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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075, Vol. 73: e59675, enero-diciembre 2025 (Publicado Mar. 07, 2025)
Protozoos y metazoos presentes en dos sistemas de tratamiento
de agua residual y su relación con el Índice Biológico de Lodos
Margarita Loría-Naranjo1*; https://orcid.org/0000-0003-4396-7388
1. Maestría académica en Manejo de Recursos Naturales con énfasis en Gestión Ambiental, Universidad Estatal a
Distancia, Sabanilla, Costa Rica; maggie.loria@gmail.com (*Correspondencia)
Recibido 25-IV-2024. Corregido 24-X-2024. Aceptado 04-II-2025.
ABSTRACT
Protozoos and metazoos present in two wastewater treatment systems
and their relationship with the Sludge Biotic Index
Introduction: Sludge Biotic Index (SBI) is one of the most used indices for the characterization of the community
of microorganisms present in the activated sludge of wastewater treatment systems. However, this index takes
into consideration only the density of the predominant functional groups of protozoa that inhabit this sludge.
Objective: To evaluate whether the SBI value can be directly related to the number of protozoos and metazoos
species found in the activated sludge of two wastewater treatment systems.
Methods: This study was carried out on the wastewater generated by the San Vicente de Paul Hospital in Heredia
Province, Costa Rica, during the months of February, March, and April 2022. Physicochemical, environmental,
operational, and biological parameters were analyzed in a total of 36 samples from a Conventional activated
sludge wastewater treatment system and from a Membrane Bioreactor (MBR) (n = 18 for each treatment system).
Results: All the parameters evaluated are related to the abundance of microorganisms in the samples analyzed.
The SBI value had an important effect on the number of organisms and can be related to the performance of
the treatment system in terms of the percentage of Biochemical Oxygen Demand (BOD) and Chemical Oxygen
Demand (COD) removal, especially for the MBR system.
Conclusions: The SBI can be improved so its calculation not only considers functional groups but also includes
genus and species of protozoos and metazoos present in the activated sludge. Which in turn would refine its
bioindication potential by being more specific in terms of abundance, behavior and specific requirements of
each species.
Key words: flocs; activated sludge; ciliates; amoebas; rotifers; nematodes.
RESUMEN
Introducción: El Índice Biológico de Lodos (IBL) es uno de los índices más utilizados para la caracterización de
la comunidad de microorganismos presentes en el lodo activado de los sistemas de tratamiento de agua residual.
Sin embargo, este índice toma en consideración únicamente la densidad de los grupos funcionales de protozoos
predominantes que habitan este lodo.
Objetivo: Evaluar si el valor del IBL puede relacionarse directamente con la cantidad de las especies de protozoos
y metazoos encontradas en el lodo activado de dos sistemas de tratamiento de aguas residuales.
Métodos: Esta investigación se realizó en las aguas residuales generadas por el Hospital San Vicente de Paul en la
provincia de Heredia, Costa Rica, durante febrero, marzo y abril del 2022. Se analizaron parámetros fisicoquími-
cos, ambientales, operacionales y biológicos en un total de 36 muestras de un sistema de tratamiento por lodos
activados Convencional y de un Biorreactor de Membrana (MBR) (n= 18, para cada sistema de tratamiento).
https://doi.org/10.15517/rev.biol.trop..v73i1.59675
ECOLOGÍA ACUÁTICA
2Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 73: e59675, enero-diciembre 2025 (Publicado Mar. 07, 2025)
INTRODUCCIÓN
Los microorganismos bioindicadores son
aquellos cuya existencia, reacciones o carac-
terísticas estructurales de sus poblaciones
dependen del medio en el que se desarro-
llan, y cambian al modificarse las condiciones
ambientales en las que habitan (López-Arias et
al., 2012). Es por esto por lo que las poblaciones
de microorganismos en los lodos activados de
los sistemas de tratamientos de aguas residua-
les pueden reflejar, de una manera integral,
el nivel en que parámetros fisicoquímicos y
operacionales influyen sobre el proceso de
tratamiento del agua residual (Montusiewicz et
al., 2010); orientando hacia posibles soluciones
para mejorar las condiciones del sistema.
El Índice Biológico de Lodos (IBL) desa-
rrollado por Madoni (1994) es uno de los índi-
ces más utilizados para la caracterización de la
comunidad de microorganismos presentes en
el lodo activado de los sistemas de tratamiento
de agua residual (Foissner, 2016; Kepec et al.,
2020; Zornoza et al., 2010). Sin embargo, el IBL
toma en consideración únicamente a los grupos
funcionales de protozoos que habitan este lodo;
dejando de lado otros grupos de microorganis-
mos como pueden ser los metazoos. Aunque
el IBL es una herramienta útil para evaluar el
estado del lodo activado, es recomendable que
se utilice en conjunto con la consideración de
parámetros adicionales de operación y de un
análisis más específico de cada especie (Kepec
et al., 2020), de forma que se pueda afinar su
utilidad como herramienta de bioindicación
para la calidad del lodo activado y del efluente
(Foissner, 2016, Martín-Cerceda et al., 1996).
