El petróleo está constituido por diferentes moléculas compuestas de átomos de carbono y de átomos de hidrógeno denominadas hidrocarburos que son poco solubles en agua. Contiene una compleja mezcla de hidrocarburos diferentes: alifáticos (cadenas lineales de carbono), alicíclicos (carbono en una estructura de anillo sin dobles enlaces) y aromáticos (carbonos en una estructura de anillo con dobles enlaces dentro del anillo), y una proporción más pequeña de compuestos no hidrocarburos. Estas moléculas pueden ser utilizadas, metabolizadas y asimiladas por ciertos microorganismos.
Cuando se produce un vertido de hidrocarburos en el ambiente la flora bacteriana se modifica en beneficio de las bacterias capaces de degradar estas moléculas. Estas oxidan, gracias a unas enzimas específicas denominadas oxigenasas, los hidrocarburos en moléculas más pequeñas liberando CO2.
Hay muchos tipos de bacterias capaces de degradar el petróleo. El problema está en que no todas lo metabolizan rápidamente. Hay varios métodos para acelerar este proceso:
- La formación de emulsiones aumenta la accesibilidad y por tanto la degradación de hidrocarburos. Las bacterias “comedoras” de petróleo producen naturalmente sustancias denominadas surfactantes que estimulan la formación de emulsiones y aumentan la solubilidad de los hidrocarburos, aumentando así la eficacia de la degradación. Por ello, se pueden aplicar a las aguas contaminadas biosurfactantes purificados de bacterias productoras.
- La adición de fosfatos y de nitratos en medios contaminados por hidrocarburos estimula el crecimiento de las bacterias “comedoras” y por tanto acelera la degradación de los contaminantes. Es un proceso denominado bioestimulación.
- Por último la bioaugmentación, es decir, la adición de bacterias específicas para la degradación de hidrocarburos. Son bacterias que han sido aisladas directamente de la naturaleza de forma que trabajan en armonía con la biomasa existente. Es importante seleccionar un producto con un amplio rango de cepas bacterianas debido a la gran diversidad de tipos de hidrocarburos presentes en el efluente, ya que, la vulnerabilidad a la biodegradación varía según el tipo y tamaño de la molécula de hidrocarburo.
Algunos de los sistemas de depuración donde la adición de estos productos biotecnológicos puede aplicarse son:
- Fangos activados.
- Reactores secuenciales.
- Lagunajes aireados.