Bruce E. Rittmann es Profesor Regents de Ingeniería Ambiental y Director del Centro Swette de Biotecnología Ambiental en el Instituto de Biodiseño de la Universidad Estatal de Arizona . También fue elegido miembro de la Academia Nacional de Ingeniería en 2004 por ser pionero en el desarrollo de los fundamentos de las biopelículas y contribuir a su uso generalizado en la limpieza de aguas, suelos y ecosistemas contaminados. [1]
Rittmann nació en St. Louis, MO, hijo de Albert y Ruth Rittmann. Se mudó a Affton, MO a los 4 años y asistió a la escuela primaria Reavis y a la escuela secundaria Affton . En 1974, recibió una licenciatura en Ingeniería Civil y una maestría en Ingeniería Ambiental y Sanitaria de la Universidad de Washington en St. Louis . Después de trabajar como ingeniero ambiental en Sverdrup & Parcel en St. Louis, se mudó a la Universidad de Stanford , donde recibió su doctorado en Ingeniería Ambiental en 1979. Su asesor de doctorado fue Perry L. McCarty.
Rittmann se unió a la facultad del Departamento de Ingeniería Civil de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign en 1980 como profesor asistente. Fue ascendido a profesor asociado y titular en 1984 y 1988. En 1992, Rittmann se trasladó a la Universidad Northwestern para convertirse en profesor John Evans y coordinador de área de ingeniería ambiental. En 2005, se mudó a la Universidad Estatal de Arizona para iniciar el Centro de Biotecnología Ambiental en el recién formado Instituto de Biodiseño. Fue nombrado Profesor Regents en 2009, [2] y el Centro fue nombrado Centro Swette de Biotecnología Ambiental en 2011.
Rittmann fue presidente de la Asociación de Profesores de Ciencias e Ingeniería Ambiental en 1990-91, Conferencia Distinguida de la misma organización en 2004, presidente de dos comités del Consejo Nacional de Investigación (NRC) relacionados con la biorremediación in situ, vicepresidente de Ciencias del Agua y Junta de Tecnología y editor jefe de Biodegradación .
Rittmann está casado con Marylee MacDonald y es padrastro de sus tres hijos. [ cita necesaria ]
Rittmann es uno de los pioneros en desarrollar y aplicar modelos matemáticos de biopelículas , que son microorganismos que crecen adheridos a una superficie sólida. Aunque algunas biopelículas son famosas por causar infecciones o ensuciar las superficies de tuberías, barcos y membranas, Rittmann se centra en las biopelículas buenas que se utilizan para tratar el agua contaminada. El modelado matemático es una herramienta poderosa para integrar los diversos procesos microbiológicos, químicos y de transporte que ocurren juntos en una biopelícula. Los modelos pueden representar los gradientes en los sustratos que los microorganismos metabolizan, los productos generados por los microorganismos y los diferentes tipos de microorganismos que existen juntos en las biopelículas. La tesis doctoral de Rittmann se centró en el modelado de biopelículas, y él y su equipo han ampliado el alcance y el poder del modelado de biopelículas hasta la actualidad.
Rittmann, que originalmente trabajó en cooperación con David Stahl, introdujo las poderosas herramientas de la biología molecular en la ingeniería ambiental, ayudando a crear el apasionante campo conocido hoy como Biotecnología Ambiental , en el que el objetivo es gestionar las comunidades microbianas para que brinden servicios a la sociedad. Las herramientas de la ecología microbiana molecular interrogan directamente la información genética de los microorganismos. Permiten determinar qué tipos de microorganismos están presentes en las complejas comunidades de biotecnologías ambientales, qué reacciones pueden realizar esos microorganismos, qué reacciones están llevando a cabo y cómo interactúan entre sí y con su entorno. Ahora, trabajando mano a mano con su colega del Centro Rosa Krajmalnik-Brown, Rittmann está utilizando la ecología microbiana molecular para comprender y gestionar comunidades microbianas en una amplia gama de procesos microbiológicos utilizados para eliminar la contaminación del agua, generar recursos renovables y mejorar la salud humana.
