es tóxico en concentraciones elevadas, por lo que pronto causa malestar intenso y fatiga, haciendo que el individuo disminuya su ritmo o se detenga y mientras descansa respira rápidamente para restituir el suministro de oxígeno, haciendo que el ácido láctico se vuelva a convertir en ácido pirúvico, lo que no ocurre en las células musculares sino en el hígado. Fermentación alcohólica
Se lleva a cabo en muchos microorganismos como las levaduras del género Saccharomyces. Después de que se obtienen las dos moléculas de ácido pirúvico (C3H4O3), éstas se degradan hasta formar dos moléculas de CO2, dos moléculas de alcohol etílico (C2H6O) y más dos moléculas de ATP.La fermentación alcohólica se utiliza en la industria en la fabricación de diferentes tipos de bebidas alcohólicas y en la elaboración de pan, donde el alcohol se evapora y el CO2 provoca que el pan esponje. Algunos otros microorganismos realizan otros tipos de fermentación, se produce ácido acético o alcohol. Otros más respiran anaerobiamente desechando metano u otros productos. La respiración anaerobia se considera ineficiente porque produce poca energía, se obtienen dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa.

INTRODUCCION

Algunas materias son biodegradables y a la vez reciclables; un ejemplo lo observamos en la hojalata: es biodegradable porque los organismos descomponedores los convierten en óxidos de hierro y óxidos de estaño, que son incorporados a los suelos enriqueciéndolos; por su parte, es reciclable porque podemos descomponerlo en hierro y estaño, materiales éstos que pueden ser separados, reprocesados industrialmente y reutilizados.

La necesidad de fabricar y utilizar materias biodegradables es cada vez más importante conforme el hombre avanza en el desarrollo tecnológico, ya que estamos colaborando en la producción de residuos no biodegradables que terminarán engrosando los vertederos, salvo que se siga un adecuado proceso de selección, reciclado y reutilización.

La biodegradación es la característica de algunas sustancias químicas de poder ser utilizadas como sustrato por microorganismos, que las emplean para producir energia y crear otras sustanciarato por microorganismos,s como aminoácidos, nuevos tejidos y nuevos organismos. Puede emplearse en la eliminación de ciertos contaminantes como los desechos orgánicos urbanos, papel, hidrocarburos, etc. No obstante en vertidos que presenten materia biodegradable estos tratamientos pueden no ser efectivos si nos encontramos con otras sustancias como metales pesados, o si el medio tiene un pH extremo. En estos casos se hace necesario un tratamiento previo que deje el vertido en unas condiciones en la que las bacterias puedan realizar su función a una velocidad aceptable.

Respiraciones anaeróbicas

Algunos microorganismos realizan un proceso metabólico conocido como respiración anaeróbica que, a pesar de no utilizar oxígeno, es completamente diferente de las fermentaciones. En la respiración anaeróbica existe una cadena de transporte de electrones análoga a la de la respiración aeróbica, pero el aceptor final de electrones no es el oxígeno sino otra molécula, generalmente inorgánica, como SO42-, NO3- o CO2.

Un organismo anaerobio facultativo (en presencia de oxígeno respira, en ausencia, fermenta produciendo hidrógeno) entraría en simbiosis ecológica con un organismo metanógeno (anaerobio estricto; usa hidrógeno y produce metano). Esta relación sintrófica puede coevolucionar hacia una mayor interdependencia, culminando en la endosimbiosis. Este nuevo organismo simbionte, en condiciones anaerobias, produce metano, pero en condiciones aerobias produciría CO2 y agua
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