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DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS CINÉTICOS DURANTE LA
NITRIFICACIÓN MEDIANTE ENSAYOS DE RESPIROMETRÍA Y TITULACIÓN
Gustavo Ciudad
Universidad de la Frontera
Arne Werner
Universidad Técnica de Berlin
*Cristian Bornhardt
Universidad de la Frontera, Temuco / Chile; Ingeniero Civil Químico de la Universidad de
Concepción / Chile; Magister en Ciencias de la Ingeniería, mención Ingeniería Química dela
Universidad de Concepción; Doctorado en Ingeniería de la Universidad Técnica de Berlin /
Alemania. Profesor Titular para cátedras de Ingeniería Ambiental y Director de la Carrera de
Ingeniería Ambiental. Investigación y asesoría técnica en gestión de RILes y Producción Limpia.
Carlos Muñoz
Universidad de la Frontera
Christian Antileo
Universidad de la Frontera
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RESUMEN
En el diseño de tratamientos biológicos es de vital importancia el conocimiento de la cinética de los
microorganismos involucrados. Uno de los mayores inconvenientes del cálculo deconstantes
cinéticas en el proceso de nitrificación, es la diferenciación cinética de las dos poblaciones
microbianas que participan: amonio oxidantes (AO) y nitrito oxidantes (NO), que se diferencian en
su afinidad por el oxígeno, y en que los AO liberan protones. Para ello se determinó parámetros
cinéticos mediante ensayos cortos de respirometría y titulometría en un reactor batch. Para losmicroorganismos AO se encontró que la constante de saturación de oxígeno (K’AO), fue de 0,99 mg
.
O2/L y la constante de saturación por sustrato (KsAO) fue de 0,28 mg N-NH4/L Para los
microorganismos NO la constante de saturación de oxígeno (K’NO) fue de 1,4 mg O2/L y la
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constante de saturación de sustrato (KsNO) tuvo un valor de 2,15x10 mg HNO2/L. Por lo tanto,
mediante respirometría, yutilizando las diferencias de afinidad por oxígeno de los microorganismos
AO y NO, fue posible determinar K’, rmáx y KsNO para ambos microorganismos por separado,
mientras que el cálculo de KsAO se realizó por titulometría. Se concluye que la aplicación conjunta
de respirometría y titulación es una potente herramienta para el cálculo de constantes cinéticas en
la nitrificación.
PalabrasClaves: respirometría, cinética microbiana, nitrificación, titulación.

INTRODUCCIÓN
Para diseñar tratamientos biológicos es de vital importancia conocer el comportamiento de los
microorganismos, es decir, su cinética. En contraste con las técnicas clásicas, uno de los métodos
más rápidos y sencillos para el cálculo de parámetros cinéticos, son los ensayos respirométricos.
Este método mide einterpreta la tasa de respiración de los microorganismos, la cual refleja dos de
los más importantes procesos bioquímicos que ocurren en las plantas de tratamiento: el
crecimiento de la biomasa y el consumo de sustrato (Langergraber et al., 2003).
Las bacterias que participan en la nitrificación se separan en 2 grupos: las Amonio Oxidantes (AO)
y las Nitrito Oxidantes (NO) (Ficara et al., 2000).Dentro de éstas, las más estudiadas son las
Nitrosomonas como AO y Nitrobacter como NO.

Como en la oxidación de amonio a nitrito por parte de los microorganismos AO se liberan protones,
otra técnica utilizada para conocer la cinética es la titulación, que se basa en la medición de la
modificación de la acidez o la alcalinidad del medio debido a las reacciones biológicas, por
titulación conuna solución neutralizante para mantener el pH constante (Ficara et al., 2000).
Diversos estudios han demostrado que las poblaciones NO son más sensibles a las bajas
concentraciones de oxígeno, en comparación a las poblaciones AO, debido a que presentan
coeficientes de saturación de oxígeno K’ más altos (Laanbroek and Gerards, 1993; Muxí, 1994;
Bernet et al., 2001), lo que podría permitir la...