Bolet铆n Tecnol贸gico
Bi rremediaci贸n de sitios contaminados Patent Landscape Report Banco de patentes SIC - ABRIL de 2014
SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO Grupo Banco de Patentes Luis Antonio Silva Rubio - Coordinador Andrea Bermúdez Huertas
PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA Vicerrectoría de Investigación Dirección de Innovación
9 Presentación
Fanny Almario Mayor - Directora Paola Mojica G. Sergio Cuéllar Claudia Medina Claudia Mejía Edición: Juan Sebastián Cruz Camacho Diseño: Nathalia Rodríguez González Fotografías: © www.sxc.hu © www.commons.wikimedia.org © www.stockvault.net Colaboración de: Fabio Roldán Ziv Arbeli Nota Legal Todos los contenidos, referencias, comentarios, descripciones y datos incluidos o mencionados en el presente boletín se ofrecen únicamente en calidad de información.
C ontenido
83
Invenciones relacionadas con biorremediaci贸n a nivel nacional
17
Invenciones relacionadas con biorremediaci贸n a nivel internacional
93 Glosario
Desde la perspectiva del experto
103
G ráficas 19 21
Gráfica 1.
Ciclo de vida de la tecnología
Gráfica 2.
Países solicitantes líderes de acuerdo a la actividad inventiva y de patentamiento
Gráfica 3.
Mapa geoespacial de colaboración entre países líderes
Gráfica 4.
Principales oficinas de destino de acuerdo a la actividad inventiva y de patentamiento
Gráfica 5.
Tipos de solicitantes de la tecnología
Gráfica 6.
Solicitantes líderes identificados a partir de la relación entre su actividad inventiva e impacto industrial
Gráfica 7.
Solicitantes líderes identificados a partir de la relación entre actividad inventiva y variabilidad tecnológica
29
Gráfica 8.
Red de colaboración principal entre solicitantes
Gráfica 9.
Segunda red de colaboración principal entre solicitantes
Gráfica 10.
Tecnologías en biorremediación de acuerdo con la actividad inventiva y de patentamiento
30 31 34
Gráfica 11.
Tecnologias según el tipo de ambiente a tratar
Gráfica 12.
Tecnologias según el compuesto contaminante a tratar
Gráfica 13.
Relación entre actividad inventiva e impacto industrial
Gráfica 14.
Dinámica tecnológica de las tendencias identificadas
Gráfica 15.
Red de solicitantes líderes por tendencias tecnológicas
Gráfica 16.
Red de tendencias tecnológicas en hidrocarburos
Gráfica 17.
Red de tendencias tecnológicas en metales
21 22 26 28
36 37 39 40 41 44 47
Gráfica 18.
Red de tendencias tecnológicas en halogenados
Gráfica 19.
Red de tendencias tecnológicas en explosivos
Gráfica 20.
Red de tendencias tecnológicas en plaguicidas
Gráfica 21.
Red de tendencias tecnológicas otros contaminantes
Gráfica 22.
Actividad de presentación en Colombia
Gráfica 23.
Estado de las solicitudes de patente presentadas en Colombia
Gráfica 24.
Países solicitantes de patentes en Colombia
Gráfica 25.
Solicitantes de patentes en Colombia
Gráfica 26.
Tipos de solicitantes de patentes en Colombia
50 53 56 58 84 85 86 86 87
T ablas Tabla 1.
Descripción de los indicadores empleados en el análisis de patentes
14
Tabla 2.
Países líderes en el desarrollo de la tecnología, mercados potenciales y años con mayor actividad de patentamiento.
23
Tabla 3.
Principales solicitantes de patentes relacionados con el tratamiento de hidrocarburos y los años con mayor actividad inventiva
43
Tabla 4.
Principales solicitantes de patentes relacionados con el tratamiento de metales y los años con mayor actividad inventiva
45
Tabla 5.
Principales solicitantes de patentes relacionados con el tratamiento de halogenados y los años con mayor actividad inventiva
49
Tabla 6.
Principales solicitantes de patentes relacionados con el tratamiento de explosivos y los años con mayor actividad inventiva
52
Tabla 7.
Principales solicitantes de patentes relacionados con el tratamiento de plaguicidas y los años con mayor actividad inventiva
55
Tabla 8.
Principales solicitantes de patentes relacionados con el tratamiento de otros contaminantes y los años con mayor actividad inventiva
57
Tabla 9.
Otras solicitudes presentadas en Colombia relacionadas con biorremediacón de suelos
91
Presentaci贸n
Biorremediación de sitios contaminados
L
a biorremediación es todo proceso mediante el cual se busca la recuperación de sitios contaminados empleando organismos (plantas, hongos y bacterias) o enzimas; su técnica consiste en estimular los microorganismos nativos para degradar el contaminante a compuestos menos tóxicos que forman biomasa y dióxido de carbono (mineralización). En algunas condiciones la degradación del contaminante se da en el ambiente sin intervención humana, a través de un procedimiento conocido como “atenuación natural” (AN). La AN es el conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos (biodegradación intrínseca) que reducen la concentración, masa y toxicidad del contaminante en el ambiente. Sin embargo, las tasas de degradación durante la AN son lentas y la mayoría de las veces es necesario acelerar estos procesos empleando biorremediación activa. Por medio de la biorremediación activa se identifica el factor limitante del proceso para suministrarlo al ambiente (bioestimulación). La biorremediación se basa en los procesos metabólicos de los organismos y en la forma como estos utilizarán el contaminante. Los principales factores limitantes son el correcto balance de masas de los aceptores de electrones (como oxígeno y nitrato), donadores de electrones y nutrientes, así como el pH, la humedad y la disponibilidad del contaminante. En términos generales, los microorganismos nativos del sitio contaminado son los encargados de llevar a cabo la degradación de los contaminantes, ya que estos están adaptados a las condiciones del lugar y poseen una amplia diversidad metabólica. Sin embargo, en algunas ocasiones —cuando la densidad de microorganismos es muy baja o cuando estos no poseen la capacidad metabólica necesaria o el contaminante es tóxico— se adicionan microorganismos degradadores (bioaumentación). La bioaumentación puede realizarse con microorganismos nativos, externos o en muy pocas ocasiones con microorganismos genéticamente modificados. Este procedimiento ha mostrado resultados significativos bajo condiciones controladas, pero su efectividad en condiciones ambientales (a campo abierto) todavía no ha sido completamente demostrada.
Presentación
Atenuación natural
Bioestimulación Biorremediación Bioaumentación
Fitorremediación
Es importante mencionar que para llevar a cabo un exitoso proceso de biorremediación es necesario conocer de qué manera el compuesto será utilizado por los microorganismos, las características fisicoquímicas del contaminante, las particularidades geológicas del sitio y garantizar que se cumplan las condiciones necesarias para la degradación. La biorremediación es un proceso de mineralización más económico que la traslación de los contaminantes a otro ambiente, ya que requiere de maquinaria e infraestructura más sencilla. Aun así, cabe advertir que no todos los contaminantes pueden ser degradados y que los procesos dependerán de las condiciones de cada sitio, pues de estas dependen los tiempos que toma el tratamiento. En este análisis consideramos que la biorremediación se refiere exclusivamente a la recuperación de ambientes naturales contaminados, y por esta razón dejamos de lado el tratamiento de aguas residuales, tema al que le dedicaremos un futuro boletín.
11
Biorremediación de sitios contaminados
M etodología
L
levamos a cabo el análisis de información de patentes y marcas sobre biorremediación en cuatro fases: coordinación, búsqueda, análisis de la información e interpretación de resultados. En todas las etapas contamos con la colaboración de los expertos Fabio Roldán y Ziv Arbeli, doctores en Ingeniería Ambiental y Ciencias Agropecuarias, respectivamente, y miembros de la Unidad de Saneamiento y Biotecnología Ambiental (USBA) del Departamento de Biología de la Pontificia Universidad Javeriana1.
•
Fase de coordinación: decidimos abordar las nuevas tecnologías relacionadas con biorremediación de suelos y aguas superficiales y subterráneas.
•
Fase de búsqueda: obtuvimos la información de las patentes con ayuda del software Thomson Innovation que cuenta con más de 30 oficinas a nivel mundial, incluyendo las oficinas de Europa, Estados Unidos, China, Japón, Corea del Sur, Gran Bretaña, Alemania, Taiwán, Francia, Suiza y Latinoamérica, así como las patentes solicitadas por el Tratado de Cooperación de Patentes (PCT2). Definimos el siguiente código de clasificación internacional de patentes (CIP) relacionado con las tecnologías de biorremediación de suelos: B09C1/10, junto a una búsqueda de los términos “biorremediación”,
1 Sus áreas de investigación son la biodegradación de contaminantes y biorremediación de sitios contaminados. Han desarrollado proyectos en degradación de petróleo, explosivos, plaguicidas, retardantes de fuego y biorremediación de drenajes ácidos de minas. Son reconocidos en el área por sus artículos nacionales e internacionales, así como por el curso Biodegradación-Biorremediación. 2 El Tratado de Cooperación de Patentes (PCT), administrado por la OMPI, estipula que se presente una única solicitud internacional de patente con el mismo efecto que las solicitudes nacionales presentadas en los países designados. Un solicitante que desee protección puede presentar una única solicitud y pedir protección en tantos países asociados como sea necesario.
Presentación: metodología “bioestimulación”, “biodegradación” y “bioaumentación” en el título, resumen y reivindicaciones relacionados con la clasificación CIP: C12N: composiciones de microorganismos o enzimas. El rastreo de información abarcó el periodo comprendido entre los años 1980 y 20143. La ecuación de búsqueda que usamos fue la siguiente4: (CTB = (bioremediat* or biostimulat* or biodegradati* or bioaugmentat*) and AIC=C12N*) OR AIC= B09C1/10) AND DP5>19800101)) La búsqueda nacional de patentes y registro de marcas la realizamos recurriendo a la base de datos de la Superintendencia de Industria y Comercio, en la cual no hallamos registros sobre las marcas de los solicitantes líderes y organizaciones que determinaron los expertos6.
•
Fase de análisis e interpretación: el análisis de la información de patentes, realizado mediante el software The Vantage Point de la compañía Search Technology, fue elaborado a partir de métodos bibliométricos e indicadores de análisis de patentes, redes sociales y el apoyo de los expertos. A continuación describimos los indicadores de patente usados en el análisis de este boletín.
3 Para el ciclo de vida se realizó la búsqueda desde que aparecieron las primeras solicitudes de patente para poder evidenciar la evolución de la tecnología en el tiempo. 4 Para obtener resultados mas precisos dentro del corpus de información se realizó un subfiltro utilizando el software Vantage Point. 5 DP= fecha de publicación. 6 A pesar de que no encontramos marcas registradas de estas compañías, sí encontramos productos desarrollados por el Instituto Colombiano del Petróleo que están descritos en el siguiente link y por la empresa Biodyne (link).
13
Biorremediación de sitios contaminados Tabla 1. Descripción de los indicadores empleados en el análisis de patentes Indicador
Descripción
Actividad inventiva
Cantidad de invenciones que han solicitado protección por una patente. Este indicador se puede medir por país, solicitante o inventor y se determina teniendo en cuenta la primera solicitud presentada en cualquier lugar del mundo a partir de la fecha de presentación (fecha de prioridad).
Actividad de presentación
Número total de solicitudes de patente presentadas en un país determinado o en una oficina de patentes, es decir el número de solicitudes de patente donde se presenta o se solicita la protección. Este indicador permite conocer los principales mercados para una tecnología y así realizar el análisis de países destino.
Actividad de patentamiento
Suma de las publicaciones de las solicitudes de patente presentadas en diferentes países para proteger las invenciones oriundas de un mismo país.
Impacto industrial
Cantidad de solicitudes de patente que citan un documento de patente X.
Variabilidad tecnológica
Número de clasificaciones de patente usadas en un documento de patente X.
Alcance internacional
Suma de oficinas donde se presenta un documento de patente.
Fuente: Porter, A. L., Cunningham, S. W., Banks, J., Roper, A. T., Mason, T. W. y Rossini, F. A. (2011). Forecasting and Management of Technology. Hoboken: Wiley.
Presentaci贸n: metodolog铆a
15
Invenciones relacionadas con biorremediaci贸n a nivel internacional
Biorremediación de sitios contaminados
E
Encontramos 10 439 solicitudes de patente relacionadas con tecnologías de biorremediación de suelos, aguas superficiales y subterráneas, que representan un total de 4190 invenciones.
C iclo de vida
D
esde 1971, cuando aparecieron las primeras invenciones, hasta 1989, la evolución de las tecnologías de biorremediación se mantuvo en una etapa emergente; en dicho periodo se publicaron 526 solicitudes de patente que representan 127 invenciones. Posteriormente, desde 1990 hasta 2002, la tecnología se mantuvo en etapa de crecimiento (con 5668 solicitudes de patente publicadas y 1920 invenciones), caracterizada por una gran cantidad de invenciones, un alto número de competidores y alto impacto competitivo. Desde entonces hasta el 2012 la tecnología se encuentra en etapa de maduración (sumando 3895 solicitudes de patente publicadas y 1843 invenciones), durante la cual ha disminuido la cantidad de invenciones, se han consolidado los solicitantes existentes, existe un estado del arte amplio que sirve como base para el desarrollo de nuevas tecnologías y las nuevas invenciones generalmente presentan una considerable ventaja competitiva frente a las anteriores. En la gráfica 1 se observan datos hasta el año 2012 debido a que muchas de las solicitudes presentadas posteriormente no han sido publicadas.