En general, los protozoos son organismos
comunes en ecosistemas acuáticos (Román et
al., 2022); conforman entre el 4 y 2 % de la
biomasa presente en el lodo activado (Foissner,
2016). Estos protozoos, especialmente los
ciliados, resultan ser bioindicadores impor-
tantes debido a su asociación con ciertas carac-
terísticas fisicoquímicas y operacionales de
los sistemas de tratamiento. Además, estos
microorganismos, mediante la depredación de
bacterias, influyen en la formación de fló-
culos y en el mejoramiento de la calidad del
efluente generado (Martín-Cerceda et al., 1996;
Román et al., 2022).
A diferencia de los protozoos, los metazoos
son organismos pluricelulares que generalmen-
te se presentan con baja frecuencia en los lodos
activados (Arregui et al., 2013). Metazoos como
los nematodos también pueden ejercer un efec-
to sobre la forma y densidad de los flóculos
(Derlon et al., 2013). Por otro lado, los rotíferos
son metazoos aerobios estrictos, condición que
los hace sensibles a parámetros operacionales
como el nivel de oxígeno disuelto en el reactor.
Adicionalmente, los rotíferos son más sensi-
bles a los compuestos tóxicos que las bacterias
(Marín & Osés, 2013).
Se ha demostrado que ciertas especies de
rotíferos son eficientes en la remoción de la
bacteria filamentosa 021N, lo que puede con-
siderarlos un grupo de control biológico para
evitar la proliferación descontrolada de esta
bacteria (Kocerba-Soroka et al., 2013). A pesar
de esta ventaja, un exceso de rotíferos en las
muestras de lodos activados puede evidenciar
condiciones de sobre oxigenación y edades de
Resultados: Todos los parámetros fisicoquímicos, ambientales y operacionales evaluados se encuentran relacio-
nados con la abundancia de microorganismos en las muestras analizadas. El valor del IBL ejerció un efecto impor-
tante en la cantidad de organismos, y puede relacionarse con el desempeño del sistema de tratamiento en cuanto al
porcentaje de remoción de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) y Demanda Química de Oxígeno (DQO),
sobre todo para el sistema MBR.
Conclusiones: El IBL puede ser mejorado de manera que en su cálculo no solo considere grupos funcionales,
sino que se incluya el género o especie de los protozoos y metazoos presentes en el lodo activado. Lo cual a su
vez afinaría su potencial de bioindicación al ser más específico en cuanto a la abundancia, comportamiento y
requerimientos específicos de cada especie.
Palabras clave: flóculos; lodo activado; ciliados; amebas; rotíferos; nemátodos.
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lodo altas (Bento et al., 2005; Colorado et al.,
2012; López-Arias et al., 2012; Marín & Osés,
2013; Rodríguez et al., 2019).
Gusanos como los anélidos y nematodos
forman parte de los grupos de metazoos que
pueden encontrarse en los sistemas de trata-
miento de aguas residuales. La presencia de
anélidos colabora con la reducción del lodo
activado producido, potenciando su minera-
lización (Rensink & Rulkens, 1997); mientras
que se ha confirmado que los nematodos tienen
influencia sobre la eficiencia de sistemas de
tratamiento de aguas que utilizan membranas
y filtración (Derlon et al., 2013). Sin embargo,
debe considerarse que la sobre mineralización
del lodo colabora con el aumento en las concen-
traciones de nitrato y fosfato en el agua residual
(Rensink & Rulkens, 1997).
Se debe de tener presente que la composi-
ción de la comunidad de protozoos y metazoos
no necesariamente es la misma entre las dis-
tintas tecnologías de tratamiento de aguas resi-
duales existentes (Arregui et al., 2013; Pérez-Uz
et al., 2010). Investigadores como Sobczyk et
al. (2021) afirman que la composición de la
comunidad de protozoos y metazoos del lodo
activado depende principalmente de la configu-
ración del reactor estudiado (tipo de tecnología,
volumen, etc).
El objetivo de esta investigación es eva-
luar si el valor del Índice Biológico de Lodos
(IBL) puede relacionarse directamente con la
cantidad las especies de protozoos y metazoos
encontradas, más allá de considerar únicamen-
te la predominancia de ciertos grupos funcio-
nales de protozoos en el lodo activado. Además,
se busca evaluar la influencia que pueden tener
ciertos parámetros ambientales, fisicoquímicos
y operacionales de los reactores, en la abun-
dancia de protozoos y metazoos presentes en el
lodo activado en dos sistemas de tratamiento de
aguas residuales.
MATERIALES Y MÉTODOS
Sitio de muestreo: El sitio de muestreo
fue el Hospital San Vicente de Paul, Heredia,
Costa Rica (9°59’30.6’’ N & 84°07´19.5’’ W),
el cual brinda servicios médicos en todas las
especialidades para una población adscrita de
aproximadamente 560 000 personas (Caja Cos-
tarricense del Seguro Social, 2021).
