Embed Size (px)
Citation preview
1
INDICE PAG.
1 ANTECENDENTES 3
1.1 Origen y composición del petróleo 3
1.2 Metodologías para la remediación de suelos contaminados 4
1.2.1 Tratamientos in situ 4
1.2.2 Tratamientos ex situ 4
1.3 Diversidad microbiana en ambientes contaminados 5
1.4 Principales Bacterias Degradadoras de Petróleo 6
2 INTRODUCCION 7
2.1 Origen 7
2.2 Aplicaciones de la biorremediación 9
2.3 Investigación y Desarrollo en biorremediación 12
3 LA BIORREMEDIACIÓN 13
4 LA BIODEGRADACIÓN MICROBIANA DE HIDROCARBUROS 15
5 TIPOS DE BIORREMEDIACIÓN 16
5.1 Según el organismo empleado 16
5.1.1 Degradación enzimática 16
5.1.2 Remediación microbiana 16
5.1.3 Fitorremediación 16
5.2 Según la técnica utilizada 17
5.2.1 Bioaumentación 17
5.2.2 Bioestimulación 17
5.2.3 Inoculación: 18
5.2.4 Land farming (cultivo de la tierra) 18
5.2.5 Biopila 18
5.2.6 Biofiltro 19
5.3 Según el lugar de realización 19
6 FACTORES QUE CONDICIONAN LA BIODEGRADACIÓN DE
HIDROCARBUROS
20
7 FASES EN LA APLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE LA 22
2
BIORREMEDIACIÓN
8 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA BIORREMEDIACIÓN 23
9 ¿QUE DICE EL RASH? 24
10 TÉCNICA MÁS USADA PARA LA BIORREMEDIACION EN LA
INDUSTRIA PETROLERA
24
10.1 Efectiva y económica 25
10.2 Factores 26
10.3 Proceso 27
10.4 Importancia del pool microbiano 30
11 CONCLUSIÓN 33
12 BIBLIOGRAFIA 34
3
BIORREMEDIACION
1 ANTECENDENTES
1.1 Origen y composición del petróleo
El petróleo es el resultado de la degradación anaeróbica de materia orgánica, durante largos
períodos de tiempo y bajo condiciones de alta temperatura y presión, que la convierte en
gas natural, crudo y derivados del petróleo.
El petróleo crudo es una mezcla extremadamente compleja y variable de compuestos
orgánicos, donde la mayoría de los ellos son hidrocarburos, que varían en peso molecular
desde el gas metano hasta los altos pesos moleculares de alquitranes y bitúmenes. Estos
hidrocarburos pueden presentarse en un amplio rango de estructuras moleculares: cadenas
lineales y ramificadas, anillos sencillos, condensados o aromáticos. Los dos grupos
principales de hidrocarburos aromáticos son los mono- cíclicos, el benceno, tolueno y
xileno (BTEX) y los hidrocarburos poli cíclicos (PAHs) tales como el naftaleno, antraceno
y fenantreno.
4
Figura 1. Atentado contra el oleoducto Caño-Limón Coveñas
1.2 Metodologías para la remediación de suelos contaminados
Los métodos existentes para tratar los suelos contaminados pueden ser de naturaleza
fisicoquímica, térmica o biológica y tanto unos como otros pueden aplicarse en el lugar de
la contaminación o como tratamiento ex situ. Al proceso de descontaminación del suelo
también se le llama remediación (Volke, 2002). Los métodos fisicoquímicos utilizan las
propiedades físicas y/o químicas de los contaminantes o del medio contaminado para
degradar, separar o contener los contaminantes. Los métodos térmicos emplean el calor
para descomponer o fundir los contaminantes en un suelo. En cambio, los métodos
biológicos, también llamados de biorremediación, utilizan organismos vivos para la
remoción o degradación de los compuestos tóxicos (Volke, 2002). A continuación, se
incluye una clasificación de las diferentes técnicas empleadas, agrupadas según su
naturaleza y la forma de aplicación (Ortiz et al., 2006).
1.2.1 Tratamientos in situ
Fisicoquímicos: a) Extracción con vapor, b) Lavado, c) Solidificación y estabilización, d)
Separación electrocinética.