19
Internacional: ciclo de vida Gráfica 1. Ciclo de vida de la tecnología Actividad inventiva
Acumulado de invenciones
300 250
5000 Etapa emergente (526)
Etapa de crecimiento (5668)
Etapa de maduración (3895)
4000
200
3000
150 2000
100
1000
50 0 1970
0 1980
1990
2000
Años de presentación Fuente: Thomson innovation, 2014
2010
Biorremediación de sitios contaminados
P aíses líderes
L
os países líderes en cuanto a actividad inventiva son: Japón con 1358 invenciones (2423 solicitudes de patente publicadas), Estados Unidos con 1023 invenciones (3386 solicitudes de patente publicadas), China con 672 invenciones (975 solicitudes de patente publicadas), Rusia con 252 invenciones (356 solicitudes de patente publicadas) y Alemania con 259 invenciones (692 solicitudes de patente publicadas). De este análisis se puede observar la alta inversión en I + D que han hecho los solicitantes estadounidenses en esta tecnología que a pesar de tener un número menor de invenciones han llegado a más mercados y tienen una alta actividad de patentamiento7.
Asimismo, en la siguiente gráfica se expone la red de colaboración entre los países solicitantes líderes (Gráfica 3). Gracias a la red elaborada podemos determinar que:
•
Estados Unidos es el país que tiene más colaboraciones en el desarrollo de invenciones.
•
Los principales aliados de Estados Unidos son Francia, Reino Unido, Nueva Zelanda y Dinamarca.
•
El Reino Unido también cuenta con alto grado de colaboración y sus principales socios son Estados Unidos, Nueva Zelanda y Noruega.
•
Japón registra mayor colaboración con China y Estados Unidos.
7 Diversos autores a nivel mundial usan el total de publicaciones (solicitudes de patente, patentes concedidas, etc.) para medir la actividad de patentamiento. Fuente: Porter, A. L., Cunningham, S. W., Banks, J., Roper, A. T., Mason, T. W. y Rossini, F. A. (2011). Forecasting and Management of Technology. Hoboken: Wiley.
Internacional: países líderes
Gráfica 2. Países solicitantes líderes de acuerdo a la actividad inventiva y de patentamiento 1 Japón 2 Estados Unidos 3 China 4 Rusia 5 Alemania 6 Corea del Sur 7 Reino Unido 8 Francia 9 Países Bajos 10 Australia
3000
2000
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Italia Polonia España Canadá Hungría Finlandia República Checa Sudáfrica Unión Soviética Suecia
1000 Actividad inventiva Actividad de patentamiento
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Países solicitantes líderes La gráfica cuenta con un hipervínculo en donde podrá observar todos los países que han solicitado patentes o en donde se han presentado solicitudes de patente según el año de presentación. Fuente: Thomson innovation, 2014
Gráfica 3. Mapa geoespacial de colaboración entre países líderes
El color morado en los nodos indica mayor actividad de patentamiento y el blanco indica menor; el tamaño del nodo es proporcional a la actividad inventiva. Fuente: Thomson innovation, 2014
21
Biorremediación de sitios contaminados Por otro lado, los países en donde más se busca proteger las invenciones (o países de destino) relacionadas con tecnologías de biorremediación son: Japón con 1411 invenciones y 1984 solicitudes de patente publicadas, Estados Unidos con 932 invenciones y 1635 solicitudes de patente publicadas y China 755 invenciones y 1103 solicitudes de patente publicadas. Adicionalmente se presentaron a través de la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual (OMPI) 707 invenciones con 903 solicitudes de patente publicadas y de la Oficina Europea de Patentes (EPO) 536 invenciones con 1008 solicitudes de patente publicadas.
Gráfica 4. Principales oficinas de destino de acuerdo a la actividad inventiva y de patentamiento 2500 1 Japón 2 Estados Unidos 3 China 4 OMPI 5 EPO 6 Alemania 7 Australia 8 Canadá 9 Rusia 10 Corea del Sur
2000
1500
11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Austria México España Reino Unido Polonia Brasil Hungría Dinamarca India República Checa
1000 Actividad inventiva Actividad de patentamiento
500
0 1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Oficinas de destino líderes Fuente: Thomson innovation, 2014
Internacional: países líderes En la Tabla 2, que se encuentra a continuación, presentamos las oficinas en las cuales se ha solicitado protección de las invenciones sobre biorremediación (aquellas desarrolladas por los países líderes), así como los años con mayor actividad de patentamiento que exponen los mercados potenciales de la tecnología.
Tabla 2. Países líderes en el desarrollo de la tecnología, mercados potenciales y años con mayor actividad de patentamiento Mercados potenciales País de origen de la invención [n.° de publicaciones]
Estados Unidos [3386]
Japón [2423]
China [975]
Alcance internacional [n.° de oficinas donde se publicaron las solicitudes]
Oficinas donde se presentaron las solicitudes [n.° de publicaciones]
Años con mayor actividad de patentamiento [n.° de publicaciones]
56
Estados Unidos [1250] OMPI [536] EPO [326] Canadá [251] Australia [249]
1995 [291] 1993 [215] 2000 [210] 1996 [205] 2001 [175]
25
Japón [1807] EPO [145] Estados Unidos [143] Alemania [63] OMPI [62]
2002 [202] 2004 [193] 1999 [169] 1998 [161] 1996 [159]
4
China [957] OMPI [9] Estados Unidos [8] EPO [1]
2012 [174] 2009 [123] 2011 [122] 2010 [114] 2008 [105]
23
Biorremediación de sitios contaminados
Mercados potenciales País de origen de la invención [n.° de publicaciones]
Alemania [692]
Reino Unido [389]
Rusia [356]
Francia [303]
Corea del Sur [292]
Alcance internacional [n.° de oficinas donde se publicaron las solicitudes]
Oficinas donde se presentaron las solicitudes [n.° de publicaciones]
Años con mayor actividad de patentamiento [n.° de publicaciones]
38
Alemania [304] EPO [162] Austria [30] OMPI[28] Japón [20]
1993 [65] 1997 [63] 1989 [61] 1995 [57] 1996 [51]
23
Reino Unido [92] OMPI[53] Australia [36] EPO [36] Canadá [28]
1996 [79] 1995 [59] 1994 [51] 2004 [37] 2001 [28]
12
Rusia [309] OMPI [22] Estados Unidos [7] Finlandia [6] Australia [4]
2005 [30] 1999 [26] 2002 [24] 1996 [24] 1993 [19]
27
Francia [76] OMPI [57] Estados Unidos [37] EPO [34] Canadá [17]
1999 [42] 1993 [27] 1998 [24] 2004 [24] 2009 [18]
13
Corea del Sur [215] Estados Unidos [18] OMPI [17] EPO [13] Japón [9]
2004 [35] 2010 [29] 2012 [27] 2008 [25] 2003 [25]
Internacional: países líderes
Mercados potenciales País de origen de la invención [n.° de publicaciones]
Países Bajos [169]
Australia [157]
Años con mayor actividad de patentamiento [n.° de publicaciones]
Alcance internacional [n.° de oficinas donde se publicaron las solicitudes]
Oficinas donde se presentaron las solicitudes [n.° de publicaciones]
23
Países Bajos [37] EPO [24] Estados Unidos [17] OMPI [16] Canadá [15]
2003 [40] 2000 [17] 1997 [14] 1996 [13] 1989 [11]
20
Australia [39] OMPI [26] EPO [26] Estados Unidos [24] Canadá [8]
2002 [25] 1995 [22] 2001 [20] 2006 [12] 2008 [12]
Fuente: Thomson innovation, 2014
25
Biorremediación de sitios contaminados
S olicitantes líderes
I
dentificamos 3218 solicitantes relacionados con tecnologías de biorremediación. De estos, 1454 son empresas, 1391 competen a personas naturales y 373 corresponden a organizaciones educativas.
Gráfica 5. Tipos de solicitantes de la tecnología
Empresas (1454) Personas naturales (1391) Organizaciones educativas (373)
Fuente: Thomson innovation, 2014
La organización con mayor actividad inventiva es Canon K. K. (Japón) con 101 invenciones y 314 solicitudes de patente publicadas, seguida por Ohbayashi Corp. (Japón) con 78 invenciones y 117 solicitudes de patente publicadas, Kurita Water Industries Ltd. (Japón) con 50 invenciones y 80 solicitudes de patente publicadas, Matsushita Denki Sangyo K. K. (Japón) con 50 invenciones y 83 solicitudes de patente publicadas y Dokuritsu Gyosei Hojin Kokuritsu Kenko (Japón) con 48 invenciones y 98 solicitudes de patente publicadas. De la misma manera, encontramos que las cinco organizaciones educativas más destacadas en cuanto a la actividad inventiva son chinas, empezando por el Instituto de Ecología Aplicada Shenyang con 52 invenciones y 73 solicitudes de patente publicadas, seguida por la Universidad de Zhejiang con 29
Internacional: solicitantes líderes invenciones y 46 solicitudes de patente publicadas, la Universidad Agrícola de Nanjing con 26 invenciones y 40 solicitudes de patente publicadas, la Universidad de Sichuan con 21 invenciones y 30 solicitudes de patente publicadas y, por último, la Universidad Normal de Beijing con 20 invenciones y 30 solicitudes de patente publicadas. En cuanto a las organizaciones latinoamericanas se destacaron Cromotécnica México S. A. (México) con tres invenciones y 19 solicitudes de patente publicadas, seguida por la Universidad Técnica Federico Santa María (Chile) con tres invenciones y 12 solicitudes de patente publicadas, la Universidad Juárez Autónoma Tabasco (México) con dos invenciones y seis solicitudes de patente publicadas, Rhodia Poliamida e Especialidades Ltda. (Brasil) con una invención y ocho solicitudes de patente publicadas, así como Biotecnologías del Agua Ltda. (Chile) con una invención y cinco solicitudes de patente publicadas. Como se observa en la Gráfica 6, establecimos cuatro grupos clave de solicitantes en los cuales la relación entre los indicadores de actividad inventiva e impacto industrial es determinante. El primero, constituido únicamente por Canon K. K. (Japón), corresponde a los “Líderes” y se caracteriza por un alto número de invenciones (actividad inventiva) y un alto número de citaciones recibidas (impacto industrial). En segundo lugar se encuentra el grupo denominado “Promesas”, en el cual se destacan las organizaciones Keerfoot Technologies Inc. (Estados Unidos), Geobiotics Inc. (Estados Unidos), Du Pont (Estados Unidos), Ebara Corp. (Japón) y Global Biosciencie (Estados Unidos), determinadas por una baja actividad inventiva pero un alto impacto industrial de sus invenciones. El tercer grupo está integrado por Ohbayashi Corp. (Japón), Matsushita Denki Sangyo K. K. (Japón), Kurita Water Industries Ltd. (Japón), Dokuritsu Gyosei Hojin Kokuritsu Kenko (Japón) y el Instituto de Ecología Aplicada Shenyang (China); este conjunto se conoce como organizaciones “Seguidoras”, ya que cuentan con una baja cantidad de citaciones recibidas, pero una alta cantidad de invenciones. En último término figura el grupo de “Emergentes”, compuesto por Shimizu Construction Co. Ltd. (Japón), Toyota Jidosha K. K. (Japón), Taisei Construction Co. Ltd. (Japón), Keenan Hopkins Schmidt & Stowell Contractors Inc. (Estados Unidos) y el Instituto de Tecnología de Nueva Jersey (Estados Unidos), entre otras organizaciones con una baja actividad inventiva y poco impacto industrial.
27
Biorremediación de sitios contaminados Gráfica 6. Solicitantes líderes identificados a partir de la relación entre su actividad inventiva e impacto industrial Impacto industrial 1000
1
Solicitantes líderes Otras empresas
800 600 400
2
200
15 16
3 6
4 5 14
7 13
8 9
12 10
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8
20
Canon K. K. Keerfoot Technologies Inc. Geobiotics Inc. Du Pont Ebara Corp. Global Biosciencie Ohbayashi Corp. Matsushita Denki Sangyo K. K.
11
40 60 Actividad inventiva 9 10 11 12 13 14 15 16
80
100
Kurita Water Industries Ltd. Dokuritsu Gyosei Hojin Kokuritsu Kenko Instituto de Ecología Aplicada Shenyang Shimizu Construction Co. Ltd. Toyota Jidosha K. K. Taisei Construction Co. Ltd. Keenan Hopkins Schmidt & Stowell Contractors Inc. Instituto de Tecnología de Nueva Jersey
Fuente: Thomson innovation, 2014
Analizando la relación entre los indicadores de actividad inventiva y variabilidad tecnológica (Gráfica 7) notamos que Canon K. K. (Japón) también es el líder, dada su cantidad de invenciones y la diversidad de Códigos de Clasificación Internacional de Patentes reportados en cada invención (variabilidad tecnológica), es decir, la multitud de campos de aplicación, métodos
29
Internacional: solicitantes líderes y productos para las invenciones. Por otro lado, Ohbayashi Corp. (Japón), Dokuritsu Gyosei Hojin Kokuritsu Kenko (Japón) y Kurita Water Industries Ltd. (Japón) son solicitantes con una actividad inventiva alta, pero una variabilidad media; mientras, el Centro Nacional para la Investigación Científica (Francia), la Organización Científica e Industrial para la Investigación Commonwealth (CSIRO) (Australia), Verenium Corp. (Estados Unidos) y Toby Richardson (Estados Unidos) se identificaron como solicitantes con alta variabilidad tecnológica pero baja actividad inventiva. Por último, Matsushita Denki Sangyo K. K. (Japón), Toyota Jidosha K. K. (Japón), Shimizu Construction Co. Ltd. (Japón) y el Instituto de Ecología Aplicada Shenyang (China) mostraron una actividad inventiva media, pero una variabilidad tecnológica baja.