En este hospital funciona regularmente
una planta de tratamiento de aguas residuales
de lodo activado con aireación extendida (Con-
vencional), y con un caudal de diseño de 300
m3/día. Además, de enero a abril del año 2022
funcionó un sistema de tratamiento de aguas
residuales de Biorreactor de Membrana (MBR),
con un caudal de diseño de 15 m3/día. La mem-
brana se da con disposición sumergida, con un
tamaño de poro que permite la ultrafiltración.
Muestreos: Los muestreos se llevaron a
cabo dos veces por semana entre el 15 de febre-
ro y el 21 de abril, para un total de 36 muestreos
en cada uno de los sistemas de tratamiento
(Convencional y MBR).
Toma de muestras y análisis de los pará-
metros fisicoquímicos: El laboratorio acredi-
tado, CEQIATEC, del Instituto Tecnológico de
Costa Rica, tomó muestras compuestas de los
parámetros fisicoquímicos en el agua cruda que
ingresa (afluente) y en el agua tratada que sale
del sistema (efluente); esto con el fin de evaluar
la eficiencia de remoción de los parámetros
analizados en cada uno de los sistemas bajo
estudio. La fórmula mediante la cual se estimó
el porcentaje de remoción para cada parámetro
fisicoquímico analizado es la siguiente:
Ecuación 1:
Donde,
E = Eficiencia de remoción (%).
Co = concentración del contaminante en el
afluente (agua cruda) (mg/l).
Ce = concentración del contaminante en el
efluente (agua tratada) (mg/l).
El afluente fue el mismo para ambos siste-
mas de tratamiento, ya que el origen del agua
residual con que se alimentan es el mismo;
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mientras que existen dos efluentes, uno para
el sistema Convencional y otro para el MBR.
En ambos puntos se muestrearon los siguientes
parámetros fisicoquímicos: Demanda Bioquí-
mica de Oxígeno (DBO), Demanda Química de
Oxígeno (DQO), Sólidos Suspendidos Totales
(SST), Nitrógeno (N) y Fósforo (P).
El muestreo fue compuesto de seis horas,
y basado en Standard Methods for the Exami-
nation of Water and Wastewater (Baird, et al.,
2017). El laboratorio acreditado CEQIATEC
tomó una submuestra por hora con un volu-
men de 1 400 ml cada una, y posteriormente
mezcló estas seis submuestras para formar una
muestra cada día por parámetro.
Una vez con los resultados para cada pará-
metro, se calculó el porcentaje de remoción (%)
de cada uno de los parámetros (DBO, DQO,
SST, Nitrógeno y Fósforo), y con esto fue posi-
ble comparar el desempeño de cada sistema de
tratamiento.
Toma de muestras de los parámetros
ambientales: En el reactor de aireación de cada
uno de los sistemas de tratamiento se llevó a
cabo el análisis de los siguientes parámetros
ambientales: pH, temperatura y oxígeno disuel-
to. La toma de los parámetros ambientales se
realizó dos veces a la semana.
Toma de muestras y cálculo de los
parámetros operacionales: Se calcularon los
siguientes parámetros operacionales: relación
Alimento/Microorganismos (A/M) y edad del
lodo. Para poder calcular el valor del A/M y
edad del lodo, es necesario contar con el dato de
la concentración de Sólidos Suspendidos en el
Licor de Mezcla (SSLM) y de Sólidos Suspendi-
dos Volátiles en el Licor de Mezcla (SSVLM) en
cada tanque de aireación. Por lo tanto, el labo-
ratorio acreditado que realizó los muestreos de
parámetros fisicoquímicos, tomó una muestra
compuesta en cada tanque de aireación con el
fin de determinar la concentración de SSLM y
SSVLM. El muestreo y análisis de estos pará-
metros se realizó utilizando como referencia el
Standard Methods for the Examination of Water
and Wastewaters (Baird, et al., 2017).
Los valores de la relación A/M y de la edad
del lodo se determinaron mediante las siguien-
tes ecuaciones:
Ecuación 2:
Donde,
Qa = Caudal de ingreso del agua cruda al siste-
ma (afluente).
Vr = Volumen del reactor de aireación.
SSVLM = Sólidos Suspendidos Volátiles en
Lodo Activado.
Ecuación 3:
Donde,
qc = Tiempo medio de retención celular (edad
del lodo).
Vr = Volumen del reactor de aireación.
SSVLM = Sólidos Suspendidos Volátiles en
Lodo Activado.
SSVLd = Sólidos Suspendidos Volátiles del lodo
de purga.
SSVe = Sólidos Suspendidos Volátiles en el
efluente.
Qd = Caudal de purga.
Qe = Caudal del agua tratada (efluente).
Toma de muestras biológicas: El protoco-
lo para la toma de muestras, así como su trans-
porte y análisis, se realizó según Rodríguez et
al. (2019). La toma de muestras se llevó a cabo
en el reactor de aireación (lodo activado) de
cada sistema de tratamiento, mediante el uso
de un muestreador con vara larga. La toma
de estas muestras se hizo los mismos días
que los muestreos fisicoquímicos, dos veces
a la semana.