Biológicos: a) Biorremediación, b) Fitorremediación
Los tratamientos in situ tienen la ventaja de permitir tratar el suelo sin necesidad de excavar
ni transportar, además de una potencial disminución en costos. Sin embargo presenta
algunas desventajas como mayores tiempos de tratamiento, pueden ser inseguros en cuanto
a uniformidad (heterogeneidad en las características del suelo) y existe dificultad para
verificar la eficacia del proceso (Volke, 2002).
1.2.2 Tratamientos ex situ
Térmicos: a) Desorción térmica, b) Incineración
Fisicoquímicos: a) Extracción con disolventes, b) Lavado, c) Oxido-reducción, d)
Deshalogenación química, e) Solidificación y estabilización
5
Biológicos: a) Biolabranza (landfarming), b) Biopilas, c) Biodegradación en reactor
Los tratamientos ex situ presentan las siguientes ventajas como: menor tiempo de
tratamiento, son más seguros en cuanto a uniformidad (es posible homogenizar y muestrear
periódicamente). La desventaja es que existe la necesidad de excavar el suelo, aumento en
costos e ingeniería para equipos, debe ser considerada la manipulación del material y la
posible exposición al contaminante (Volke, 2002).
1.3 Diversidad microbiana en ambientes contaminados
Los suelos contaminados contienen gran cantidad de microorganismos que pueden incluir
un número de bacterias y hongos capaces de utilizar hidrocarburos, que representan un uno
por ciento (1%) de la población total de aproximadamente 104 a 106 células por gramo de
suelo. También, se han encontrado cianobacterias y algas capaces de degradar
hidrocarburos. Los suelos contaminados con hidrocarburos contienen más microorganismos
que los suelos no contaminados, pero su diversidad microbiana es más reducida.
6
Figura 2 Microorganismo degradador de petróleo, fotografía del Centro de Investigaciones
Microbiológicas, CIMIC
1.4 Principales Bacterias Degradadoras de Petróleo
Existe una gran variedad de microorganismos identificados en la degradación de
compuestos derivados del petróleo, siendo hasta el presente los géneros más utilizados:
Pseudomonas, Achromobacter, Arthrobacter, Brevibacterium, Corynebacterium,
Micrococcus, Nocardia, Bacillus, Vibrio, Acinetobacter, Flavobacterium y Rhodotorula.
Las Pseudomonas son las bacterias más eficientes en la degradación de compuestos tóxicos.
La capacidad de estas bacterias para degradar estos compuestos depende del tiempo de
contacto con el compuesto, las condiciones ambientales en las que se desarrollen y su
versatilidad fisiológica.
Además, aunque no han sido caracterizados en su totalidad, muchos de estos
microorganismos poseen actividades de peroxidasas y oxigenasas, que permiten la
oxidación más o menos específica de algunas fracciones del petróleo. Esta oxidación
cambia las propiedades de los compuestos, haciéndolos susceptibles de ataques secundarios
y facilitando su conversión a bióxido de carbono y agua. En algunas ocasiones no es
necesario llegar a la mineralización, sino que basta una oxidación para disminuir
notablemente su toxicidad o aumentar su solubilidad en agua, incrementando su
biodisponibilidad.
7
2 INTRODUCCION
2.1 Origen
El término biorremediación fue acuñado a principios de la década de los '80. Los científicos
observaron que era posible aplicar estrategias de remediación que fuesen biológicas,
basadas en la capacidad de los microorganismos de realizar procesos degradativos.
Las primeras observaciones de biorremediación fueron con el petróleo, después de algunos
organoclorados y organofosforados; “se advirtió que los microorganismos no sólo eran
patógenos, sino que además eran capaces de absorber compuestos orgánicos, algunos
naturales, otros sintéticos, y degradarlos, lo que constituye el objetivo de la
biorremediación”.
Diversidad microbiana presente en una Muestra contaminada Con crudo, fotografía del
Centro de Investigaciones Microbiológicas, CIMIC
8
Uno de los muchos reporteros enviados a Alaska meditaba sobre el daño provocado por
el vertido del Exxon Valdez. Pensaba que el petróleo, sustancia natural, no provocaría
un daño ambiental irreparable y tal como se ha ido observando durante décadas, el
crudo después de un largo tiempo es diluido y asimilado por el medio ambiente.