Gráfica 7. Solicitantes líderes identificados a partir de la relación entre actividad inventiva y variabilidad tecnológica Variabilidad tecnológica 120 5
3
100 7
80
1
6 4
2
8
60
9
10
40
11 12
Solicitantes líderes Otras empresas
20 0 0 1 2 3 4 5 6
20
40 60 Actividad inventiva
Canon K. K. Ohbayashi Corp. Dokuritsu Gyosei Hojin Kokuritsu Kenko Kurita Water Industries Ltd. Centro Nacional para la Investigación Científica Organización Científica e Industrial para la Investigación Commonwealth (CSIRO)
Fuente: Thomson innovation, 2014
7 8 9 10 11 12
80
100
Verenium Corp. Toby Richardson Matsushita Denki Sangyo K. K. Toyota Jidosha K. K. Shimizu Construction Co. Ltd. Instituto de Ecología Aplicada Shenyang
Biorremediación de sitios contaminados También evaluamos la colaboración entre los diferentes solicitantes y encontramos varias redes de colaboración entre ellos. Una de las más importantes cuenta con Dokuritsu Gyosei Hojin Kokuritsu Kenko que interactúa con otros solicitantes nipones, como el National Institute for Agro-Environmental Sciences Independent Administrative Institute, Kowa Co. Ltd., Takagi Kazuhiroy el National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, entre otros.
Gráfica 8. Red de colaboración principal entre solicitantes
El tamaño del nodo indica intermediación. Cuanto más azul sea el color del nodo mayor actividad inventiva y cuanto más rojo menor. El grosor del enlace indica la intensidad de la cooperación. Fuente: Thomson innovation, 2014
Otra importante red de colaboración agrupa diferentes instituciones francesas con el Centro Nacional para la Investigación Científica como principal intermediario (Gráfica 9), que interactúa con el Comisariado de la Energía Atómica, la Universidad de Montpellier, el Instituto Laue-Langevin y el Museo Nacional de Historia Natural entre otros.
Internacional: solicitantes líderes Gráfica 9. Segunda red de colaboración principal entre solicitantes
El tamaño del nodo indica intermediación. Cuanto más azul sea el color del nodo mayor actividad inventiva y cuanto más rojo menor. El grosor del enlace indica la intensidad de la cooperación. Fuente: Thomson innovation, 2014
31
Biorremediación de sitios contaminados
Otras asociaciones importantes observadas entre los solicitantes de patente son:
•
Ohbayashi Corp. y Toyota Jidosha K. K., empresas japonesas que cuentan con 11 solicitudes de patente publicadas en alianza.
•
Li Yin-Ming (Estados Unidos) que alcanza 34 solicitudes de patente publicadas junto a Angle Jay Scott, Baker A. J., y Chaney Rufus L.; y 32 solicitudes de patente publicadas con la Universidad Maryland Baltimore y la Universidad de Sheffield, todos de Estados Unidos.
•
Kagaku Gijutsu Shinko Jigyodan y Japan Science and Technology Agency, organizaciones japonesas que suman 16 solicitudes de patente publicadas en conjunto.
•
Idemitsu Kosan Co. Ltd. y la Universidad de Tokai que tienen siete solicitudes de patente publicadas en alianza.
Internacional: tendencias
T endencias
E
stablecimos las principales tendencias en biorremediación combinando el análisis de los códigos de clasificación de patentes, las técnicas bibliométricas y el análisis de palabras clave. Hicimos el examen siguiendo tres parámetros: las tecnologías, el tipo de ambiente contaminado y el tipo de contaminante que se quiere remediar.
Respecto a las tecnologías de biorremediación los microorganismos nativos del sitio contaminado poseen una amplia diversidad metabólica y están adaptados a las condiciones del sitio; por esta razón son los encargados de llevar a cabo la degradación de los contaminantes. En consonancia, la bioestimulación hace referencia a la optimización de las condiciones necesarias para aumentar la actividad metabólica de los microorganismos nativos. Durante este proceso se identifican los parámetros que limitan la biodegradación, tales como aceptores de electrones (oxígeno, nitrato, sulfato), donadores de electrones (glucosa, lactato), nutrientes (nitrógeno y fósforo), pH, humedad y disponibilidad del contaminante. Para aumentar las tasas de degradación y reducir el tiempo de tratamiento se ajustan estos parámetros. Sin embargo, en algunas ocasiones, cuando la densidad de microorganismos es muy baja, o estos no poseen la capacidad metabólica para degradar el contaminante, o este es tóxico, se busca adicionar microorganismos degradadores. Dicho proceso se conoce como bioaumentación y puede realizarse con microorganismos nativos o externos con capacidad degradadora. Adicionalmente, existe la posibilidad de emplear organismos genéticamente modificados (a los cuales se les ha incrementado la capacidad degradadora), aunque esta práctica sigue siendo controversial y está sujeta a la regulación de cada país. Cabe agregar que la bioaumentación ha mostrado resultados contradictorios y poco exitosos en campo. Finalmente, otra estrategia para la remediación de sitios contaminados es la fitorremediación, en la que se emplean diferentes plantas con capacidad
33
Biorremediación de sitios contaminados para acumular contaminantes (como metales) y estimular los microorganismos de la rizosfera para degradar los contaminantes. Encontramos que la bioaumentación presenta el mayor número de invenciones y solicitudes de patente publicadas (1568 y 3685, respectivamente), seguida por la bioestimulación (con 313 y 916) y la fitorremediación (con 279 y 951). Sin embargo, estos resultados pueden estar sesgados por dos factores: a) la dificultad en la búsqueda del término “bioestimulación” exclusivamente relacionado con la biorremediación. Por ejemplo: términos como “fertilizantes” y “nutrientes”, altamente relevantes para la bioestimulación, también están relacionados con áreas como agronomía y salud, razón por la cual fueron excluidos, y b) la existencia de solicitudes de patente basadas en nuevas cepas que en muchas ocasiones realizan procesos ya descritos en solicitudes anteriores.
Gráfica 10. Tecnologías en biorremediación de acuerdo con la actividad inventiva y de patentamiento8 4000 3000 2000 1000 0 Tecnologías
Bioamentación: C02F3/348
Fitorremediación: C12N15/8259
Bioestimulación: C12N1/38
Fuente: Thomson innovation, 2014
8 La identificación de estas tendencias en el análisis de patente la hicimos bajo dos criterios, palabras clave definidas por los expertos y los códigos de clasificación internacional que se muestran en las gráficas.
Internacional: tendencias
Seleccionamos los siguientes ambientes como los más relevantes en lo que respecta al impacto por contaminación: suelos, aguas subterráneas y superficiales, lodos, sedimentos y zonas costeras. A pesar de que consideramos que las aguas residuales no son un ambiente9 y por esta razón no fueron tenidas en cuenta dentro de los términos de búsqueda, encontramos una gran cantidad de patentes sobre este tema. Esta relación era de esperarse por la cercanía entre los dos campos y la posible utilización de invenciones en común. Hechas las precisiones anteriores, hallamos 3656 invenciones y 8839 solicitudes de patente publicadas relacionadas con suelo, correspondientes a aguas residuales 1659 invenciones y 4564 solicitudes de patente publicadas, referidas a aguas subterráneas 443 invenciones y 1304 solicitudes de patente publicadas, sobre aguas superficiales 308 invenciones y 809 solicitudes de patente publicadas, concernientes a lodos 153 invenciones y 416 solicitudes de patente publicadas, relacionadas con sedimentos 114 invenciones y 337 solicitudes de patente publicadas, y por último 26 invenciones dedicadas a zonas costeras y 52 solicitudes de patente publicadas.
9 Las aguas residuales no son un ambiente natural sino artificial.
35
Biorremediación de sitios contaminados Gráfica 11. Tecnologias según el tipo de ambiente a tratar10 10000
8000
Actividad de patentamiento Actividad inventiva
6000
1 2 3 4 5 6 7
4000
Suelos: B09C1/00 Aguas residuales: C02F3/34 Aguas subterráneas: B09C1/002 Aguas superficiales: C02F2103/06 Lodos: C02F11/004 Sedimentos Zonas costeras
2000
0 Ambientes
1
2
3
4
5
6
7
Fuente: Thomson innovation, 2014
Los compuestos contaminantes en torno a los cuales se ha desarrollado tecnología en procesos de biorremediación son hidrocarburos, metales, halogenados, plaguicidas y explosivos. Asimismo, otros contaminantes habituales son: cenizas, colorantes, detergentes y desechos industriales, que categorizamos bajo el nombre de “Otros”. Los principales contaminantes identificados por el número de invenciones y solicitudes de patente publicadas fueron: los
10 La identificación de estas tendencias en el análisis de patente la hicimos bajo dos criterios, palabras clave definidas por los expertos y los códigos de clasificación internacional que se muestran en las gráficas.
Internacional: tendencias hidrocarburos (1121 y 1889, respectivamente) y los metales (584 y 1226, respectivamente), le siguen los halogenados (523 y 963, respectivamente), otros (359 y 946, respectivamente), plaguicidas (212 y 237, respectivamente) y explosivos (48 y 647, respectivamente).
Gráfica 12. Tecnologias según el compuesto contaminante a tratar11 2000 Actividad de patentamiento Actividad inventiva
1500
1000
500
0 Hidrocarburos: C02F2101/32
Metales: C22B3/18
Tendencias tecnológicas
Halogenados: C02F2101/363
Otros: Plaguicidas: C02F3/34 A62D2101/04 Y10S210/901 Y10S210/903
Explosivos: B09C1/10
Fuente: Thomson innovation, 2014
11 La identificación de estas tendencias en el análisis de patente la hicimos bajo dos criterios, palabras clave definidas por los expertos y los códigos de clasificación internacional que se muestran en las gráficas.
37
Biorremediación de sitios contaminados Analizando la actividad inventiva y el impacto industrial de las tecnologías de biorremediación desarrolladas para los diferentes contaminantes12 notamos que los hidrocarburos son los principales, ya que cuentan con un gran número de invenciones y citaciones recibidas (ver Gráfica 13). Le siguen los halogenados y los metales, que tienen menor número de invenciones que los hidrocarburos pero por sus numerosas citaciones exigen ser considerados relevantes. Con relación a las patentes de explosivos encontramos que tienen impacto industrial medio y baja actividad inventiva, así que su importancia se debe a la cantidad de citaciones obtenidas. En cuanto a las invenciones relacionadas con plaguicidas, estas tuvieron poca actividad inventiva y bajo impacto industrial, por lo que las consideramos tendencias de escaso interés hasta la fecha, pero en las que hay mayor posibilidad de desarrollar nuevas tecnologías. Por último, encontramos un alto número de citaciones relacionadas con contaminantes diferentes a los definidos (como cenizas y colorantes, entre otros), los cuales denominamos “Otros”.
12 Decidimos tomar como patrón de análisis para el análisis de las tendencias tecnológicas los contaminantes más importantes, por ser una variable que permite clasificar de forma sencilla y entendible a las invenciones.
Internacional: tendencias Gráfica 13. Relación entre actividad inventiva e impacto industrial Impacto industrial Hidrocarburos
4000 3000
Otros
2000 1000
Halogenados
Explosivos
Metales
Plaguicidas
200
400
600 800 Actividad inventiva
1000
Fuente: Thomson innovation, 2014
También estudiamos cronológicamente la dinámica tecnológica de las tendencias relacionadas con biorremediación. Al respecto, detectamos que los hidrocarburos presentan un comportamiento estable en el tiempo destacándose los años 2004 y 2008 a 2010; los halogenados cuentan con mayor cantidad de invenciones en 2004; los metales en 2007 y 2009; los “Otros” en el 2003; los plaguicidas en 2012 y los explosivos en 2007.
39
Biorremediación de sitios contaminados Gráfica 14. Dinámica tecnológica de las tendencias identificadas
Explosivos
Halogenados
Hidrocarburos
Metales
Otros
Plaguicidas
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
2011
2012
2013
Fuente: Thomson innovation, 2014
Realizamos una red que evidencia la cooperación entre los solicitantes líderes, la actividad inventiva y las tendencias tecnológicas (ver Gráfica 15). Algunas conclusiones que obtuvimos al realizar esta tarea fueron las siguientes:
•
Las japonesas Canon K. K. y Ohbayashi Corp. cuentan con invenciones en hidrocarburos, halogenados, metales, plaguicidas y otros.
Internacional: tendencias
•
Shenyang Applied Ecology Inst. (China) concentra sus desarrollos en hidrocarburos y metales.
•
Kurita Water Industries Ltd. (Japón) y Matsushita Denki Sangyo K. K. (Japón) tienen invenciones principalmente en halogenados, seguidos por hidrocarburos y metales.
•
Dokuritsu Gyosei Hojin Kokuritsu Kenko (Japón) también se enfoca en halogenados, seguidos por hidrocarburos, metales, otros y plaguicidas.
•
En Shimizu Constr Co. Ltd. (Japón) prevalecen las invenciones en hidrocarburos; luego van los halogenados y metales.
•
Toyota Jidosha K. K. (Japón) hace primar los desarrollos en hidrocarburos, halogenados, metales y plaguicidas.