Durante cada muestreo, se recolectó una
muestra compuesta en botellas plásticas de un
litro. El punto de muestreo fue en donde la agi-
tación del reactor de aireación era homogénea.
Se transportaron las muestras hasta el labo-
ratorio en hielera con oxigenación mediante
un motor de pecera que transmite el oxígeno
por una manguera hasta una piedra porosa,
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teniendo en cuenta que, es aceptable el análisis
de una muestra bajo aireación incluso hasta 48
horas después de que ha sido recolectada. Se
utilizó un microscopio marca Motic, modelo
BA310, de contraste, para observar tres réplicas
de 25 µl. Para el conteo de flagelados, se obser-
varon tres réplicas de 3.5 µl de cada muestra
utilizando una placa Neubauer mejorada.
Se analizaron los siguientes aspectos: canti-
dad de organismos, grupo dominante, densidad
total de organismos, número de taxones identi-
ficados y recuento de flagelados (Madoni, 1994,
Rodríguez et al., 2019). Además, se identifica-
ron a nivel de género las especies de protozoos
con la utilización de guías ilustradas (Berger
& Foissner, 2014; Isac et al., 2004; Rodríguez
et al., 2019); para el caso de los metazoos, se
diferenció entre rotíferos y gusanos nematodos
o anélidos.
Índice Biológico de Lodos (IBL): Se calcu-
ló el Índice Biológico de Lodos (IBL) con base
en el procedimiento establecido por Madoni
(1994). Para entonces asignarle un valor del 1
al 10 al IBL calculado, y a su vez clasificar este
valor en clases. Estas clases se asocian al desem-
peño del sistema de tratamiento.
La interpretación del IBL se obtuvo a partir
de dos matrices elaboradas por Madoni (1994).
Para el resultado obtenido del IBL se debe
de considerar únicamente los organismos cuya
frecuencia relativa de aparición en las muestras
biológicas sea superior a 20 % (Zornoza, 2015).
Análisis de datos: Se llevó a cabo un aná-
lisis de redundancia (RDA) para establecer el
efecto que tienen las variables respuesta (pará-
metros fisicoquímicos, parámetros ambientales
y parámetros operacionales), y el IBL sobre
la composición de la cantidad de organismos
encontrados (matriz de la abundancia de las
especies por muestra) en cada sistema de trata-
miento. Con el criterio de colinealidad entre los
parámetros predictores, se descartaron aque-
llos parámetros evaluados que no aportaran al
modelo de RDA realizado. Esto por medio del
índice de inflación de la varianza (VIF), el cual
debe ser menor a 10. De esta manera con el
análisis constreñido del RDA se pudo obtener
un valor de Inercia, el cual cuantifica la pro-
porción de la varianza de la matriz biológica
que es explicada por el modelo que contiene las
variables predictoras (Quinn & Keough, 2002).
Relacionar el IBL con la cantidad de orga-
nismos encontrados durante los muestreos per-
mite evaluar la funcionalidad de este índice
incluyendo tanto a los protozoos como a los
metazoos presentes. La significancia de los
parámetros evaluados sobre la cantidad de
organismos se obtuvo al aplicar un análisis de
ANOVA al RDA según cada tipo de parámetro
y al RDA completo (Quinn & Keough, 2002).
Para todos estos análisis de datos y la inter-
pretación de resultados se usó Rstudio 4.2.3 (R
Core Team, 2021) con el paquete “vegan”.
RESULTADOS
Parámetros fisicoquímicos: En promedio,
los porcentajes de remoción del DBO, DQO
y SST fueron mayores al 85 % en ambos tipos
de tratamiento. Los promedios de la remoción
de nitrógeno y fósforo no fueron igual de altos
que los parámetros anteriores, siendo incluso
negativo para el caso del fósforo en el MBR
(-12.21 %) (Fig. 1).
Parámetros ambientales: Para el sistema
de tratamiento de aguas residuales Convencio-
nal, el promedio del pH fue de 7.09 (± 0.29),
mientras que en el MBR fue ligeramente más
ácido (6.38 ± 0.49). Por otro lado, el promedio
de la temperatura en el sistema Convencional
fue de 27.91 (± 0.84) ºC y en el MBR de 25.55
(± 1.53) ºC. Por último, el valor promedio
del oxígeno disuelto fue mucho menor en el
sistema Convencional (0.30 ± 0.25 mg/l) en
comparación con el MBR (2.31 ± 1.70 mg/l)
(Fig. 2). Además, se confirmó que los pará-
metros ambientales estudiados ejercieron un
efecto sobre la composición de la cantidad de
organismos (RDA, ANOVA, p = 0.045).
Parámetros operacionales: La relación
A/M obtuvo un valor promedio de 0.43 (± 0.87)
en el sistema de tratamiento de aguas residuales
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convencional, mientras que en el MBR este
valor fue de 1.04 (± 1.09). Además, la edad del
lodo fue mucho mayor en el sistema Conven-
cional (2 329.56 ± 153.89 días) en comparación
con el MBR (86.73 ± 157.44 días) (Fig. 3).