De esta intrínseca capacidad de la naturaleza para superar algunos desequilibrios en el
ecosistema, surge la biorremediación, como una tecnología que usa un elemento
biológico, en la mayoría de los casos microorganismos, para eliminar contaminantes de
un lugar, sea este suelo, sedimento, fango o mar. Esta tecnología se ha transformado en
la colaboradora directa de la naturaleza, que no siempre es capaz de superar por sí sola
grandes desequilibrios. La biorremediación le da una ayuda al medio ambiente en la
mejora de los ecosistemas dañados, acelerando dichos procesos naturales. Lo que hacen
los microorganismos es degradar los desechos en productos menos tóxicos, además de
concentrar e inmovilizar sustancias tóxicas, metales pesados; minimizar desechos
industriales y rehabilitar áreas afectadas con diversos contaminantes.
La biorremediación surge como una rama de la biotecnología que busca resolver los
problemas de Contaminación mediante el diseño de microorganismos capaces de
degradar compuestos que provocan desequilibrios en el medio ambiente.
Es similar a la biotecnología, en general sus técnicas son específicas para casos
particulares, porque dependen directamente de las condiciones del ecosistema a
recuperar. A veces, biorremediar un ambiente contaminado puede requerir la
elaboración de un microorganismo genéticamente modificado que sea eficiente sólo
para ese caso. Un evento más sencillo de biorremediación puede ser el del petróleo. Los
derrames de crudo provocan un desequilibrio al aumentar la cantidad de carbono, lo que
descompensa los niveles de nitrógeno y fosfato, en esas condiciones metabólicamente
no se puede consumir el carbono. La biorremediación de petróleo consiste en verter los
mismos nutrientes que están descompensados, fosfato, nitrógeno y dejar que los
microorganismos que ya están presentes “hagan su trabajo”.
9
2.2 Aplicaciones de la biorremediación
En términos generales, las empresas que presentan un mayor interés en las técnicas de
biorremediación son aquellas que pertenecen a la industria petrolera y petroquímica,
asociadas a la limpieza de residuos generados en la manipulación de hidrocarburos.
Todos los años cerca de 1.300.000 toneladas de hidrocarburos entran al ambiente, la
mayor parte a través de filtraciones naturales de petróleo. El hecho que las zonas
costeras no estén continuamente cubiertas con alquitrán es debido a la actividad de
microorganismos que pueden degradar el petróleo que se libera. La liberación de
hidrocarburos a partir de filtraciones de petróleo es lenta, permitiendo que las
comunidades locales de microorganismos actúen a medida que los productos
contaminantes entran en su ambiente. Por ello, las bacterias constituyen un mecanismo
natural para la limpieza de los hidrocarburos. Sin embargo, durante las filtraciones de
petróleo ocasionadas por el hombre, la cantidad de hidrocarburos volcada al ambiente
supera la capacidad de la comunidad natural microbiana, permitiendo que los aceites se
dispersen y conduzcan a problemas ecológicos graves (Nature Reviews Microbiology,
2010).
Cuando los hidrocarburos llegan a las costas dos enfoques suelen emplearse: la
introducción de bacterias que degraden el contaminante (técnica conocida como
bioaumentación) y la bioestimulación con ciertos nutrientes para incrementar el
crecimiento de la flora microbiana natural. La inclusión de nutrientes para estimular el
crecimiento bacteriano e incrementar la tasa de remoción de hidrocarburos fue probada
en Alaska, luego del derrame del Exxon Valdez el 23 de marzo de 1989.
De tal forma, en el caso particular de los derrames de petróleo el empleo de la
biorremediación reviste importancia. Cuando un derrame de petróleo no fue limpiado de
inmediato, la flora microbiana del suelo se somete a una selección natural, en la que los
microorganismos sobrevivientes son aquellos que desarrollaron capacidad degradadora,
utilizándose la flora del sitio contaminado, en lugar de agregar microorganismos de
fuera. En cambio, para limpiar derrames recientes, a veces es necesario recurrir a
preparados microbianos frescos que aumenten la eficiencia (Saval, 1999).
10
Tanto in situ como ex situ se explotan comercialmente métodos para la limpieza del
suelo y el agua subterránea asociada. Así por ejemplo, la biorremediación in situ del
suelo bajo las estaciones de servicio se ha convertido ya una práctica común.