•
Du Pont (Estados Unidos) se orienta hacia las invenciones en hidrocarburos, halogenados y otros.
•
La Universidad de Zhejiang (China) centra su esfuerzos en invenciones relacionadas con metales, hidrocarburos, halogenados, plaguicidas y explosivos.
Gráfica 15. Red de solicitantes líderes por tendencias tecnológicas
El tamaño del nodo es proporcional a la actividad inventiva. Cuanto más azul sea el color del nodo mayor será la actividad inventiva, y cuanto más rojo menor. Fuente: Thomson innovation, 2014
41
Biorremediación de sitios contaminados
Hidrocarburos Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados principalmente por carbono e hidrógeno, pero también contiene entre un 1-3% de impurezas como azufre, nitrógeno, oxígeno, metales y sales. Los hidrocarburos pueden clasificarse en parafinas, las cuales están compuestas por cadenas de carbonos lineales o ramificadas, naftenos por hidrocarburos saturados con uno o más anillos que pueden estar unidos a cadenas de parafinas y los hidrocarburos aromáticos que contienen uno o más anillos insaturados y pueden estar unidos a cadenas de parafinas o anillos de naftenos. Los hidrocarburos son unos de los contaminantes más importantes en suelos, aguas superficiales y subterráneas por su alto impacto ambiental. La mayoría de estos compuestos provienen del petróleo y han sido agrupados bajo los términos “hidrocarburos totales de petróleo” (TPH, por su sigla en inglés). Los TPH, a su vez, han sido divididos en varias fracciones según sus características físicas y químicas, así: combustibles, aceites, alifáticos, aromáticos, BTEX (benceno, tolueno, etilbenceno y xileno) e hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAH, por su sigla en inglés). Cabe agregar que si bien la mayoría de los hidrocarburos son de origen natural, algunos de estos son xenobióticos, es decir, producidos por el hombre. La mayoría de los hidrocarburos son utilizados como fuente de energía y carbono en el metabolismo, y son degradados bajo condiciones ambientales por los microorganismos nativos. Por esta razón, la mayoría de los tratamientos de biorremediación se basan en la estimulación (adición de nutrientes y aceptores de electrones) de los degradadores nativos.
Internacional: tendencias De las 1121 invenciones relacionadas con hidrocarburos que encontramos, 27 le pertenecen a Canon K. K. (Japón), por lo cual es el solicitante líder; el año con mayor actividad inventiva en esta tendencia fue el 2010 con 80 invenciones. En la Tabla 3 ofrecemos información complementaria en materia de hidrocarburos, como los solicitantes y su actividad inventiva por años de presentación.
Tabla 3. Principales solicitantes de patentes relacionados con el tratamiento de hidrocarburos y los años con mayor actividad inventiva Tendencia [n.° de invenciones]
Hidrocarburos [1121]
Principales solicitantes [n.° de invenciones] Canon K. K. (Japón) [27] Ohbayashi Corp. (Japón) [23] Du Pont (Estados Unidos) [16] Toyota Jidosha K. K. (Japón) [14] Shenyang Applied Ecology Inst. (China) [14]
Años con mayor actividad inventiva [n.° de invenciones] 2010 [80] 2004 [72] 2009 [71] 2008 [69] 2005 [62]
Fuente: Thomson innovation, 2014
En las invenciones analizadas encontramos que:
•
Petróleo, gasolina, benceno y tolueno son los principales compuestos en torno a los cuales se están desarrollando tecnologías de biorremediación.
•
Las estrategias más utilizadas para el tratamiento de estos contaminantes son la bioaumentación, la bioestimulación y la fitorremediación, aunque esta última tuvo pocas invenciones.
•
En procesos de bioaumentación los microorganismos más utilizados son del género Pseudomonas sp., Bacillus sp., Vibrio sp. y Corynebacterium sp.
•
Los ambientes en donde se observa el mayor número de desarrollos tecnológicos son suelo, aguas residuales y subterráneas.
43
Biorremediación de sitios contaminados En la siguiente gráfica encontrará desglosados los principales hidrocarburos contaminantes.
Gráfica 16. Red de tendencias tecnológicas en hidrocarburos13 Cresol Glicerol
Aceite
Fenol Naftaleno
Tolueno
Etilbenceno
Petróleo crudo Petróleo pesado Benceno
Metanol
Gasóleo
Gasolina
Gasolina
Pireno
Solvente Grasa
Creosota
Hidrocarburos
Xileno
Compuestos orgánicos volátiles
Compuestos aromáticos
Carbón
Queroseno Hidrocarburo
Fenantreno
Petróleo
Etano
Alcohol isopropílico
Antraceno Aceite combustible
El tamaño de los nodos y el grosor del enlace indica actividad inventiva. Fuente: Thomson innovation, 2014
13 No hicimos distinción entre nombre común y científico.
Hidrocarburos aromáticos policíclicos
Internacional: tendencias
Metales Los metales son elementos inocuos que se encuentran en la naturaleza, pero cuando son liberados o se encuentran en concentraciones elevadas resultan un problema ambiental por su elevada toxicidad. Normalmente los metales no son biodegradados, pero pueden ser inmovilizados o removidos mediante fitorremediación o reducción/oxidación microbiana; también pueden ser remediados al cambiar su estado de valencia o inmovilizados mediante carbono activado. Encontramos 584 invenciones relacionadas con metales, de las cuales 20 pertenecen al solicitante líder: Shenyang Applied Ecology Inst. (China). En el año 2007 se presentó la mayor actividad inventiva con 53 invenciones. A continuación, en la tabla, ofrecemos información complementaria relacionada con metales, como solicitantes y su actividad inventiva por años de presentación.
Tabla 4. Principales solicitantes de patentes relacionados con el tratamiento de metales y los años con mayor actividad inventiva Tendencia [n.° de invenciones]
Metales [584]
Principales solicitantes [n.° de invenciones] Shenyang Applied Ecology Inst. (China) [20] Univ. Sichuan (China) [18] Mitsubishi Chem Corp. (Japón) [10] British Nuclear Fuels PLC (Reino Unido) [9] Univ. Sun Yet-Sen (China) [9]
Fuente: Thomson innovation, 2014
Años con mayor actividad inventiva [n.° de invenciones] 2007 [53] 2009 [53] 2012 [45] 2008 [44] 2011 [38]
45
Biorremediación de sitios contaminados En este conjunto de solicitudes de patente encontramos que:
•
Los desarrollos tecnológicos se concentran en metales como zinc, cobre, cadmio, plomo, níquel y mercurio.
•
La principal estrategia de biorremediación es la bioaumentación seguida por la fitorremediación.
•
En la bioaumentación los microorganismos más utilizados son del género Bacillus sp., Lactobacillus sp. y Penicillium sp.
•
El suelo y las aguas residuales son los ambientes en los cuales se han desarrollado mayor número de invenciones.
Internacional: tendencias En la siguiente gráfica el lector encontrará los principales contaminantes en torno a los cuales se han desarrollado tecnologías de biorremediación de metales14.
Gráfica 17. Red de tendencias tecnológicas en metales Recuperación de metales
Reducción de cromo hexavalente in situ Uranio
Metales pesados Iones metálicos tóxicos
Estaño
Contaminantes metálicos Oro
Zinc
Cromo VI
Antimonio Cromo
Cesio Mercurio
Especies metálicas Plata
Metales Arsénico
Metal
Selenio Cromo hexavalente Plomo
Cadmio
Cadmio Metales básicos
Fracción de metal
Reciclaje de metales Cianuros Manganeso de metales
Níquel
Minería de metales
Bario
Cobalto
Metales contenido en suelo Iones metálicos El grosor del enlace indica actividad inventiva. Fuente: Thomson innovation, 2014
14 No distinguimos entre nombre común y científico.
Hierro
Platino
Formas de sulfuros metálicos
Radionucleido Metales preciosos Níquel contenido en suelo
Cobre
Suelo contaminado con cadmio
47
Biorremediación de sitios contaminados
Halogenados Los compuestos halogenados son ampliamente utilizados en diversos campos, ya sea como plaguicidas, preservantes, solventes, engrasantes, lavanderías, retardantes de fuego o aceites dieléctricos, entre otros. Su amplio uso, persistencia e impactos negativos en el ambiente y salud humana los convierten en un grupo importante de contaminantes. Entre este grupo se destacan los solventes orgánicos, como el percloroetileno (PCE) y moléculas similares, que son ampliamente usados en la industria y lavanderías; también despuntan los compuestos orgánicos persistentes (COP), que generalmente son policíclicos y polihalogenados. Las moléculas altamente halogenadas se degradan más rápidamente en condiciones anaeróbicas, mientras que las moléculas con menor número de halógenos se degradan mejor con oxígeno. Por esta razón, para la biorremediación de ambientes contaminados por estos compuestos se aplican procesos anaeróbicos, aeróbicos o la combinación de los dos, de acuerdo al tipo de molécula y su grado de halogenación. Hallamos 523 invenciones relacionadas con compuestos halogenados, de las cuales 35 pertenecen a Canon K. K. (Japón), razón por la cual se establece
Internacional: tendencias como el solicitante líder. El año con mayor actividad inventiva en esta tendencia fue el 2004 con 49 invenciones. En la siguiente tabla reseñamos información complementaria sobre solicitantes en materia de halogenados y su actividad inventiva por años de presentación.
Tabla 5. Principales solicitantes de patentes relacionados con el tratamiento de halogenados y los años con mayor actividad inventiva Tendencia [n.° de invenciones]
Principales solicitantes [n.° de invenciones]
Años con mayor actividad inventiva [n.° de invenciones]
Halogenados [523]
Canon K. K. (Japón) [35] Ohbayashi Corp. (Japón) [25] Kurita Water Industries Ltd. (Japón) [23] Matsushita Denki Sangyo K. K. (Japón) [19] Kubota Corp. (Japón)[13]
2004 [49] 2005 [32] 2003 [31] 2006 [25] 2009 [22]
Fuente: Thomson innovation, 2014
En términos generales, al analizar estas solicitudes, llegamos a las siguientes conclusiones:
•
Las dioxinas son el contaminante que concentra la atención de los desarrollos tecnológicos, seguidas por el tricloroetileno y el tetracloroetileno.
•
Los métodos más utilizados para la biorremediación con halogenados son la bioaumentación y la bioestimulación.
•
En procesos de bioaumentación se recurre a enzimas (principalmente lacasas) y a microorganismos principalmente del género Bacillus sp y Pseudomonas sp.
•
Los principales ambientes en torno a los cuales se ha desarrollado tecnología son el suelo y las aguas residuales.
49
Biorremediación de sitios contaminados En la siguiente gráfica figuran los principales contaminantes halogenados en torno a los cuales se vienen desarrollando tecnologías de biorremediación15.
Gráfica 18. Red de tendencias tecnológicas en halogenados Tricloroeteno
Perclorato
Compuesto organoclorado
Tetracloroetileno Dicloroetileno
Tricloroetileno
Declorar Hidrocarburo halogenado
Halogenados Clorofenol
Cloruro de vinilo Tricloroetano
Bifenilospoliclorados Dicloroetileno
Dicloroetileno
Tricloroetileno Compuesto orgánico halogenado Cloruro de metileno
Bifenilospoliclorados Tetracloroetileno Tricloroeteno
Cloroformo
Pentaclorofenol
Tricloroetileno
Dioxina
Organo-halógenos El grosor del enlace indica actividad inventiva. Fuente: Thomson innovation, 2014
15 No distinguimos entre nombre común y científico.
Internacional: tendencias
Explosivos Los explosivos son compuestos xenobióticos (es decir, fabricados por el hombre) presentes como contaminantes en sitios donde se fabrican, distribuyen y emplean este tipo de compuestos. En términos generales, los explosivos son recalcitrantes (compuestos de muy baja degradación) que pueden ser tóxicos y carcinogénicos. A diferencia de los hidrocarburos, su degradación es mucho más lenta y en algunas ocasiones genera subproductos ambientalmente más nocivos que las moléculas originales. En nuestra búsqueda hallamos 48 invenciones relacionadas con explosivos, de las cuales tres pertenecen al solicitante líder: Dyno Nobel Inc. (Estados Unidos). El año con mayor actividad inventiva fue 2007 con cuatro invenciones. A continuación, en la tabla dedicada a los explosivos, describimos información complementaria acerca de los principales solicitantes y su actividad inventiva por años de presentación.
51
Biorremediación de sitios contaminados Tabla 6. Principales solicitantes de patentes relacionados con el tratamiento de explosivos y los años con mayor actividad inventiva Tendencia [n.° de invenciones]
Explosivos [48]
Principales solicitantes [n.° de invenciones]
Años con mayor actividad inventiva [n.° de invenciones]
Dyno Nobel Inc. (Estados Unidos) [3] Cytec Technology Corp. (Estados Unidos) [3] UK Sec. for Defence (Reino Unido) [2] Univ. Zhejiang (China) [2]
2007 [4] 2003 [3] 2008 [3] 2004 [2] 2009 [2]
Fuente: Thomson innovation, 2014
Sobre la tendencia de explosivos, analizando las invenciones relacionadas, encontramos que:
•
RDX16, TNT17 y los nitroaromáticos son los compuestos en los cuales se enfocan los desarrollos tecnológicos.
•
Los procedimientos más recurrentes son la bioaumentación y la fitorremediación.
•
En bioaumentación los géneros de microorganismos con mayor número de invenciones fue Bacillus sp, seguido por Clostridium sp, Lactobacillus sp y Pseudomonas sp.