Por otro lado, estos parámetros operacionales
(relación A/M y edad del lodo) si tuvieron un
efecto sobre la cantidad de microorganismos
encontrados en las muestras (RDA, ANOVA,
p = 0.003).
Fig. 1. Gráficos boxplot de distribución de datos para. A. Porcentajes de remoción del DBO. B. Porcentajes de remoción del
DQO. C. Porcentajes de remoción del SST. D. Porcentajes de remoción del nitrógeno. E. Porcentajes de remoción del fósforo.
1 = Tratamiento de lodos activado convencional, 2 = MBR. / Fig. 1. Boxplot graphs, data distribution for. A. BOD removal
percentajes. B. COD removal porcentajes. C. SST removal porcentaje. D. Nitrogen removal percentajes. E. Phosphorus
removal percentajes. 1 = Conventional treatment system, 2 = MBR.
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15 288 microorganismos. El número de taxones
en el sistema Convencional fue de 21, mientras
que en el MBR 22. Los organismos que presen-
taron la mayor abundancia total en alguno de
los dos sistemas de tratamiento se presentan en
la Tabla 1.
En cuanto al grupo de metazoos, además
de rotíferos, en las muestras encontré nema-
todos, pero en muy baja frecuencia. Durante
todos los muestreos, el número total de nema-
todos que contabilicé en el sistema de trata-
miento Convencional fue de 22, mientras que
en el MBR fue de 19.
El valor promedio del IBL que se obtuvo
para el sistema de tratamiento Convencional
fue de 7.62, mientras que en el MBR fue de 8.44.
El valor más bajo de IBL se presentó durante el
Fig. 2. Gráficos boxplot de distribución de datos para. A.
pH. B. Temperatura (ºC). C. Oxígeno disuelto (mg/l).1 =
Tratamiento de lodos activado convencional, 2 = MBR.
/ Fig. 2. Boxplot graphs, data distribution for. A. pH. B.
Temperature. C. Dissolved oxygen values. 1 = Conventional
treatment system, 2 = MBR.
Fig. 3. Gráficos boxplot de distribución de datos para. A.
Relación A/M. B. Edad del lodo (días).1 = Tratamiento de
lodos activado convencional, 2 = MBR. / Fig. 3. Boxplot
graphs, data distribution for. A. F/M relationship. B. Sludge
Age values (days). 1 = Conventional treatment system, 2
= MBR.
Muestras biológicas e Índice Biológico de
Lodos (IBL): En la totalidad de las muestras,
para el sistema de tratamiento Convencional,
se contaron un total de 4 349 microorganismos,
mientras que en el sistema de tratamiento por
biorreactor de membrana (MBR) un total de
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último muestreo en el sistema de tratamiento
Convencional (Fig. 4). Además, se estableció
que los valores de IBL obtenidos si ejercieron
un efecto sobre la composición de la cantidad
de organismos (RDA, ANOVA, p = 0.008).
Composición de organismos respecto a
condiciones de las plantas de tratamiento:
Los porcentajes de remoción no tuvieron una
relación con la cantidad de organismos (RDA,
ANOVA, p = 0.083). El porcentaje de remoción
de los sólidos sedimentables (SST), así como la
Edad del lodo fueron dos parámetros que no
aportaron al modelo de análisis de redundancia
(RDA) elaborado (valor de VIF mayor a 10).
La edad del lodo es un reflejo del estado del
sistema de tratamiento, y al eliminar la edad del
lodo y los sólidos suspendidos totales del análi-
sis, e incluir el resto de parámetros estudiados,
se determinó que el análisis de RDA (Fig. 5)
logra explicar el 68 % de los microorganismos
que cuantifiqué a lo largo de esta investigación.
Al eliminar el parámetro SST se observó que
las remociones si actúan sobre la composición
de la cantidad de organismos encontrados (p
= 0.019).
Existió una separación clara entre los
sistemas de tratamiento y los porcentajes de
remoción de los parámetros fisicoquímicos
considerados. Parámetros ambientales como la
temperatura y el pH se encuentran muy relacio-
nados entre sí, con valores mayores en la planta
de tratamiento Convencional en comparación
con el MBR. Aspidisca y los rotíferos encon-
trados se vieron favorecidos en su abundancia
por el nivel de oxígeno presente en el sistema
MBR. Por otro lado, Euplotes sp. y Vorticella sp.
tendieron a ser más abundantes en el sistema
de tratamiento Convencional. Euplotes sp. estu-
vo más relacionada a la remoción del fósforo,
mientras que Vorticella sp. a la temperatura y
al pH. Centropyxis sp. se encontró sumamente
asociada al parámetro operacional de la rela-
ción A/M (Fig. 5, Fig. 6).
A pesar de no considerar a los metazoos
en su cálculo, el valor del IBL ejerció un efecto
importante en la cantidad de microorganismos,
y puede relacionarse con el desempeño del sis-
tema de tratamiento en cuanto al porcentaje de
remoción del DBO y DQO, sobre todo para el
sistema MBR (Fig. 6). Microorganismos como
Euglypha sp., Aspidisca sp. y Euplotes sp. se aso-
cian a esta tendencia (Fig. 6).