La creciente contaminación industrial y agrícola ha llevado a una mayor necesidad de
procesos que eliminen contaminantes específicos tales como compuestos de nitrógeno y
fósforo, metales pesados y compuestos clorados.
Los nuevos métodos comprenden procesos aeróbicos, anaeróbicos y físico-químicos en
filtros de lecho fijo y birreactores, en los cuales se retienen en suspensión materiales y
microbios. Los costos del tratamiento de las aguas residuales pueden reducirse mediante
la conversión de los residuos en productos útiles (EFB, 1999).
Los residuos sólidos domésticos son un problema importante en nuestra sociedad de
consumo. Su eliminación es cara y hace necesaria una vigilancia constante de la
contaminación atmosférica y las aguas subterráneas. Sin embargo, la mayor parte son
compuestos orgánicos rápidamente biodegradables. A este respecto, como de bio
residuos separados, pueden convertirse en un valioso recurso mediante la generación de
compost o la digestión anaeróbica. En los últimos años, ambos procesos han tenido
notables desarrollos en términos de diseño del proceso y su control (EFB, 1999).
La decisión de avanzar en la limpieza de los ambientes contaminados depende de la
voluntad política y los costos asociados. La importancia de la legislación ambiental para
los países industrializados fue puesta de manifiesto por la Organización para la
Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE) que ha aconsejado a sus países
miembros a implementar estándares ambientales y desarrollar legislación en la materia,
como un puntapié inicial para la promoción de la tecnología para la resolución de
problemas ambientales con el objetivo de crear una demanda para nuevos productos y
servicios, en definitiva contribuir al desarrollo del mercado. Esta estrategia parece haber
funcionado en países como Dinamarca, Alemania y Países Bajos. En estos países donde
existe una vasta experiencia en legislación ambiental se ha desarrollado en gran
magnitud la tecnología focalizada al ambiente. Como las compañías que brindan dichos
productos y servicios son competitivas a nivel internacional, el incremento de la
demanda por servicios y bienes ambientales ha derivado en una industria orientada a la
exportación.
11
En los países en desarrollo las metas ambientales son muchas veces consideradas como
secundarias en relación con otros objetivos tales como el desarrollo económico. De
todos modos, los países en desarrollo suelen encontrarse ante la necesidad de la
aplicación de leyes ambientales más severas ya que en muchos casos las leyes
ambientales laxas son un factor negativo para la instalación de subsidiarias de empresas
transnacionales. Para cumplir con los estándares de los países industrializados, los
países en vías de desarrollo con frecuencia dependen de tecnologías desarrolladas y
controladas por los países desarrollados.
En lo que respecta a los EE.UU. la Agencia de Protección Ambiental1 es la dependencia
más importante en la aplicación de la mayor parte de la legislación en materia de
protección ambiental, incluidas las leyes que controlan la contaminación atmosférica y
del agua, el manejo de residuos sólidos y peligrosos, el saneamiento de sitios
contaminados y la regulación de plaguicidas y sustancias tóxicas. La EPA elabora una
“Lista Nacional de Prioridades”2 en la que se incluyen las medidas de limpieza a ser
financiadas a través del Superfund3. La mayor parte de los sitios incluidos en fueron
incorporados sobre la base de la evaluación del Sistema de Clasificación de Riesgos que
consiste en una lista amplia de metodologías para evaluar y comparar el grado relativo
de riesgo que algunas instalaciones y sitios específicos suponen para la salud humana y
el ambiente.
Entre las ventajas de la biorremediación, con relación a otras técnicas, puede
mencionarse que suele tener costos más bajos, provoca una menor intrusión en el sitio
contaminado y en consecuencia un daño ecológico menos significativo en el proceso de
destrucción de los productos contaminantes. Según la Agencia de Protección del
Ambiente de los EEUU (2004) más de 102.000 sitios en ese país fueron identificados
como afectados por distintos agentes contaminantes, de los cuales 37.000 tendrían la
necesidad de ser remediados. El costo estimado de llevar a cabo dicha operación es de
1.100 billones de dólares. En la Unión Europea (UE) aproximadamente 495.000 sitios
se clasificaron como contaminados, con costos de remediación de entre 280 y 1.000
billones de dólares. Los costos por metro cúbico para la biorremediación de suelos
varían entre 52 y 131 dólares, muy por debajo de los 327 a 1.046 dólares en el caso de
la incineración o 196 a 327 dólares por relleno del suelo. Aunque los beneficios
económicos son evidentes, la inversión en investigación para la biorremediación es
menor en comparación con las otras técnicas.