Rittmann y varios colegas fueron los primeros en definir los productos microbianos solubles (SMP), que comprenden una amplia gama de moléculas orgánicas solubles que los microorganismos liberan a su entorno. Con Chrysi Laspidou, Rittmann vinculó el SMP a los productos en fase sólida generados por microorganismos, las sustancias poliméricas extracelulares (EPS); crearon el “modelo unificado” de SMP, EPS y biomasa activa, y se ha ampliado y aplicado a todo tipo de procesos microbiológicos. Al ser importantes sumideros de electrones y carbono, el SMP y el EPS tienen profundos impactos en el desempeño de las biotecnologías ambientales en términos de la calidad de los efluentes y la composición de la biomasa .
La biorremediación se refiere a la limpieza basada en microorganismos de suelos contaminados y agua asociada. La investigación doctoral de Rittmann involucró la biorremediación de micropolantes orgánicos desde la recarga de aguas residuales hasta los acuíferos. Su trabajo se expandió a la biorremediación de solventes clorados , hidrocarburos de petróleo y radionúclidos . Rittmann ayudó a establecer y dirigir el campo de la biorremediación in situ mediante la publicación de dos informes de la Academia Nacional del comité que presidió: Biorremediación in situ: ¿Cuándo funciona? (1993) y Atenuación natural para la remediación de aguas subterráneas (2000).
Rittmann es el inventor del reactor de biopelícula de membrana a base de hidrógeno (MBfR), [3] que puede usarse para reducir y desintoxicar una amplia gama de contaminantes oxidados que se encuentran comúnmente en el agua: por ejemplo, nitrato , perclorato , cromato , selenato , tricloroeteno , y uranilo . En el MBfR, el gas H2 se entrega directamente a las bacterias oxidantes de H2 que viven en la superficie exterior de una membrana de transferencia de gas sin burbujas . Los contaminantes oxidados en el agua que pasa a través de la biopelícula se reducen a formas inofensivas o fáciles de eliminar. Rittmann posee seis patentes sobre el MBfR, que APTwater comercializa con la tecnología ARo (Reducción Autotrófica de). El MBfR ganó el Premio a la Excelencia en Ingeniería Ambiental 2011 de la Academia Estadounidense de Ingenieros Ambientales . [4]
El equipo del fotobiorreactor de Rittmann está trabajando para encontrar formas prácticas de utilizar microorganismos fotosintéticos para capturar la energía solar y convertir el CO 2 en valiosa materia prima para combustibles y productos químicos. El equipo se centra en sistemas de fotobiorreactores avanzados que brindan una alta productividad del producto objetivo. El producto puede ser parte de la propia biomasa o producto químico sintetizado y excretado por los microorganismos fotosintéticos. Este último tema se realiza en cooperación con Willem Vermaas de la Facultad de Ciencias de la Vida de ASU. El objetivo final es hacer del CO 2 un recurso para generar combustibles y productos químicos renovables .
La electroquímica microbiana utiliza bacterias que pueden transferir electrones al ánodo de una celda electroquímica . Llamadas "bacterias que respiran ánodo", son capaces de oxidar moléculas orgánicas y crear una corriente eléctrica que puede usarse para generar energía eléctrica , gas hidrógeno , peróxido de hidrógeno u otros materiales reducidos, dependiendo de las condiciones en el cátodo de la celda electroquímica. . Trabajando con sus colegas del Centro César Torres y Sudeep Popat, Rittmann está avanzando en las bases científicas y tecnológicas fundamentales para la electroquímica microbiana, con el objetivo final de utilizar la tecnología para capturar la energía en los flujos de desechos orgánicos como energía valiosa o productos químicos.
Los intestinos humanos albergan una gran diversidad de microorganismos que interactúan con el huésped humano de maneras que afectan profundamente su salud. Trabajando con los colegas del Centro, la Dra. Rosa Krajmalnik-Brown y Andrew Marcus, Rittmann está ayudando a descubrir los microorganismos que son esenciales para una buena salud, así como medios para mejorar la actividad de nuestras bacterias "buenas". El trabajo del equipo se caracteriza por su carácter integral y orientación hacia la ecología microbiana. Utilizan genómica , metabolómica y modelos cuantitativos de alto rendimiento para comprender las interacciones complejas entre los numerosos microorganismos y el huésped humano, así como para descubrir medios para gestionar las comunidades microbianas hacia buenos resultados de salud.
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