•
Los ambientes con mayor número de invenciones son el suelo y las aguas residuales.
•
También se encuentran invenciones relacionadas con PETN18 y HMX19.
16 Ciclotrimetilentrinitramina. 17 Trinitrotolueno. 18 Pentaeritroltetrationato. 19 Ciclotetrametilentetranitramina.
Internacional: tendencias En la siguiente gráfica encontrará los principales contaminantes a partir de los cuales ha habido desarrollos tecnológicos de biorremediación para explosivos20.
Gráfica 19. Red de tendencias tecnológicas en explosivos HMX TNT PETN
Explosivos Nitroaromático
RDX El grosor del enlace indica actividad inventiva. Fuente: Thomson innovation, 2014
20 No distinguimos entre nombre común y científico.
53
Biorremediación de sitios contaminados
Plaguicidas Los plaguicidas son un grupo muy heterogéneo de moléculas, tales como organoclorados, organofosforados, carbamatos, fenilurea, triazina entre otros, con diversas propiedades químicas y toxicológicas, que tienen la particularidad de sufrir degradación biológica o química. A diferencia de la mayoría de los otros tipos de contaminantes, que entran al ambiente por derrames accidentales y generan contaminación específica con altas concentraciones, la entrada al ambiente de los plaguicidas se realiza de forma intencional durante su implementación en campo. Por esta razón, la biorremediación de suelos agrícolas no es económicamente viable; sus medidas de control son el estudio del destino ambiental, la toxicología y la aplicación adecuada en campo. Sin embargo, lo anterior no excluye la posibilidad de contaminación específica de plaguicidas causada por derrames o manipulación inadecuada en los sitios de fabricación o manipulación, que requiere la intervención inmediata; una de las opciones sería la biorremediación. Por las diversas estructuras químicas de los plaguicidas, es difícil generalizar las rutas de degradación, pero en general se podría predecir que los plaguicidas organoclorados se degradan en condiciones anaeróbicas o en una
Internacional: tendencias combinación de fase anaeróbica seguida por fase aeróbica (ver subcapítulo de biorremediación de compuestos halogenados), mientras que la mayoría de los demás plaguicidas se degradan mejor en condiciones aeróbicas. De igual manera, hay que tener en cuenta que varios plaguicidas contienen nitrógeno o fósforo en su estructura, y en estos casos su degradación puede ser favorecida por condiciones limitantes de estos nutrientes. De las 212 invenciones relacionadas con plaguicidas, 10 pertenecen a Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (Australia), lo que lo convierte en el solicitante líder. El 2012 fue el año con mayor actividad inventiva con 22 invenciones. Continuamos el análisis sobre plaguicidas con una tabla en la que reseñamos los principales solicitantes y su actividad inventiva por años de presentación.
Tabla 7. Principales solicitantes de patentes relacionados con el tratamiento de plaguicidas y los años con mayor actividad inventiva Tendencia [n.° de invenciones]
Plaguicidas [212]
Principales solicitantes [n.° de invenciones]
Años con mayor actividad inventiva [n.° de invenciones]
Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (Australia) [10] Univ. Nanjing Agricultural (China) [7] UFZ-Umweltforschungszentrum (Alemania) [5] Univ. Minnesota (Estados Unidos) [4] Univ. Montana State (Estados Unidos) [4]
2012 [22] 2011 [15] 2009 [15] 2008 [12] 2010 [12]
Fuente: Thomson innovation, 2014
En estas invenciones sobre plaguicidas encontramos que:
•
Los desarrollos tecnológicos de han orientado principalmente a herbicidas e insecticidas.
55
Biorremediación de sitios contaminados
•
Los métodos de tratamiento más habituales son la bioaumentación y la fitorremediación.
•
Con relación a la bioaumentación lo más utilizado son las enzimas (lacasas), así como microorganismos de los géneros Bacillus sp, Pseudomonas sp y Brassica sp.
•
Según el tipo de matriz encontramos que los métodos y productos desarrollados se están usando principalmente en suelo y aguas residuales.
En la siguiente gráfica encontrará los principales contaminantes con respecto a los cuales se ha desarrollado tecnología de biorremediación para plaguicidas 21.
Gráfica 20. Red de tendencias tecnológicas en plaguicidas Pesticida
Insecticida Atrazina
Pesticidas Organofosforados Pesticida esterhidrofóbico Fungicida Pesticidas tóxicos
Plaguicidas Herbicidas El grosor del enlace indica actividad inventiva. Fuente: Thomson innovation, 2014
21 No hicimos distinción entre nombre común y científico.
Agroquímico
Internacional: tendencias
Otros En esta categoría incluimos las invenciones en biorremediación de diversos contaminantes que no estaban en ninguna de las anteriores categorías. En este grupo se encuentran agentes contaminantes como cenizas, colorantes, detergentes y desechos industriales. Encontramos 359 invenciones relacionadas con otras tendencias de contaminantes tratados sobre biorremediación de suelos. Fertirev S.R.L. (Italia) cuenta con ocho invenciones, por lo que se consolida como el solicitante líder. El año 2003 presentó la mayor actividad inventiva al sumar 37 invenciones en total. En la siguiente tabla hay más información al respecto, especialmente en lo que se refiere a solicitantes y años con actividad inventiva.
Tabla 8. Principales solicitantes de patentes relacionados con el tratamiento de otros contaminantes y los años con mayor actividad inventiva Tendencia [n.° de invenciones]
Otros [359]
Principales solicitantes [n.° de invenciones] Fertirev S.R.L. (Italia) [8] Penhill Ltd. (Italia) [7] Terenzio D. (Italia) [7] Idemitsu Kosan Co. Ltd. (Japón) [6] Mitsui Eng. & Shipbuilding Co. Ltd. (Japón) [5]
Años con mayor actividad inventiva [n.° de invenciones] 2003 [37] 2004 [26] 2009 [22] 2007 [21] 2005 [16]
Fuente: Thomson innovation, 2014
Gracias a la información recolectada y analizada, sobre esta categoría realizamos las siguientes inferencias generales:
•
Las cenizas y los desechos industriales son los contaminantes principales en materia de desarrollos tecnológicos.
57
Biorremediación de sitios contaminados
•
Los procedimientos más habituales son la bioaumentación y la fitorremediación.
•
Se están utilizando principalmente enzimas (lacasas), consorcios microbianos y microorganismos del género Bacillus sp.
•
Los suelos y las aguas residuales son los ambientes que priman en la aplicación de estas tecnologías.
En la siguiente gráfica figuran los contaminantes que concentran las invenciones en biorremediación dentro de la categoría “Otros”22.
Gráfica 21. Red de tendencias tecnológicas otros contaminantes Nitrito Fertilidad
Cenizas de incineración Agroquímico Azufre
Pentaeritritol tetrationato Tinte
Recuperación de azufre
Desechos industriales
Otros Cenizas
Trinitratos Detergente Nitrito producido Nitratos El grosor del enlace indica actividad inventiva. Fuente: Thomson innovation, 2014
22 No hicimos distinción entre nombre común y científico.
Aguas resiudales industriales Nitrógeno nítrico
Internacional: invenciones destacadas
I nvenciones destacadas Identificamos algunas invenciones clave a partir de los indicadores de patente mรกs importantes y se mostrarรกn a continuaciรณn.
59
Biorremediación de sitios contaminados
Hidrocarburos Número de publicación: ES2287957
Patente solicitada en Colombia: no
Title: System and Method of In-Situ Bioremediation with Butane-Utilizing Bacteria Título: Sistema y método de biorremediación in-situ con bacterias que utilizan butano Solicitante: Perriello Felix Anthony (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos, OMPI, Polonia, Nueva Zelanda, Japón, España, EPO, Euroasia, Alemania, Canadá, Brasil, Australia y Austria Contenido técnico: esta invención presenta un sistema que suministra al menos un alcano (preferiblemente butano), oxígeno y un grupo bacterias degradadoras de butano (por bioaumentación) para evitar o prevenir la acumulación de material en los pozos de inyección o extracción. Puede ser empleado en pozos donde se lleva a cabo adición de tratamientos para biorremediación o extracción del contaminante. Es un método de costo efectivo, simple y propicio en ambientes extremos. La adición de alcanos y oxígeno incrementa la tasa de producción en la industria de petróleo. El aparato descrito en esta patente puede ser utilizado en diferentes sistemas de pozos y en diversas actividades, como biorremediación, petróleo, agua potable y minería.
Internacional: invenciones destacadas
Número de publicación: US20110030956
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Altering the Interface of Hydrocarbon-Coated Surfaces Título: Alteración de la interfaz de hidrocarburos recubiertos Solicitante: Du Pont (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos, OMPI, EPO y Canadá Contenido técnico: proceso de bioaumentacion con Shewanella sp, otros microorganismos y bioestimulación con nutrientes para incrementar la absorción del petróleo y facilitar así su recuperación. Esta tecnología puede ser empleada para favorecer la extracción de crudo y la remediación de ambientes contaminados.
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Biorremediación de sitios contaminados
Número de publicación: EP2111379
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Bioremediation Method for Accelerated Biological Decomposition of Petroleum Hydrocarbons in Sea Ice-Covered Polar Regions, and Bacteria and Enzyme Mixtures as Agents For Carrying out Said Method Título: Método de biorremediación para la descomposición biológica acelerada de hidrocarburos de petróleo en cubiertas de hielo marino en regiones polares, y las mezclas de enzimas y bacterias como agentes para llevar a cabo el método Solicitante: Stiftung A. Wegener Inst. Polar (Alemania) Oficinas destino: Alemania, Estados Unidos, Rusia, Japón, OMPI y Canadá Contenido técnico: se trata de un procedimiento de bioaumentación con microorganismos genéticamente modificados y enzimas degradadoras inmovilizadas y adaptadas a ambientes con bajas temperaturas (hasta -3°C), así como diferentes niveles de salinidad. La invención es propicia para llevar a cabo la biorremediación de ambientes polares contaminados con petróleo.
Internacional: invenciones destacadas
Número de publicación: US2012006535
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Method for Pre-Treatment of Subterranean Sites Adjacent to Water Injection Wells Título: Método para el pretratamiento de sitios subterráneos adyacentes a los pozos de inyección de agua Solicitante: Alsop Albert W. (Estados Unidos), Fallon Robert D. (Estados Unidos), Jackson Scott Christopher (Estados Unidos), Du Pont (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos Contenido técnico: adición de diferentes compuestos para eliminar el taponamiento, la corrosión, las bacterias sulfatorreductoras y las posibles sustancias tóxicas destinada a la recuperación de pozos petroleros o procesos de biorremediación. Adición de un inóculo (bioaumentación) para mayor solubilización y recuperación de petróleo. Puede ser aprovechada en pozos donde se lleva a cabo la adición de tratamientos para biorremediación. Este procedimiento de bioaumentación (con bacterias sulfato-reductoras) y bioestimulación (a través de carbón orgánico, hierro y sulfato) es útil para la remoción de metales pesados y la reducción de hidrocarburos policlorados.
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Biorremediación de sitios contaminados
Número de publicación: US2004261578
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Stable Self-Organizing Plant-Organism Systems for Remediating Polluted Soils and Waters Título: Sistemas estables de auto organización y plantas orgánicas para la remediación de suelos contaminados y aguas Solicitante: Cornell Res. Foundation Inc. (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos, OMPI Contenido técnico: combinación de diferentes procedimientos para la biorremediación de sitios contaminados con metales y compuestos orgánicos fenólicos e hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAH). Se puede hacer la bioaumentación recurriendo a bacterias y hongos o recubriendo las semillas de plantas con estos microorganismos (fitorremediación). Adicionalmente, es factible llevar a cabo la fitorremediación de sitios contaminados por medio de plantas y microorganismos asociados a la rizósfera para remover los metales.
Internacional: invenciones destacadas
Número de publicación: US5833855A
Patente solicitada en Colombia: no
Title: In Situ Bioremediation of Contaminated Groundwater Título: Biorremediación in situ de aguas subterráneas contaminadas Solicitante: Universidad de Auburn (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos Contenido técnico: invención empleada para la remoción de metales pesados y contaminantes orgánicos (hidrocarburos policíclicos aromáticos) gracias al sulfuro producido por las bacterias sulfato-reductoras nativas o adicionadas (bioaumentación). Para estimular las bacterias se adicionan ion ferroso, sulfato y una fuente de carbono.
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Biorremediación de sitios contaminados
Número de publicación: WO1992019373
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Amoebae/Bacteria Consortia and Uses for Degrading Wastes and Contaminants Título: Consorcios de amebas/bacterias y usos para degradar residuos y contaminantes Solicitante: Martin Marietta Energy System (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos, Japón, EPO, Canadá, Australia Contenido técnico: esta invención demuestra cómo llevar a cabo la bioaumentación con un consorcio de protozoos y bacterias (ATCC 40908 y ATCC 55120) aislados de un sitio contaminado con solventes orgánicos (como TCE). La adición de estos consorcios productores de dispersantes pueden alterar (no se especifica en la patente qué quiere decir esto) el TCE, TNT o dispersar los hidrocarburos. Algunas de las bacterias utilizadas presentan actividad antimicrobiana o fúngica.