12
2.3 Investigación y Desarrollo en biorremediación
Esta tecnología surgió del conocimiento empírico de los operadores de las refinerías del
petróleo pues la biorremediación fue usada durante muchos años por la industria
petrolera de los EE.UU.
Posteriormente fue entendida de una manera científica cuando investigadores y técnicos
de las industrias llegaron a determinar que algunos microorganismos, sobre todo
algunas bacterias, podían utilizar los hidrocarburos del petróleo como alimento y fuente
de energía. Es así como algunos estudios demostraron que estos microorganismos eran
los principales responsables de la descomposición de aceites en el suelo de los campos
de exploración, y por consiguiente, se buscó determinar las condiciones óptimas para
reproducir estas condiciones en el campo, y así acelerar el proceso. La mayoría de estos
descubrimientos sobre el metabolismo de la biodegradación de hidrocarburos fueron
realizados en laboratorios académicos. Luego, gracias al esfuerzo de profesionales
trabajando en la industria petrolera misma, así como en empresas dedicadas a la
restauración ambiental, se implementaron estos descubrimientos en el campo.
La biorremediación se mostró efectiva en algunos de los derrames de petróleo ocurridos
como en Exxon Valdez en 1989 y en el Golfo Pérsico durante la guerra en 1991.
También se está estudiando el desarrollo de mejores estrategias de biorremediación in
situ. Los problemas a considerar son la diversidad de condiciones agroecológicas que
afectan el desarrollo y las dificultades para el control de los microorganismos (densidad
del suelo, condiciones climáticas, etc.).
Muchas de las investigaciones se están focalizando en examinar sistemas catalíticos de
Microorganismos no estudiados con anterioridad; estudiar los senderos de respuesta de
los microorganismos a condiciones anaeróbicas en la degradación de contaminantes;
desarrolla métodos para el control y monitoreo de poblaciones microbianas en reactores
y a campo; desarrollar, testear y evaluar innovaciones biotecnológicas como biosensores
para monitorear la biorremediación in situ, y explorar la inoculación para la
biorremediación en sistemas contenidos y no contenidos.
13
Se podría concluir que las necesidades de investigación se basan en conocer cómo la
Bioremediación actúa in situ y sus efectos a largo plazo, así como si la misma es
conveniente en términos de costos y efectiva en cuanto a sus resultados para cada caso
en particular.
La biotecnología moderna puede ayudar a resolver problemas ambientales a través de la
biorremediación, mediante el empleo de organismos genéticamente modificados
(especialmente plantas y bacterias), pero ello requiere de la consideración de normas
que regulen su introducción en el ambiente. Cabe añadir que el mercado para
biorremediación, empleando organismos genéticamente modificados, se ha erosionado a
causa de la controversia acerca de esta tecnología. Con los microorganismos
modificados genéticamente se han realizado un número significativo de experimentos
piloto de liberaciones en condiciones confinadas y controladas para la realización de
pruebas de biorremediación. Al respecto, se han desarrollado tecnologías de contención
genética y biológica (coloquialmente conocidas como “bacterias suicidas”) para impedir
la transferencia de material genético (Sebito, 2004).
3 LA BIORREMEDIACIÓN
La biorremediación, se utiliza para describir una variedad de sistemas que utilizan
organismos vivos (plantas, hongos, bacterias, lombrices de tierra epígeas a nivel
experimental) para degradar, transformar o remover compuestos orgánicos tóxicos a
productos metabólicos inocuos o menos tóxicos (Volke, 2002). Esta estrategia biológica
depende de las actividades catabólicas de los organismos, y por consiguiente de su
capacidad para utilizar los contaminantes como fuente de alimento y energía (Van
Deuren et al., 1997).
El proceso de biorremediación incluye reacciones de óxido-reducción, procesos
desorción e intercambio iónico, e incluso reacciones de acomplejamiento y quelación
que resultan en la inmovilización (Eweis et al. 1998).
La biorremediación puede emplear organismos propios del sitio contaminado
(autóctonos) o de otros sitios (exógenos), puede realizarse in situ o ex situ, en
condiciones aerobias (en presencia de oxígeno) o anaerobias (sin oxígeno) (Eweis et al.,
1998).