DISCUSIÓN
En general, se ha encontrado que las
tasas de reducción de DBO, DQO y Nitróge-
no se asocian a la comunidad de protozoos y
Fig. 4. Gráficos boxplot de distribución de datos para los
valores de Índice Biológico de Lodos (IBL) obtenidos.
1 = Tratamiento de aguas residuales Convencional, 2 =
MBR. / Fig. 4. Boxplot graphs, data distribution for Sludge
Biological Index values (SBI) values. 1 = Conventional
treatment system. 2 = MBR.
Tabla 1
Microorganismos con mayor abundancia total encontrados
en el lodo activado de cada sistema de tratamiento. / Table
1. Microorganisms with highest total abundance found in
the activated sludge of each treatment system.
Organismo Cantidad total de individuos / 1.2 ml
Sistema Convencional MBR
Euglypha sp. 540 1 947
Entosiphon sp. 60 376
Arcella sp. 127 2 744
Centropyxis sp. 612 3 483
Pyxidicula sp. 58 902
Euplotes sp. 1 334 553
Aspidisca sp. 319 4 772
Vorticella sp. 967 389
Rotifera 91 336
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metazoos (Bento et al., 2005; Sobczyk, et al.,
2021). Sobczyk et al. (2021) encuentran que la
abundancia de amebas testáceas como Arcella
sp. y de ciliados como Aspidisca cicada está
directamente relacionada con la tasa de reduc-
ción del DBO. Dichas afirmaciones coinciden
con esta investigación, sobre todo tratándose
de Aspidisca sp., que fue el ciliado más abun-
dante en las muestras del MBR, y es uno de los
ciliados más comúnmente asociado a sistemas
de tratamiento de aguas residuales con buen
desempeño y eficientes en la remoción del DBO
y el DQO (Arregui et al 2013; Martín-Cerceda
et al. 1996; Román et al., 2022). Sin embargo,
existen investigaciones que afirman que Aspi-
disca cuenta con un alto nivel de resiliencia, al
lograr sobrevivir a lo largo de variaciones que
puedan ocurrir en los sistemas de tratamiento
(Leal et al., 2013; Siqueira-Castro et al., 2016).
Otros ciliados presentes en las muestras
estudiadas también pueden ser indicadores de
buen desempeño del sistema de tratamiento de
aguas residuales, como lo es Euplotes sp. (Isac et
al., 2004; López-Arias et al., 2012). Sin embar-
go, la abundancia de la especie Euplotes aedi-
culatus ha sido relacionada con contaminación
de níquel en las aguas residuales (Arregui et al.,
2013). En esta investigación, si bien los porcen-
tajes de remoción de nitrógeno no superaron el
80 %, en el análisis de redundancia realizado se
logra apreciar que organismos como el ciliado
reptante, Euplotes sp., se encuentra muy cer-
cano a los porcentajes de remoción de fósforo
y nitrógeno.
Pérez-Uz et al. (2010), afirman que la acti-
vidad de las bacterias nitrificantes aumenta con
la presencia de las poblaciones de protozoos.
Centropyxis sp. y Euglypha sp. son géneros
de amebas testáceas, que, junto con Aspidisca
sp., se asocian a procesos de nitrificación y
subsecuente desnitrificación en el lodo activa-
do (Achmadulina et al., 2017; Siqueira-Castro
Fig. 5. Gráfico del análisis de redundancia (RDA) por microorganismo. / Fig. 5. Redundancy Analysis graph per
microorganism.
10 Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 73: e59675, enero-diciembre 2025 (Publicado Mar. 07, 2025)
et al., 2016). Durante los análisis de redun-
dancia realizados, no se encontraron amebas
testáceas asociadas a la remoción de nitrógeno.
La temperatura es uno de los parámetros
que ejerce una variación sobre la estructura
de la comunidad de protozoos y metazoos
(Zornoza et al., 2010), la abundancia total de
metazoos como los rotíferos tiende a ser mayor
a altas temperaturas y la de ciliados sésiles a
bajas temperaturas (Sobczyk et al., 2021). Esto
coincide con los resultados de esta investiga-
ción, en donde se observa a la temperatura muy
asociada al eje 2 del análisis de RDA realizado
(Fig. 2), y al ciliado sésil Vorticella sp. cercano a
esta. Vorticella sp. es, después de Euplotes sp., el
organismo más abundante en las muestras del
sistema de tratamiento Convencional.
Por otro lado, la predominancia de meta-
zoos como ciertos anélidos puede reflejar un
exceso de oxígeno disuelto (Bento et al., 2005).
Sin embargo, durante ninguno de los muestreos
realizados fue posible determinar un exceso de
oxígeno disuelto en los tanques de aireación, lo
cual coincide con la no predominancia de ané-
lidos en ninguna de las muestras biológicas. Por
el contrario, la predominancia de amebas tes-
táceas como Arcella sp. y Euglypha sp. sí es un
reflejo de condiciones de oxigenación favora-
bles (Bento et al., 2005). La presencia del ciliado
Aspidisca sp. también resulta ser indicativo de
buena oxigenación en los tanques de aireación
(Bento et al., 2005; Román et al., 2022).