Internacional: invenciones destacadas
Número de publicación: US6165356
Patente solicitada en Colombia: no
Title: In Situ Microbial Filter Used for Bioremediation Título: Filtro microbiano utilizado para biorremediación in situ Solicitante: Univ. California (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos Contenido técnico: invención recomendada para el tratamiento de aguas subterráneas contaminadas con hidrocarburos derivados del petróleo, alifáticos, aromáticos halogenados y nitroaromáticos. El biofiltro presentado está compuesto de biomasa celular (M. tricosporium OB3b6) y tiene largos periodos de actividad (8 semanas). En el consorcio del biofiltro se espera tener bacterias productoras de monooxigenasas y dioxigenasas necesarias para la degradación de los compuestos aromáticos. El sistema incluye un reactor para el crecimiento de los microorganismos, un filtro en el cual se formará la biopelícula, así como los medios para situar este filtro en el acuífero contaminado y recuperarlo posteriormente.
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Biorremediación de sitios contaminados
Número de publicación: US5922559
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Method and Apparatus for Determining Nutrient Stimulation of Biological Processes Título: Método y aparato para determinar la estimulación de nutrientes en los procesos biológicos Solicitante: Lockheed Martin Idaho Tech. Co. (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos Contenido técnico: método y aparato para el suministro y la determinación de los nutrientes limitantes durante el crecimiento de los microorganismos. Con esta invención se busca el crecimiento más rápido de los microorganismos y la formación de biopelícula bajo diferentes condiciones nutricionales. La invención puede emplearse para identificar los requerimientos nutricionales en la biorremediación de ambientes contaminados, para recuperar petróleo y metales, así como en procesos de agricultura. Las mediciones de la actividad se hacen determinando los gases producidos (dióxido de carbono) y consumidos (oxígeno) como medida del crecimiento y metabolismo activo.
Internacional: invenciones destacadas
Metales Número de publicación: US5833855A
Patente solicitada en Colombia: no
Title: In Situ Bioremediation of Contaminated Groundwater Título: Biorremediación in situ de aguas subterráneas contaminadas Solicitante: Universidad de Auburn (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos Contenido técnico: esta biorremediación de aguas subterráneas contaminadas se hace a través de compuestos orgánicos (hidrocarburos policlorinados) e inorgánicos (metales pesados) empleando bacterias sulfato-reductoras (bioaumentación) y una solución con fuente de carbono, ion ferroso y sulfato. Recurriendo a este proceso los contaminantes inorgánicos serán precipitados mientras que los orgánicos serán reducidos a productos inocuos.
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Biorremediación de sitios contaminados
Número de publicación: US2004007524
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Compositions for Removing Hydrocarbons and Halogenated Hydrocarbons from Contaminated Environments Título: Composiciones para la remoción de hidrocarburos e hidrocarburos halogenados de ambientes contaminados Solicitante: Noland Scott (Estados Unidos), Elliott Bob (Estados Unidos), RemediationProductsInc. (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos, OMPI, México, España, EPO, Dinamarca, China, Canadá, Australia Contenido técnico: soporte catalizador para la biorremediación in situ de suelo y agua subterránea contaminada con hidrocarburos halogenados. La remediación se efectúa por la sorción del contaminante en el hierro del soporte catalizador; la degradación se logra gracias a un cultivo facultativo mixto bajo condiciones sulfatorreductoras. La patente incluye un sistema liberador de sulfato y nutrientes que adicionalmente contiene un agente retenedor del sulfuro producido.
Internacional: invenciones destacadas
Número de publicación: EP1208922
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Method of Sustaining Plant Growth in Toxic Substrates Polluted with Heavy Metal Elements Título: Método para mantener el crecimiento de plantas en substratos tóxicos contaminados con metales pesados Solicitante: Environmental Minerals UK Ltd. (Reino Unido) Oficinas destino: EPO, España, Alemania, Austria Contenido técnico: este método consiste en la adición de materia orgánica y zeolita para mejorar el crecimiento vegetal en lugares contaminados con metales pesados. El crecimiento de la vegetación del sitio puede tener dos fines: 1) obtener raíces más densas que estabilicen el suelo reduciendo la erosión, evitando la dispersión de la contaminación y minimizando el riesgo de exposición a la población por inhalación de polvo contaminado; 2) lograr el crecimiento de plantas con capacidad para extraer los contaminantes del suelo transportándolos a sus raíces, tallos y sistema foliar. Esta extracción conlleva la descontaminación del suelo, siempre y cuando las plantas sean removidas del sitio y dispuestas de manera adecuada. La mezcla (zeolita y materia orgánica) se produce por compostaje de zeolita y residuos de animales (especialmente gallinaza) en relación 1:2, opcionalmente con paja. Esta mezcla se agrega al suelo contaminado en concentración del 10 al 25%.
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Biorremediación de sitios contaminados
Explosivos Número de publicación: US5763815
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Apparatus for Bioremediating Explosives Título: Aparato para biorremediación de explosivos Solicitante: Ensign Bickford Co. (Estados Unidos) Oficina destino: Estados Unidos Contenido técnico: la patente describe un artefacto que puede ser colocado junto al explosivo comercial y que podrá iniciar la biodegradación in situ del explosivo en caso de que falle su detonación. La degradación en este caso la realizará un consorcio de microorganismos (bioaumentación).
Internacional: invenciones destacadas
Número de publicación: US5085998
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Biodegradation of 2,4,6-Trinitrotoluene by White-Rot Fungus Título: Biodegradación de 2,4,6-trinitrotolueno por hongos de podredumbre blanca Solicitante: U.S. NAVY (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos Contenido técnico: es una patente para la degradación del 2,4,6-trinitrotolueno (TNT) presente en diferentes tipos de residuos contaminados. La bioaumentación se realiza con el hongo Phanerochaete chrysosporium (cepa BKM F-1767), bajo diferentes condiciones de cultivo, para lograr la estimulación del microorganismo y la degradación del explosivo.
Número de publicación: US5578488
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Method of Microbially Degrading Trinitrotoluene Título: Método de degradación microbiológica de Trinitrotolueno Solicitante: Martin Marietta Energy System (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos Contenido técnico: degradación de TNT por una bacteria o una mutación de esta. El proceso se puede llevar a cabo en agua o suelo contaminado con trinitrotolueno.
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Biorremediación de sitios contaminados
Número de publicación: DE3601979
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Process for the Biotechnological Recovery of Environmentally Damaged Soil Título: Proceso para la recuperación biotecnológica de suelo ambientalmente dañado Solicitante: LFU Labor Fuer Umweltanalytik (Alemania) Oficinas destino: Alemania, Estados Unidos Contenido técnico: este es un proceso de biorremediación que utiliza un consorcio de microorganismos (bioaumentación) y suministra oxígeno y nutrientes (bioestimulación). Además, se adiciona un polímero biodegradable (xantano o pululano) y elementos trazas para lograr mayor degradación. Por medio de este procedimiento se pueden remediar sitios contaminados con hidrocarburos, fenol, bifenilos policlorados y dioxinas.
Internacional: invenciones destacadas
Número de publicación: CA2226729
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Detection and Biodegradation of Explosives Título: Detección y biodegradación de explosivos Solicitante: British Secretary for Defence (Gran Bretaña) Oficinas destino: Canadá, OMPI, Estados Unidos, Polonia, Noruega, Israel, Hungría, España, EPO, Alemania, República Checa, Australia Contenido técnico: esta invención se basa en la capacidad de una nueva enzima, conocida como “PETN reductase”, que remueve el nitrato del pentaeritritol tetranitrato (PETN); la mencionada proteína ha sido codificada por el gen onr y aislada de la bacteria Enterobacter cloacae cepa PB2. La PETN reductase, además, puede ser utilizada para la remediación de diferentes matrices (suelo, agua, etc.) contaminados con PETN, glicerol trinitrato (GTN) y glicol etilén dinitrato (EGDN). Finalmente, en la patente se asegura que esta enzima podría ser utilizada en un biosensor para la detección de estas moléculas.
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Biorremediación de sitios contaminados
Halogenados Número de publicación: WO2003040690
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Recycling System for Manipulation of Intracellular NADH Availability Título: Sistema de recirculación para la manipulación intracelular de NADH disponible Solicitante: Rice University (Estados Unidos), San Ka-Yiu (Estados Unidos), Berrios-Rivera Susana J. (Estados Unidos), Bennett George N. (Estados Unidos) Oficinas destino: OMPI, Estados Unidos, México, EPO, Canadá, Australia Contenido técnico: sistema que emplea células de Escherichia coli o Rhodococcus tranformadas con el gen de una deshidrogenasa dependiente de NAD+ o formato deshidrogenasa proveniente de Candida boidinii. El propósito de este sistema es incrementar la concentración de NADH, al suministrar formato, que a la postre será utilizado en la degradación de diferentes compuestos, como hidrocarburos aromáticos y cíclicos, compuestos halogenados e hidrocarburos aromáticos policíclicos.
Internacional: invenciones destacadas
Número de publicación: WO2002036498A1
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Method for Remediation of Aquifers Título: Método para remediación de acuíferos Solicitante: Borden Robert C. (Estados Unidos), Lee Michael D. (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos, España, EPO, Dinamarca, Alemania, Canadá, Australia, Austria Contenido técnico: este método aumenta la presencia de microgotas (aceite en microemulsión) de sustrato biodegradable como fuente de energía para incrementarla halorespiración in situ de compuestos halogenados en aguas subterráneas. El método de bioestimulación descrito puede ser empleado en diferentes configuraciones, como las barreras reactivas permeables. El tamaño de las microgotas debe ser menor a la medida promedio de los poros del agua subterránea para facilitar la distribución del tratamiento en el acuífero.
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Biorremediación de sitios contaminados
Número de publicación: WO2001089729A2
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Compositions and Methods for Microbial Dechlorination of Polychlorinated Biphenyl Compounds Título: Composiciones y métodos para decloración microbiana de compuestos policlorobifenilos Solicitante: Univ. Maryland Biotech Inst. (Estados Unidos) Oficinas destino: OMPI, Australia Contenido técnico: bioaumentación a través de un consorcio aeróbico de bacterias que realiza la decloración de compuestos como los policlorobifenilos (PCB). El tratamiento incluye diferentes aditivos (hidrógeno, acetato, formato y fumarato) que activan la degradación de residuos halogenados presentes en rellenos sanitarios, suelos y ríos contaminados con PCB. Además, la patente incluye un kit con los ácidos nucleicos de los microorganismos degradadores para verificar la presencia (potencial de degradación) en el sitio contaminado, o para hacerle seguimiento a los microorganismos durante el tratamiento.
Internacional: invenciones destacadas
Número de publicación: US2002015991
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Bioremediation of Halogenated Hydrocarbons by Inoculation with a Dehalogenating Microbial Consortium Título: Biorremediación de hidrocarburos halogenados por inoculación con un consorcio microbiano deshalogenante Solicitante: Brennan Michael Jarlath (Estados Unidos), Deweerd Kim Alden (Estados Unidos), Flanagan Kevin Patrick (Estados Unidos), Harkness Mark Robert (Estados Unidos), Spivack James Lawrence (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos Contenido técnico: proceso de bioaumentación por medio de un consorcio de bacterias anaerobias que transforman los compuestos halogenados en compuestos inocuos. El método incluye cómo ajustar o mantener parámetros in situ como pH, nutrientes, donadores de electrones, niveles de oxígeno y flujo en el acuífero. El método descrito en esta patente es empleado en la biorremediación de suelos y aguas subterráneas contaminadas con solventes clorados.
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Biorremediación de sitios contaminados
Número de publicación: HU219650
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Composition and Method for Dehalogenationand Degradation of Halogenated Organic Contaminants Título: Composición y procedimiento para deshalogenación y degradación de contaminantes orgánicos halogenados Solicitante: W. R. Grace and Co. Of Canada Ltd. (Canadá) Oficinas destino: Hungría, Canadá, Estados Unidos, Polonia, México, España, EPO, Dinamarca, Alemania, República Checa, Brasil, Austria Contenido técnico: esta invención consiste en la adición de materia orgánica fibrosa, junto con partículas de metales multivalentes (hierro y magnesio), para generar condiciones anaeróbicas que favorecen el proceso de deshalogenación reductiva (bioestimulación). La materia orgánica aporta la actividad de bacterias aeróbicas que consumen el oxígeno, luego sirve como fuente de carbono y donador de electrones para bacterias que realizan la deshalogenación reductiva. Los metales ayudan a bajar el potencial redox y catalizan reacciones químicas de deshalogenación. Las moléculas deshalogenizadas tienen menor cantidad de cloros y serán más susceptibles a la degradación por otras bacterias, principalmente (pero no exclusivamente) aeróbicas. Todo lo anterior es ampliamente descrito en la literatura y es de dominio público; lo novedoso posiblemente radique en la mezcla de materia orgánica.
Internacional: invenciones destacadas
Número de publicación: WO0043138
Patente solicitada en Colombia: no
Title: Method and Apparatus for Purifying Polluted Substances Containing Halogenated Organic Compound Título: Método y aparato para purificar sustancias contaminadas con un contenido orgánico halogenado Solicitante: Ebara Corp. (Japón), Kitagawa Masayoshi (Japón), Shimomura Tatsuo (Japón), Oya Shunji (Japón) Oficinas destino: EPO, Estados Unidos, Taiwán, Japón, Canadá. Contenido técnico: la patente incluye un método y un aparato para degradación química y biológica de compuestos halogenados, principalmente solventes clorados como tetracloroetileno, tricloro etileno, tricloro etano, clorofenoles, etc. Para lograr la bioestimulación se agrega un agente reductor a la matriz contaminada (por ejemplo, partículas de hierro) y una solución reducida de nutrientes. El agente reductor puede catalizar la reducción química del contaminante y, a la vez, bajar el potencial redox del ambiente. Además, gracias a la presencia de fuentes de carbono y nutrientes, favorece la acción de bacterias halorespiradoras que pueden deshalogenar el contaminante; así se liberan los compuestos no halogenados que ya no son tóxicos, que se degradan fácilmente en el ambiente.
