Actualmente, el tratamiento de las aguas residuales, tanto urbanas como industriales, se centra principalmente en la reducción de la demanda biológica de oxígeno y, en ocasiones, en la eliminación de nutrientes, tales como nitrógeno y fósforo, sin prestar demasiada atención a los microorganismos que realizan la depuración ni en los que interfieren en el proceso. En estos ambientes se encuentra una gran diversidad de microorganismos que han sido estudiados con poco detalle y que podrían proporcionar soluciones prácticas y reales a los problemas que pudieran ocasionar al proceso de depuración de aguas y, además, proporcionar aplicaciones biotecnológicas importantes como puede ser la eliminación de compuestos recalcitrantes o tóxicos en diferentes ambientes contaminados. Es por ello que los estudios de biodiversidad bacteriana en estos ambientes mejorarían sustancialmente la eficacia del proceso de depuración de aguas y por lo tanto el medio ambiente, favoreciendo un crecimiento sostenible que repercutiría positivamente en el bienestar de la sociedad. En base a lo anteriormente expuesto, en este trabajo se planteó realizar un estudio de biodiversidad de actinomicetos aislados de diferentes estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) y conocer qué tipo de especies estaban implicadas en los procesos de formación de espumas así como en la degradación de compuestos tóxicos. Se estudiaron un total de 28 EDAR de diferentes localidades, la gran mayoría de ellas con frecuentes episodios de formación de espumas biológicas. Se procedió, en primer lugar, al aislamiento en placa en tres medios de cultivo distintos con el objeto de obtener la máxima biodiversidad posible. En total se obtuvieron 152 aislados con morfología típica de actinomiceto nocardioforme. Estos aislados se caracterizaron, en primer lugar, mediante observación morfológica, tinción Gram y detección de ácidos micólicos para comprobar que pertenecían al suborden Corynebacterineae. Posteriormente se realizó la detección del isómero del ácido diaminopimélico así como el azúcar predominante en la pared celular. Todos los aislados, excepto cinco, contienen ácidos micólicos, meso-diaminopimélico y arabinosa y galactosa como azucares predominantes, por lo tanto pertenecen al suborden Corynebacterineae. Para identificar los aislados a nivel de especie se realizó el análisis de las secuencias del 16S rDNA. Se amplificó el gen 16S con iniciadores universales, se secuenció y se elaboraron árboles filogenéticos con su correspondiente matriz de similaridad nucleotídica. Los resultados demuestran que el 66% de los aislados identificados pertenecen al género Gordonia, de los cuales solo el 22% pertenece a la especie G. amarae. El 11% de los aislados pertenece al género Mycobacterium, el 10% al género Tsukamurella, el 6% al género Rhodococcus y el 6,5% restante repartido entre los géneros Corynebacterium, Dietzia, Microbacterium, Pseudonocardia y Williamsia. Para completar la identificación de los aislados mediante taxonomía polifásica se realizaron una serie de tests fenotípicos para corroborar la identificación filogenética. En algunas especies la identificación no es concluyente por lo que se puede pensar que se trata de especies nuevas. Una vez identificados los aislados, se realizaron estudios de biodegradación de dos compuestos tóxicos derivados del petróleo, como son el fenol y el naftaleno. Para ello se cultivaron las cepas en tres medios de cultivo minerales utilizando como única fuente de carbono el fenol y el naftaleno por ser estas sustancias las que mayores problemas ocasionaban en las depuradoras industriales. Finalmente, se realizó la puesta a punto de la técnica de PCR para la detección del gen catecol 1,2-dioxigenasa y así determinar el potencial genético de biodegradación de los microorganismos identificados. El resultado indica que un 50% de cepas degradan, al menos, un compuesto tóxico. El gen de la catecol 1,2-dioxigenasa se detectó en el 20% de los aislados. La taxonomía polifásica se mostró como el método más fiable para la identificación a nivel de especie de los microorganismos aislados en EDAR. Asimismo, se observó que existe una gran diversidad de especies que no han sido frecuentemente encontradas en otras plantas depuradoras y que un elevado porcentaje tenía la capacidad de degradar compuestos tóxicos con lo que, además de permitir mejorar el proceso biológico en función de las bacterias filamentosas encontradas y así mejorar la calidad del efluente, existe la capacidad de utilización de esas bacterias degradadoras en otros ambientes contaminados y, por tanto, la mejora del medio ambiente en general.