Evaluación de la transformación de pentolita solida por bacterias degradadoras de TNT y PETN
Authors:   , Pinilla Gustavo 
Published: July 2022

La pentolita es un explosivo sólido ampliamente utilizado en la industria civil y militar
como componente de cargas de detonación, está formado por una mezcla 1:1 de TNT
:PETN que puede llegar a contaminar ambientes como suelos y aguas debido a residuos
del proceso de fabricación y de su posterior uso (p.ej., cargas sin detonar). La exposición
prolongada a la pentolita puede provocar alteraciones a la salud humana ya que el TNT
puede producir cáncer y daño hepático, mientras que el PETN puede producir
afectaciones a las vías respiratorias y problemas cardiacos.
En estudios de laboratorio se ha demostrado que la presencia de TNT inhibe la
biodegradación de PETN en cultivos de enriquecimiento. En muchos ensayos de
transformación de explosivos se utilizan los compuestos disueltos en medio líquido a
bajas concentraciones (~ 100 mg/L) y no hay estudios en la literatura con la pentolita
sólida. Por tanto, en la Unidad de Saneamiento y Biotecnología Ambiental (USBA) de la
Pontificia Universidad Javeriana, como parte del estudio 􀂳dise􀁸o de un sistema con
microorganismos degradadores de PETN y TNT incorporado en el explosivo pentolita􀂴
desarrollado en conjunto con la Universidad de la Salle e INDUMIL, se buscó obtener
bacterias capaces de transformar TNT y PETN, a partir de muestras de suelo
contaminado con explosivos provenientes de la planta INDUMIL, la cual sintetiza PETN
y realiza la mezcla de TNT y PETN. La obtención de bacterias transformadores de
explosivos se realizó en condiciones aerobias con cultivos de enriquecimiento y
biocebos, y en condiciones anaerobias con cultivos de enriquecimiento. En estos se
ensayos se utilizó un medio mínimo mineral (MT2) con explosivo (TNT ó PETN) como
única fuente de nitrógeno (50 mg/L). Se encontraron bacterias (cepas puras) y cultivos
mixtos de bacterias a las que se les evaluó la habilidad de transformar TNT y PETN (100
mg/L) disuelto en medio MT2 líquido y se seleccionaron aquellas que fueron capaces de
transformar el explosivo (-50%). En esta fase del proyecto se obtuvieron en total 9
bacterias y 11 cultivos mixtos (31 bacterias) capaces de transformar TNT, 1 bacteria y
12 cultivos mixtos (30 bacterias) capaces de transformar PETN y 3 bacterias capaces de
transformar pentolita en condiciones anaeróbicas, para un total de 74 bacterias las cuales
fueron identificadas mediante secuenciación del 16S rARN. Con el fin de encontrar la
mejor combinación posible de bacterias y cultivos mixtos, se establecieron 19 consorcios
definidos, con base en los resultados de la caracterización de la transformación por parte
de las bacterias seleccionadas. Se realizo un estudio de transformación de pentolita
sólida por parte de estas bacterias, cultivos mixtos, consorcios definidos y microcosmos
sin inoculo utilizando microcosmos con MT2 enriquecido con una fuente de carbono y
nitrógeno (MT2M). A los microcosmos se le agregaron dos granallas de pentolita
(explosivo sólido), los microcosmos se incubaron a temperatura ambiente (~ 21° C) en
oscuridad sin agitación. La transformación de pentolita se evaluó en el tiempo (~ 2500
días) realizando 6 muestreos por sacrificio (n=3) midiendo la concentración de TNT y
PETN por HPLC, y un recuento microbiano mediante microgota en agar nutritivo. Las
bacterias aisladas de los recuentos en el último evento de muestreo se conservaron a -
80°C en MT2 con glicerol y skim milk. Las bacterias, cultivos mixtos y consorcios
12
definidos capaces de transformar pentolita sólida se seleccionaron con base en la
transformación obtenida al final del estudio y la transformación acumulativa de los
explosivos en el tiempo. En el estudio se observó una transformación más alta del PETN
(21%) que del TNT (18%). Durante el estudio se obtuvieron 3 cultivos mixtos (CMP231,
CMP227 y CMT228), una bacteria (T21) y dos consorcios definidos (C1 y C4) capaces
de transformar pentolita sólida. Se observo una mayor transformación de los explosivos
(19 % TNT, 23 % PETN) en las bacterias y cultivos mixtos que en los consorcios definidos
(17% TNT, 20% PETN), lo cual indica que son mejores a la hora de transformar explosivo
sólido. Se observaron altos recuentos (5 log UFC/mL) de bacterias en los microcosmos,
lo que indica que son capaces de crecer en presencia de pentolita sólida. Los resultados
de la secuenciación del gen 16S rARN de las bacterias encontradas al final del estudio
en estos microcosmos encontraron que pertenecían a los géneros Stenotrophomonas
sp., Citrobacter sp., Pseudomonas sp. y Serratia sp. que en su mayoría no coincidían
con las bacterias inoculadas, lo que podría indicar que las bacterias recuperadas en el
último evento de muestreo corresponden a las que se encuentran en las granallas. La
transformación de explosivos sólidos por parte de los cultivos mixtos seleccionados y las
bacterias encontradas al final del estudio debe ser estudiado en más detalle, sin
embargo, bajo las condiciones de este ensayo logramos determinar la transformación de
pentolita sólida.