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Invenciones relacionadas con biorremediaci贸n a nivel nacional
Biorremediación de sitios contaminados
E
n nuestro análisis encontramos siete solicitudes de patente presentadas en Colombia, evaluamos la evolución de las mismas y observamos que el año con mayor actividad de presentación fue el 2004 con tres solicitudes.
Gráfica 22. Actividad de presentación en Colombia Actividad de presentación 3 Solicitudes presentadas en Colombia Solicitudes presentadas por colombianos
2 1 0 2004
2006
2008
2010
Años de presentación Fuente: SIC, 2014
2012
Nacional En relación con el estado de cada una de las patentes presentadas en Colombia, hallamos una solicitud de patente concedida a la Universidad Técnica Federico Santa María (Chile) y seis patentes en dominio público pertenecientes a Bio-Chem Technologies LLC (Estados Unidos), Agro. BioHungary KFT (Hungría), Juan Pedro Navarro Aviño (España), Amtech Ltda. (Colombia), Mauricio Ballén Franco (Colombia) y Savannah River Nuclear Solutions, LLC. (Estados Unidos).
Gráfica 23. Estado de las solicitudes de patente presentadas en Colombia Actividad de presentación 6 5 4 3 2 1 Dominio público
Concesión
Estado de la patente Fuente: SIC, 2014
De la misma manera, establecimos los países solicitantes y encontramos a Colombia23 y Estados Unidos con dos solicitudes de patente cada uno, mientras que Hungría, España y Chile cuentan con una solicitud cada uno.
23 Las publicaciones presentadas por colombianos no fueron presentadas en otros países además de Colombia.
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Biorremediación de sitios contaminados Gráfica 24. Países solicitantes de patentes en Colombia Actividad de patentamiento 2
1
0 Colombia
Estados Unidos
España
Chile
Hungría
Países solicitantes de patentes Fuente: SIC, 2014
Respecto a los solicitantes de patentes en Colombia encontramos que dos de los siete son colombianos: Amtech Ltda. y Mauricio Ballén Franco.
Gráfica 25. Solicitantes de patentes en Colombia Solicitantes Agro. BioHungary KFT.
=
Amtech Ltda.
=
Bio-Chem Technologies, LLC.
=
Juan Pedro Navarro Aviño
=
Mauricio Ballén Franco
=
Savannah River Nuclear Solutions, LLC
=
Universidad Técnica Federico Santa María
=
Fuente: SIC, 2014
Actividad de patentamiento (por unidad) Solicitantes extranjeros Solicitantes nacionales
Nacional En cuanto a la naturaleza de los solicitantes observamos que cuatro corresponden a empresas: Agro. BioHungary KFT., Savannah River Nuclear Solutions, LLC., Bio-Chem Technologies, LLC., y Amtech Ltda.; y dos a personas naturales: Juan Pedro Navarro Aviño y Mauricio Ballén Franco. La Universidad Técnica Federico Santa María es la única organización académica.
Gráfica 26. Tipos de solicitantes de patentes en Colombia Número de solicitantes 5 4 3 2 1
Empresas
Personas Org. académicas Tipo de solicitante
Fuente: SIC, 2014
Es importante resaltar el bajo número de solicitudes de patente relacionadas con biorremediación en Colombia y que solamente una de ellas fue concedida. Sin embargo, tenemos conocimiento de que en el mercado existen diferentes productos comerciales para la bioestimulación y la bioaumentación en sitios contaminados24. Por esta razón, es un área donde existe una gran oportunidad para desarrollar y patentar nuevos productos y métodos.
24 Opinión dada por los expertos.
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Biorremediación de sitios contaminados En las invenciones presentadas en Colombia encontramos que:
•
La mayoría de desarrollos tecnológicos se enfocan en procesos de bioaumentación seguidos por bioestimulación y fitorremediación.
•
Se está desarrollando tecnología para la biorremediación de hidrocarburos, metales pesados, compuestos radioactivos, organoclorados y pesticidas.
I nvenciones destacadas A continuación mostramos algunas solicitudes de patente nacionales clave identificadas por los expertos:
Hidrocarburos Número de publicación: 4- 44906
Estado: dominio público
Título: Proceso para remedios de hidrocarburos Solicitante: Bio-Chem Technologies LLC. (Estados Unidos) Oficinas destino: Estados Unidos, OMPI, Colombia
CO5580134
Resumen: en esta invención sobre remediación de ambientes contaminados se describen diferentes procesos para hacer bioestimulación (con material vegetal y carbohidratos) y bioaumentación a través de un material con una alta densidad de microorganismos, tales como estiércol y suelo.
Nacional: invenciones destacadas
Metales Número de publicación: 7- 69903
Estado: dominio público
Título: Proceso para la biorremediación de contaminantes de petróleo y metales pesados mediante un aislado bacteriano que forma un biosurfactante Solicitante: Savannah River Nuclear Solutions LLC. (Estados Unidos) Oficinas destino: México, Japón, EPO, China, Canadá, Brasil, Colombia
MX2007009125
Resumen: proceso de bioaumentación a través de un consorcio definido de cepas con capacidad de degradación de hidrocarburos, incluyendo HAP (hidrocarburos aromáticos policíclicos). Además, el surfactante también proporciona una capacidad adicional para unir los iones de metales pesados para la remediación de un suelo o de un medio ambiente acuático.
Número de publicación: 11- 147166
Estado: dominio público
Título: Método de recuperación de espacios degradados mediante uso de especies vegetales genéticamente modificadas Solicitante: Juan Pedro Navarro Aviño (España) Oficinas destino: Estados Unidos, Singapur, Perú, México, Marruecos, Corea del Sur, Japón, Euroasia, China, Canadá, Australia, Colombia
MX2011010319
Resumen: proceso de fitorremediación en el cual se propone la introducción de genes en dos especies vegetales para aumentar su biomasa y tolerancia a contaminantes inorgánicos y orgánicos. Se propone, además, el uso de estas plantas para la eliminación de metales pesados y compuestos radioactivos.
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Biorremediación de sitios contaminados
Halogenados e hidrocarburos Número de publicación: 6- 103648
Estado: dominio público
Título: Método para la degradación acelerada de compuestos organoclorados, organofosforados, carbamatos e hidrocarburos de cadena larga y cíclicos en suelos, combinando un método químico con uno biológico Solicitante: Amtech Ltda. (Colombia) Oficinas destino: Colombia
CO5900016
Resumen: este es un proceso de remediación que emplea diferentes contaminantes y la reacción Fenton seguida por un proceso de bioestimulación con nutrientes. La solicitud de patente está en dominio público (negada) y utiliza procesos ya descritos en la literatura.
Plaguicidas Número de publicación: 8- 68859
Estado: concedida
Título: Producto de biorremediación que comprende una bacteria degradadora de herbicidas del tipo s-triazinas y método de aplicación Solicitante: Universidad Técnica Federico Santa María (Chile) Oficinas destino: Estados Unidos, Canadá, Chile, Argentina, Colombia
CO6100119
Resumen: esta invención consiste en un proceso de bioaumentación con la cepa de Pseudonomas sp. MHP41 para la degradación de contaminantes del tipo s-triazinas. Patenta una cepa específica con actividad similar a otras descritas en la literatura.
Nacional: invenciones destacadas A continuación, en la tabla, referenciamos las demás solicitudes relacionadas con biorremediación de suelo solicitadas en Colombia.
Tabla 9. Otras solicitudes presentadas en Colombia relacionadas con biorremediacón de suelos Número de publicación: 4- 88711
Estado: dominio público
Título: Composición acondicionadora de suelos, con base en tierra de diatomáceas Año de presentación: 2004 Solicitante: Mauricio Ballén Franco (Colombia) Oficinas destino: Colombia
Número de publicación: 4- 12433
CO5560080
Estado: dominio público
Título: Microorganismos para el tratamiento del suelo y procedimiento para obtenerlos Año de presentación: 2004 Solicitante: Agro. Bio Hungary KFT (Hungría) Oficinas destino: OMPI, Sudáfrica, Yugoslavia, Rusia, Estados Unidos, Polonia, México, Corea del Sur, Japón, Hungría, EPO, Eurasia, China, Canadá, Brasil, Australia, Colombia Fuente: SIC, 2014
CO5560603
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Desde la perspectiva del experto
Biorremediación de sitios contaminados
L a biorremediación, un reto para la innovación en Colombia Expertos invitados: Fabio Roldán y Ziv Arbeli Entrevistadora: Claudia Mejía R.
P
ara iniciar la reflexión sobre el estado actual de la innovación en torno a procesos de biorremediación en Colombia, los expertos Fabio Roldán y Ziv Arbeli aclaran los métodos que se pueden implementar para la recuperación de ambientes contaminados. En primer lugar, la remediación puede llevarse a cabo empleando procesos fisicoquímicos, así como biológicos. El objetivo de este último procedimiento es la remoción o degradación del contaminante (mecanismo que se conoce como mineralización), que puede ser realizado de forma pasiva o activa. Cuando hablamos de la primera alternativa nos referimos a la atenuación natural, es decir, a todos los procesos físicos, químicos y biológicos en el ambiente que reducen la masa y concentración del contaminante. Por otro lado, la biorremediación activa identifica el factor que limita la degradación para luego ser suministrado con el objetivo de acelerar las tasas de degradación, lo cual apresura la remediación del sitio contaminado. Generalmente, la atenuación natural es lenta y puede ser recomendada cuando no existen riesgos inaceptables, siempre y cuando se realicen estudios y monitoreo que comprueben su efectividad. Sin embargo, en muchos casos esta opción es insuficiente porque los microorganismos nativos que realizan el trabajo de saneamiento no tienen las condiciones adecuadas. Por eso se implementa la bioestimulación, que busca identificar los factores que limitan el proceso de biorremediación para ajustar los elementos convenientes al sistema y así acelerar las tasas de degradación. Tal es el caso, por ejemplo,
Desde la perspectiva del experto cuando se ajusta el pH, se mejora la relación de nutrientes (carbono, nitrógeno y fósforo) o se interviene en la relación donador-aceptor de electrones. Aunque, cabe aclarar: en los casos en que se identifiquen bajos recuentos de microorganismos, o que el contaminante sea muy tóxico, o que requiera el uso de microorganismos específicos para degradar un contaminante en particular, se recomienda implementar la bioaumentación, es decir, incorporar microorganismos externos. Esta última alternativa no es la ideal para los expertos, ya que se han reportado pocos casos exitosos en campo y su implementación demanda altos costos. En casos particulares puede ser una opción viable, pero en términos generales el proceso de bioestimulación se considera la propuesta más recomendable. Sin embargo, la tendencia de las más recientes solicitudes de patente analizadas muestra mayor desarrollo en el área de bioaumentación, posiblemente por la facilidad de patentar con nuevos microorganismos y el conocimiento previo de la mayoría de los procesos de bioestimulación.
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Biorremediación de sitios contaminados
Aspectos generales del sector de biorremediación en Colombia Como en todo sector industrial, son diversos los actores en el campo de la biorremediación y cada uno desempeña una función relevante para el crecimiento y consolidación del mismo. Este campo en particular está conformado por: las industrias generadores de residuos que afectan el ambiente, entre las que se destacan las petroleras y mineras por la gran cantidad de residuos que producen; las empresas consultoras, que son contratadas para realizar tratamientos de biorremediación con el objetivo de recuperar y restaurar entornos contaminados, o para controlar el daño ambiental que generan las fábricas, gasolineras y demás actores; la academia, por su parte, contribuye desarrollando investigación, principalmente, en universidades de Bogotá, Medellín y Pereira; otro actor es el conjunto de empresas o individuos que, a pesar de su escasa trayectoria y aunque no sean las que implementan la biorremediación, centran sus esfuerzos en patentar productos e innovar en el área. En el plano estatal también hay diversos actores que componen el sector: las corporaciones autónomas regionales, las secretarías de medio ambiente de los departamentos y municipios y el Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible. Estas instituciones son las encargadas de velar por la protección del medio ambiente, producir normas que orienten las acciones de los demás actores y supervisar el correcto desempeño de las empresas en cuanto al impacto ambiental. Hace un tiempo, un actor importante fue el Instituto Colombiano de Petróleo (ICP) que, cuando tenía un carácter netamente público, era la entidad encargada de la investigación aplicada en el sector. Con algunos de sus productos, el ICP influyó en el giro que tomó el mercado de la biorremediación en Colombia hacia la bioaumentación. Ahora es el Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible el que orienta el sector, que en los últimos años ha hecho esfuerzos para impulsar este campo desde un enfoque técnico y académico. Por último, no se puede desconocer el factor coyuntural del conflicto armado en el país. Los grupos armados ilegales se suman a los actores en este sector,
Desde la perspectiva del experto
ya que con la apropiación de minas ilegales y la detonación de oleoductos impactan profundamente el medio ambiente. Ahora bien, afirmar que ha habido una evolución en este campo en su conjunto es difícil, ya que los desarrollos e innovaciones analizados en este boletín evidencian trabajos individuales de bajo impacto. Al reflexionar sobre las posibles razones que expliquen este fenómeno, los expertos resaltan dos dificultades específicas que enfrenta el sector. Por una parte, carece de personal especializado en biorremediación. Específicamente, nos referimos a las empresas generadoras así como a aquellas que van a realizar el tratamiento. También es necesaria una mayor capacitación para los investigadores universitarios. Por otra parte, es fundamental la figura de una agencia ambiental sólida con capacidad para regular, generar conocimiento, controlar y sancionar a nivel nacional para que dinamice y oriente al sector. Actualmente existe normativa, pero se hace necesario contar con un equipo humano altamente capacitado que la haga cumplir. En la medida en que esta entidad ponga en cintura a las empresas, contribuirá a presionar el sector de biorremediación para que desarrolle procesos y productos eficaces. Así se evitaría o controlaría la
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Biorremediación de sitios contaminados presencia de industrias improvisadas, sin rigor científico ni conocimiento, que ofrecen productos y servicios para responder a diferentes necesidades sin contar con estudios detallados sobre el ambiente o el contaminante, y por lo tanto solo proporcionan soluciones inmediatas o coyunturales. Conscientes de estos factores, el país tiene como reto fortalecer los grupos de investigación en las universidades, como masa crítica y con rigor científico, para poder interactuar mejor con la industria y las entidades estatales. Es necesario, además, invertir recursos económicos y técnicos para diseñar políticas que garanticen un plan continuo con prioridades definidas y a largo plazo que permitan realizar investigación a profundidad y evitar lo que ocurre actualmente: las agencias gubernamentales ambientales, la academia y las empresas realizan estudios o resuelven problemas según la financiación que logren captar. Esto permitiría la especialización de las entidades involucradas y podría evitar el carácter de “toderas”, ya que hacen biorremediación, tratamiento de aguas residuales, estudios de impacto ambiental, entre otras soluciones, sin el conocimiento ni la experiencia suficientes.