14
Los procesos de biorremediación se han usado con éxito para tratar suelos, lodos y
sedimentos contaminados con hidrocarburos. Tanto la biorremediación como los
tratamientos físico-químicos y térmicos han demostrado eficiencia en la
descontaminación de suelos, sin embargo los altos costos de estos últimos los hacen
menos viables, aunque tienen la ventaja de realizarse en periodos cortos, a diferencia de
la biorremediación que requiere tiempos más largos. Sin embargo la biorremediación
presenta muchas más ventajas ya que son tecnologías benéficas y compatibles con el
ambiente, los contaminanantes generalmente son destruidos, se requiere un mínimo o
ningún tratamiento posterior y son relativamente más económicos. Por lo que esta
biotecnología ha demostrado ser una opción viable y rentable para la remediación de
suelos contaminados con compuestos a base del petróleo (Mohsen et al., 2009).
Figura 2. Imagen de la lombriz endógea Pontoscolex corethrurus.
Esta técnica es utilizada para disminuir la contaminación por los hidrocarburos de
petróleo y sus derivados, metales pesados e insecticidas; además se usa para el
tratamiento de aguas domésticas e industriales, aguas procesadas y de consumo
humano, aire y gases de desecho. Afortunadamente la biotecnología ha permitido el
desarrollo de diversas estrategias que pueden ser utilizadas con el fin de restaurar el
suelo y la calidad ambiental, de acuerdo con las necesidades y dimensiones del
problema a solucionar.
15
4 LA BIODEGRADACIÓN MICROBIANA DE HIDROCARBUROS
Cuando hablamos de biodegradación microbiana de hidrocarburos nos referimos al
hecho de que los microorganismos pueden crecer a expensas de la utilización de estos
compuestos químicos. Aunque pueda sorprendernos que un organismo sea capaz de
alimentarse a expensas de compuestos tan extraños para el ser humano como el
benceno, naftaleno o el pireno, las investigaciones llevadas a cabo por geoquímicos y
microbiólogos nos ofrecen una explicación. Observando los sucesos que han ocurrido a
lo largo de los tiempos geológicos desde la formación de la Tierra hasta nuestros días,
vemos que los microorganismos están en la tierra desde hace más de tres mil millones y
medio de años, mientras que los organismos superiores desde hace menos de mil
millones de años y el hombre desde hace sólo 6 millones de años, un instante a escala de
tiempos geológicos. En la actualidad ya no se discute que el petróleo y, por lo tanto, sus
componentes mayoritarios, los hidrocarburos, tienen su origen en los compuestos que
forman parte de los organismos, los denominados biogénicos. Una sucesión de
reacciones químicas, ocurridas a altas temperaturas y durante millones de años, que los
geoquímicos engloban con el término de procesos diagenéticos y catagenéticos, ha
conducido a la conversión paulatina de estas estructuras biogénicas en hidrocarburos.
En lugares donde se han encontrado hidrocarburos, se ha podido demostrar la existencia
en etapas geológicas anteriores de organismos que poseían en sus células compuestos
biogénicos como el pigmento eritroafina o el alcaloide veratramina. Este fenómeno
supone que los microorganismos, capaces de crecer en sus orígenes solamente a
expensas de compuestos biogénicos, como los azúcares o las proteínas, han ido
conviviendo a lo largo de millones de años con una serie de compuestos orgánicos que
finalmente han dado lugar a los componentes de los crudos de petróleo actuales. A lo
largo de millones de años, han sido seleccionados enzimas que han aparecido por
mutación o intercambio genético en determinados microorganismos capaces de
metabolizar los hidrocarburos. Ahora sí podemos entender que los microorganismos
hayan desarrollado las capacidades necesarias para metabolizar los hidrocarburos y por
el contrario presenten mayores dificultades en degradar pesticidas o explosivos,
productos sintetizados por el hombre, y que a escala de los tiempos geológicos sólo
haría un instante que están en la tierra. Para algunos de estos compuestos, denominados
16
xenobióticos, los microorganismos, pese a su rápida adaptación a nuevas situaciones,
podrían no haber sintetizado todavía los enzimas necesarios.
