Difusion bacteriana en medios porosos artificiales

M.E. BRITO; V.I. MARCONI

Tandil

Conferencia; 99º AFA; 2014

AFA

La movilidad de microorganismos autopropulsados es un tema de gran inter ́es actual desde un punto de vista cient ́ıfico, como as ́ı tambi ́en industrial y ambiental. Esto permite entender muchos problemas pra ́cticos que van desde la patogenia de una enfermedad a la biorremediacio ́n de residuos peligrosos en el ambiente. Muchos microorganismos nadan en medios viscoesla ́sticos y complejos estructuralmente. Los virus y las bacterias no so ́lo se mue- ven en fluidos con diversas propiedades reolo ́gicas, sino que los hacen en medios que contienen estructuras mucho ma ́s r ́ıgidas, las cuales generan regiones impenetrables que condicionan el nado. En nuestro caso, nos concentramos en bacterias de suelo, que nadan a bajo nu ́mero de Reynolds en un medio acu ́ıfero granular poroso.Con base en nuestro estudio previo del transporte dirigido de bacterias en medios de microconfinamiento geom ́etricos ordenados [1, 2], analizamos las propiedades difusivas de diversas poblaciones bacterianas en medios desordenados. Estudiamos num ́ericamente sus propiedades de transporte en medios microporosos bidimensionales artificiales vs la movi- lidad caracter ́ıstica de cada poblacio ́n. Las ca ́maras de confinamiento son disen ̃adas con varias distribuciones de micro-discos, de distinta densidad, con los cuales los micronadado- res interaccionan mediante un potencial blando. Estudiamos la dina ́mica de nuestro sistema microflu ́ıdico, como MSD y correlaciones en funcio ́n de las diferentes estructuras espaciales creadas, y caracterizamos mediante el para ́metro de tortuosidad (τ = φμ0/μeff[3], siendo φ el volumen excluido, μ0,eff la movilidad en el bulk y en el medio respectivamente) cada medio poroso analizado.[1] Quantifying the sorting efficiency of self-propelled run-and-tumble swimmers by geome- trical ratchets, I. Berdakin et al., Cent. Eur. J. Phys. 11(12), 1653-1661 (2013).[2] Influence of swimming strategy on microorganism separation by asymmetric obstacles, I. Berdakin et al., Phys. Rev. E, 87, 052702 (2013).[3] Random walk calculations for bacterial migration in porous media, Duffy K. J. et al., Biophys. J., 68, 800-806 (1995).