Desde la perspectiva del experto El hecho de contar con información técnica actualizada y accesible, como se evidencia en este boletín, puede convertirse en una oportunidad para desarrollar y proteger nuevas invenciones en Colombia. Es evidente que existe apertura de mercado. Por ejemplo, los hidrocarburos tienen un impulso y una actividad muy fuertes actualmente: hay pozos de exploración, extracción y búsqueda, y hay dinero circulando en el sector. Un escenario similar se registra en la minería, una de las principales “locomotoras” del Gobierno Nacional, que impacta sensiblemente el ambiente donde se instala. En este marco, existe la necesidad, con los empresarios petroleros y mineros, de resolver el daño ambiental que generan sus actividades; allí el sector de la biorremediación tiene un importante reto para dar respuesta a este requerimiento.
Tendencias: Colombia versus mercado internacional Los expertos reflexionan sobre el bajo número de solicitudes de patente en el área de biorremediación en el país y la baja calidad de algunas de las iniciativas, que carecen de conocimiento suficiente y rigor científico. La diferencia con el campo internacional es que en otros países existe un control por parte de la agencia ambiental que regula, controla y genera la necesidad de que la industria desarrolle e innove para proponer soluciones a los problemas ambientales. En Colombia, a la fecha, existe un desarrollo incipiente. Es frecuente encontrar que una persona del medio trabaja en una amplia cantidad de temas y no cuenta con la posibilidad de focalizar y especializarse en un aspecto determinado. Mientras que en otros países, como Estados Unidos, por ejemplo, el modelo es contrario: permite tener un grupo de personas altamente calificadas trabajando en una sola problemática. Lo anterior ha llevado a que el área nacional de biorremediación esté dedicada a tratar de resolver las problemáticas únicamente por medio de bioaumentación con adición de microorganismos externos, que no es lo ideal, pero es lo que el mercado impone. Esto ha determinado que la mayoría de las empresas, consultores o agencias utilicen la bioaumentación como si fuera la única solución. Es común escuchar que se busquen los microorganismos
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Biorremediación de sitios contaminados “creados o aislados” para cierta necesidad, pero el impacto final podría ser insuficiente. A nivel mundial esta es una práctica revaluada. El sector petrolero puede apuntar hacia el uso de la bioaumentación para incrementar sus rendimientos durante la extracción, y es en esta área en donde se solicita el mayor número de patentes. Sin embargo, es importante mencionar que la bioestimulación es el procedimiento con mejores resultados reportados. No se ve en los generadores de productos la consolidación de una industria fuerte con interés de patentar.
¿Qué falta para dar el paso a la propiedad industrial? Teniendo en cuenta los resultados del boletín se encuentra que a nivel mundial la bioaumentación tuvo un alto número de solicitudes de patente publicadas. Pero cuando analizamos las patentes de mayor impacto, encontramos que es muy bajo el número relacionado con bioaumentación mientras que la bioestimulación va aumentando sus solicitudes. Una razón para comprender este fenómeno es que aislar microorganismos es relativamente rápido y rentable. Los procesos de bioestimulación, por su parte, aunque implican bastantes años en estudio han dado mejores resultados. La oportunidad de presentar solicitudes de patente corresponde a la bioaumentación, aunque no sean las más importantes. Dado que en el estudio hallamos que Colombia cuenta solo con siete solicitudes de patente se hace difícil identificar y analizar una tendencia. La explicación de los expertos es que probablemente la innovación en este sector sea más bien informal, o sea, que no se esté solicitando protección por medio de patente para muchos productos y procesos que se están desarrollando en el país. También se puede contemplar que para hacer biorremediación no se necesita de un producto que conlleve una solicitud de patente; cabe recordar que en el proceso los microorganismos tienen el papel fundamental, así como conocer cuál es el factor limitante y suministrarlo al sistema. Por ejemplo: si son hidrocarburos podrían faltar oxígeno y nutrientes, y no se necesita
Desde la perspectiva del experto un producto especializado con bacterias para nivelar el ambiente, solo hay que saber cómo suministrarlo en el sitio para intervenirlo adecuadamente. Es imperioso incentivar la cultura de biorremediación norteamericana, según la cual los actores encuentran un sitio contaminado y primero realizan diversos estudios para luego planear ciertas medidas para solucionar los problemas, y estas incluyen el desarrollo de invenciones y productos nuevos. En Colombia se suelen proponer tratamientos sin conocimiento previo del sitio ni estudios preliminares, lo que explica la baja cantidad de patentes presentadas. Es necesario consolidarnos en investigación para luego proyectar desarrollos, innovación y protección. No es suficiente tener estudios de pregrado y maestría para investigar a profundidad. Es necesario estar al unísono de la tendencia internacional según la cual los doctorados hacen investigación y desarrollan productos novedosos. Hay que empezar al derecho: falta consolidar la academia y la investigación entre los diferentes actores del sector para comenzar a dar soluciones a la contaminación ambiental que puedan ser inventivas, creativas y que encuentren relevancia y aplicación en el mercado. La relevancia de estos boletines, además de dar a conocer las tendencias de las patentes, es proporcionar claridad sobre conceptos y términos relacionados con el sector estudiado, es poner la biorremediación en el debate nacional y hacer visible la necesidad de atender ambientes contaminados y plantear las mejores alternativas para remediarlos.
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Glosario
Biorremediación de sitios contaminados Actividad inventiva: indicador fijado por la cantidad de invenciones que han solicitado protección por una patente. Este indicador se puede medir por país, solicitante o inventor y se determina teniendo en cuenta la primera solicitud presentada en cualquier lugar del mundo a partir de la fecha de presentación (fecha de prioridad). Actividad de presentación: indicador determinado por el número total de solicitudes de patente presentadas en un país determinado o en una oficina de patentes, es decir el número de solicitudes de patente donde se presenta o se solicita la protección. Este indicador permite conocer los principales mercados para una tecnología y así realizar el análisis de países destino. Actividad de patentamiento: indicador definido por la suma de las publicaciones de las solicitudes de patente presentadas en diferentes países para proteger las invenciones oriundas de un mismo país. Alcance internacional: indicador establecido por el número de oficinas donde se solicita la patente. Ciclo de vida o evolución tecnológica: secuencia anual de la actividad inventiva o la actividad de patentamiento de una tecnología. Proporciona información relativa a la inversión potencial realizada por las compañías del presente estudio (tanto en el año de solicitud como en los inmediatamente posteriores). CIP: sigla de Clasificación Internacional de Patentes, sistema jerárquico que divide los sectores tecnológicos en varias secciones, clases, subclases y grupos. Citas: referencias al estado anterior de la técnica contenidas en los documentos de patente, las cuales pueden ser a otras patentes, a publicaciones técnicas, libros, manuales y demás fuentes.
Glosario Concesión: derechos exclusivos de Propiedad Industrial que una oficina otorga a un solicitante. Por ejemplo, las patentes se conceden a los solicitantes para que hagan uso y exploten su invención durante un plazo limitado de tiempo. El titular de los derechos puede impedir el uso no autorizado de la invención. Dominio público: son aquellas invenciones en que la protección que otorga la patente ha finalizado a causas establecidas por la ley. Es decir, ha terminado el tiempo de protección, no ha sido solicitada en el territorio nacional aún estando vigente en otros países o fue abandonada. Estado de la técnica: es todo aquello accesible al público por una descripción escrita u oral, utilización, comercialización o cualquier otro medio antes de la fecha de presentación de la solicitud de patente. El estado de la técnica sirve para evaluar la patentabilidad de una invención. Familia de patente: conjunto de solicitudes de patente relacionadas entre sí que se presentan en uno o más países para proteger la misma invención. Fecha de presentación de la solicitud: es el día en que se presenta la solicitud de patente en una oficina determinada. Fecha de prioridad: primera fecha en la que se presenta la solicitud de una patente, en cualquier lugar del mundo (por lo general, en la oficina de patentes del país del solicitante), para proteger una invención. Es la más antigua y, por lo tanto, puede considerarse la más cercana a la fecha de la invención. Fecha de publicación: fecha en la que la oficina de Propiedad Industrial publica la solicitud de patente. Indica el momento en el que la información relativa a la invención se divulga públicamente. Por lo general, el público tiene acceso a la información relativa a la solicitud de patente 18 meses después de su fecha de prioridad. Impacto industrial: indicador determinado por la cantidad de solicitudes de patente que citan un documento de patente X.
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Biorremediación de sitios contaminados Información tecnológica: información que describe invenciones relacionadas con procesos y/o productos. Las fuentes de información son diversas (publicaciones, artículos, documentos especializados, tesis académicas, etc.); una fuente primordial son los documentos de patente, que, por su estructura normalizada, describen las invenciones en su totalidad incluyendo el estado de la técnica. Invención: es un nuevo producto (aparato, máquina, material, sustancia), procedimiento o forma de hacer algo que resuelve alguna necesidad o problema técnico. Inventor: autor de una invención que, por lo tanto, tiene derecho a ser reconocido como tal en la patente. País de origen: país en que reside el solicitante o el inventor de la solicitud de patente. En caso de que sea una solicitud conjunta, corresponde al país en que reside el inventor o solicitante mencionado en primer lugar. El país de origen sirve para determinar el origen de la invención o de la solicitud de patente. País u oficina destino: país(es) donde se busca proteger una invención. País de prioridad: país en la que se presentó la solicitud de patente por primera vez en todo el mundo, antes de solicitarla en otros países. Patente: derecho exclusivo concedido por ley a los solicitantes o inventores sobre sus invenciones durante un periodo limitado (generalmente de 20 años). El titular de la patente tiene el derecho a impedir la explotación comercial de su invención por parte de terceros durante dicho periodo. Como contrapartida, el solicitante está obligado a dar a conocer su invención al público, de modo que otras personas expertas en la materia puedan reconocer y reproducir la invención. El sistema de patentes tiene como objetivo equilibrar los intereses de los solicitantes (derechos exclusivos) y los intereses de la sociedad (divulgación de la invención).
Glosario Solicitante: persona o empresa que presenta una solicitud de patente o marca. Cabe la posibilidad de que en una solicitud figure más de un solicitante. El nombre del solicitante permite determinar el titular de la patente o la marca. Solicitud de patente: procedimiento mediante el cual se solicita protección por patente en una oficina de Propiedad Industrial (PI). Para obtener los derechos derivados de una patente, el solicitante debe presentar una solicitud de patente y suministrar todos los documentos necesarios, así como abonar las tasas. La oficina de PI examina la solicitud y decide si concede o no la patente. Solicitud prioritaria: primera solicitud presentada en otro país para el mismo objeto. Solicitud de patente publicada: en la mayoría de países se publica la solicitud de patente transcurridos dieciocho meses contados a partir de la fecha de presentación de la solicitud o cuando fuese el caso desde la fecha de prioridad que se hubiese invocado. La publicación tiene por objeto permitir a las personas enterarse de qué es lo que se está intentando proteger a través de la solicitud de patente. Tecnología de uso libre: producto o procedimiento que no tiene derecho de propiedad industrial vigente y que puede ser utilizado por cualquiera sin cometer ningún tipo de infracción. Titular de la patente: persona natural o jurídica a la que pertenece el derecho exclusivo representado por la patente. Transferencia de tecnología: acto por medio del cual se produce una transmisión de conocimientos. Dicha transferencia se puede realizar a partir de publicaciones, bases de datos, compra de tecnología, asistencia técnica, a través de documentos de patente, licencias de patente, cesiones entre otras. Variabilidad tecnológica: indicador precisado por el número de clasificaciones de patente usadas en un documento de patente X.
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Cualquier inquietud o información tecnológica adicional, por favor consultar al Banco de Patentes al teléfono (57) 1 5870000 ext 30022 o al correo electrónico grbanpatentes@sic.gov.co
Este boletín fue publicado por la Superintendencia de Industria y Comercio, en el mes de abril de 2014, Bogotá, Colombia
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