Para el caso de Vorticella spp., Román et
al. (2022) afirman que, al ser un género con
poca tolerancia a condiciones de bajo nivel de
oxígeno, resulta ser un buen indicador del nivel
de oxígeno disuelto en los tanques de aireación.
A pesar de esto, la alta presencia de algunas
Fig. 6. Gráfico del análisis de redundancia (RDA) según el tipo de sistema de tratamiento. 1 = Tratamiento de aguas residuales
Convencional. 2 = MBR. Po = Fósforo, N = Nitrógeno, IBL = Índice Biológico de Lodos, DQO = Demanda Química de
Oxígeno, DBO = Demanda Bioquímica de Oxígeno, pH = pH, Temp = Temperatura, OD = Oxígeno Disuelto, AM = Relación
A/M, Tratamiento 2 = MBR. / Fig. 6. Redundancy Analysis graph, per treatment system type. 1 = Conventional treatment
system. 2 = MBR. Po = Phosphorus, N = Nitrogen, IBL = Sludge Biotic Index, DQO = Chemical Oxigen Demand, DBO =
Biological Oxigen Demand, pH = pH, Temp = Temperature, OD = Dissolved Oxygen, AM = Food/Microorganisms relation,
Treatment, 2 = MBR.
11
Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075, Vol. 73: e59675, enero-diciembre 2025 (Publicado Mar. 07, 2025)
especies de Vorticella en específico, como Vor-
ticella microstomata, se encuentra asociada a
lodos activados biológicamente empobrecidos
o afectados por sustancia tóxicas (Arregui et
al., 2013; Kepec et al., 2020; López-Arias et al.,
2012; Salvadó et al., 1995).
En este estudio, las amebas libres y los
microflagelados o flagelados no se ubican entre
los grupos más abundantes. Esto puede tener
que ver con la estabilidad del lodo y de los
sistemas de tratamiento en general, ya que la
predominancia de los flagelados tiene que ver
con flóculos livianos y dispersos (Román et al.,
2022), que son el tipo de flóculo típico en los
inicios de puesta en marcha de los sistemas de
tratamiento, es decir, sistemas con baja edad
del lodo.
La ocurrencia de Arcella sp., Euglypha sp.
y Aspidisca sp. en altas frecuencias indican un
alto grado de estabilidad biológica del sistema
y alta edad del lodo (Román et al., 2022). Dado
que los metazoos cuentan con un ciclo de vida
mayor en comparación con los protozoos, la
alta concentración de rotíferos en el lodo acti-
vado evidencia sistemas de tratamiento que
cuentan con un tiempo de retención celular alto
y lodo activado estable (Aidan Al-Hussieny,
2018; Colorado et al., 2012; Román et al., 2022).
A pesar de que el promedio de la relación
A/M para el sistema Convencional estuvo den-
tro de los valores aceptados (von Sperling et
al., 2007), para el caso del MBR esta relación
fue mayor a 1; lo que implica que existen
una mayor cantidad de carga orgánica, que la
que los microorganismos pueden consumir. Es
decir, a pesar de que, en comparación con el
sistema Convencional, el MBR tiene la mayor
cantidad de microorganismos, este tipo de tra-
tamiento tendría la capacidad de contener aún
más biomasa (microorganismos) (Hai et al.,
2014; von Sperling, 2007).
Euplotes sp. y Vorticella sp. fueron los
únicos dos organismos más abundantes en el
sistema de tratamiento Convencional en com-
paración con el MBR, mientras que Aspidisca
sp. fue el organismo más abundante en el MBR,
seguido de Centropyxis sp. A pesar de que
la cantidad de taxones encontrada en ambos
sistemas de tratamiento fue similar, la cantidad
de organismos encontrados en el MBR fue
mucho mayor que en el sistema Convencional.
Euplotes sp. es un ciliado reptante bacterívoro
que cuenta con un cuerpo aplanado dorsoven-
tralmente (Isac et al., 2004). Vorticella sp. tam-
bién es bacterívoro, pero es un ciliado sésil que
cuenta con un pedúnculo para fijarse en el sus-
trato, con la capacidad de estirarse y contraerse
por medio de una vacuola. Para alimentarse
utiliza cilios orales que crean corrientes (Isac et
al., 2004; Siqueira-Castro et al., 2016).
Aspidisca sp. es un ciliado reptante de
cuerpo redondo y con cirros en el lado ventral,
con un tamaño de entre 25 y 40 μm (Isac et al.,
2004; Walczyńska et al., 2018). Es característico
de condiciones de estabilidad en los sistemas
de tratamiento y por tanto es reflejo de buena
eficiencia de depuración (Achmadulina et al.,
2017; Arregui et al., 2013, Isac et al., 2004). Por
otro lado, Centropyxis sp. son amebas testáceas
circulares u ovoides, que pueden alimentar-
se de algas, flagelados y ciliados presentes
en sistemas que reciben aguas poco cargadas
(Isac et al., 2004).
En cuanto a los metazoos, tal y como
se observa en esta investigación, los rotíferos
resultan ser los organismos más abundantes en
los lodos activados para sistemas de tratamien-
to de aguas residuales domésticas (Román et al.,
2022). Entre los géneros de rotíferos posibles
de encontrar en muestras de lodo activado
se encuentran Lecane, Monostyla, Philodania
y Rotaria (Aida Al-Hussieny, 2018; Kocerba-
Soroka et al., 2013; Walczyńska et al., 2018;
Zornoza et al., 2010). Los rotíferos, según la
estructura de su corona y del mastax (órganos
orales), pueden alimentarse de muchas formas
distintas, pero por lo general son depredadores
que consumen detritos y organismos menores
(Isac et al., 2004).
Walczyńska et al. (2018) demuestran una
relación y sucesión estrecha entre las poblacio-
nes de Aspidisca cicada y el rotífero Lecane iner-
mis. En donde A. cicada puede estar actuando
como una especie que potencia la abundancia
de L. inermis al moldear a los macroagregados
de bacterias que forman los flóculos en el lodo
12 Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 73: e59675, enero-diciembre 2025 (Publicado Mar. 07, 2025)
activado, formando flóculos más grandes y
densos en donde posteriormente pueden habi-
tar estos rotíferos. Es importante considerar
no sólo el género, sino también la especie de
microorganismos presente en el lodo activado,
ya que los requerimientos, hábitos y comporta-
mientos pueden variar entre especies distintas
de un mismo género (Arregui et al., 2013;
Kepec et al., 2020; Leal et al., 2013; Salvadó et
al., 1995; Siqueira-Castro et al., 2016). Y esto
puede llegar a tener una implicación directa en
el desempeño de los sistemas de tratamiento de
aguas residuales. Además, saber más sobre la
ecología y comportamiento de estas especies,
es un insumo que brinda material adicional
para conocer la dinámica de la comunidad de
microorganismos que moldean los flóculos
y el lodo activado que se forma en los tan-
ques de aireación.
Los grupos de protozoos y metazoos pre-
dominantes pueden variar según el tipo de
sistema de tratamiento empleado (Aida Al-
Hussieny, 2018; Pérez Uz et al., 2010). Por
ejemplo, Puigagut et al. (2007) encontraron un
mayor porcentaje de nematodos en humedales
artificiales, que los que se encuentran en otro
tipo de sistemas de tratamiento de aguas resi-
duales como los Contactores Biológicos Reac-
tivos. En el análisis del RDA según el sistema
de tratamiento, se observa una clara separación
entre el sistema Convencional y el MBR.
Al observar el análisis del RDA por especie,
efectivamente puede apreciarse que Aspidisca
sp. y los rotíferos están estrechamente unidos
en el MBR, y justamente estas especies son muy
abundantes en este tipo de sistema de trata-
miento. Lo cual es consistente con lo plantea-
do por Walczyńska et al. (2018), presentando
una relación cercana entre las poblaciones de
Aspidisca cicada y el rotífero Lecane inermis.
Por otro lado, al igual que ha sido demostra-
do por Sobczyk et al. (2021); el eje del RDA
de este estudio que se encuentra relacionado
principalmente con la temperatura demuestra
que Vorticella sp. se asocia negativamente con
este parámetro, mientras que los rotíferos y
otros metazoos pueden verse favorecidos en
abundancia conforme aumentan los valores
de temperatura.
El sistema MBR presenta una comunidad
de microorganismos más diversa que en la
planta de tratamiento Convencional, donde
la cantidad de organismos está dominada por
Euplotes sp. y Vorticella sp., principalmente. El
sistema MBR tiene mayor abundancia total y
un mejor reparto de esa abundancia entre los
organismos que finalmente contribuyen con la
degradación de la materia orgánica presente.
El IBL es un parámetro muy presente en el
análisis de RDA y cercano a los parámetros de
remoción del DBO y el DQO, lo que confirma
su potencial como herramienta de bioindi-
cación para la valoración del desempeño de
los sistemas de tratamiento de aguas residua-
les (Bento et al., 2005; Martín-Cerceda et al.,
1996). Su predominancia en el modelo de aná-
lisis implicara su potencial de ser afinado para
la inclusión en su cálculo de microorganismos
a nivel de género o especie, y no sólo dejarlo
a nivel de grupos funcionales, lo cual es bas-
tante general. Además, puede ser adecuado de
manera tal que considere también a los meta-
zoos, según el tipo de sistema de tratamiento
bajo estudio.
Declaración de ética: los autores declaran
que todos están de acuerdo con esta publica-
ción y que han hecho aportes que justifican
su autoría; que no hay conflicto de interés de
ningún tipo; y que han cumplido con todos
los requisitos y procedimientos éticos y legales
pertinentes. Todas las fuentes de financiamien-
to se detallan plena y claramente en la sección
de agradecimientos. El respectivo documento
legal firmado se encuentra en los archivos de
la revista.
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