5 TIPOS DE BIORREMEDIACIÓN
5.1 Según el organismo empleado
5.1.1 Degradación enzimática
Este tipo de degradación consiste en el empleo de enzimas en el sitio contaminado con
el fin de degradar las sustancias nocivas. Estas enzimas se obtienen en cantidades
industriales a partir de bacterias que las producen naturalmente, o por bacterias
modificadas genéticamente que son comercializadas por las empresas biotecnológicas.
La descontaminación se logra gracias a la capacidad natural de los organismos antes
mencionados de transformar moléculas orgánicas en sustancias más pequeñas, que
resultan menos tóxicas.
5.1.2 Remediación microbiana
Se refiere al uso de microorganismos directamente en el foco de la contaminación. Estos
Microorganismos pueden existir en ese sitio o provenir de otros ecosistemas, en cuyo
caso deben ser inoculados en el sitio contaminado. Cuando no es necesaria la
inoculación de microorganismos, suelen administrarse nutrientes, como nitrógeno, con
el fin de acelerar el proceso de degradación.
Hay bacterias y hongos que pueden degradar con relativa facilidad petróleo y sus
derivados, benceno, tolueno, acetona, pesticidas, herbicidas, éteres, alcoholes simples,
entre otros. También pueden degradar, aunque parcialmente, otros compuestos químicos
como el arsénico, el selenio, o el cromo. Los metales pesados como uranio, cadmio y
mercurio no son biodegradables, pero las bacterias pueden concentrarlos de tal manera
de aislarlos para que sean eliminados más fácilmente. Estas características también
pueden lograrse por ingeniería genética.
5.1.3 Fitorremediación
La fitorremediación es el uso de plantas para limpiar ambientes contaminados y
constituye una estrategia muy interesante, debido a la capacidad que tienen algunas
17
especies vegetales de absorber, acumular y/o tolerar altas concentraciones de
contaminantes como metales pesados, compuestos orgánicos y radioactivos, etc. Las
ventajas que ofrece la fitorremediación frente a los procesos descritos anteriormente son
el bajo costo y la rapidez con que pueden llevarse a cabo ciertos procesos degradativos.
Según la planta y el agente contaminante, la fitorremediación puede producirse por
acumulación del contaminante en las partes aéreas de la planta; absorción, precipitación
y concentración del contaminante en raíces; reducción de la movilidad del contaminante
para impedir la contaminación de aguas subterráneas o del aire; desarrollo de bacterias y
hongos que crecen en las raíces y degradan contaminantes (este es el caso de mayor
utilización para la limpieza de contaminación mediante hidrocarburos); captación y
modificación del contaminante para luego liberarlo la atmósfera con la transpiración y
captación y degradación del contaminante para originar compuestos menos tóxicos.
5.2 Según la técnica utilizada
5.2.1 Bioaumentación
La bioaumentación es la práctica de incrementar la población de bacterias nativas de un
ecosistema con la adición de bacterias adaptadas selectivamente, las cuales han sido
desarrolladas para aumentar los rangos de reducción orgánica o proporcionar la
habilidad de degradar compuestos previamente considerados como difíciles o no
biodegradables.
Dicha técnica no sustituye la población de bacterias existentes, pero aumenta su
habilidad de responder a ciertas situaciones o degradar compuestos de la corriente de
desechos, dando como resultado una mejora del tratamiento.
La bioaumentación posibilita controlar la naturaleza de la biomasa, y garantiza que el
tipo de microorganismos más idóneo esté presente en el suelo en cantidad suficiente
para degradar en forma efectiva y eficiente los residuos contaminantes y reducirlos a sus
componentes básicos (dióxido de carbono y agua).
5.2.2 Bioestimulación
Esta técnica pretende modificar las condiciones del suelo (nutrientes, aireación, pH,
humedad, entre otros) para que la actividad degradativa de interés pueda desarrollarse
18
en condiciones óptimas. De tal forma puede lograrse, por ejemplo, que el crecimiento
endógeno de los degradadores de petróleo sea estimulado por la adición de nutrientes u
otros sustratos.
5.2.3 Inoculación
Este método es una forma de tratamiento in situ (en el lugar) y se refiere a tratar el suelo
contaminado sin removerlo (excavarlo). En este caso los minerales, nutrientes y a
menudo los organismos son agregados dentro del piso a través de pozos, galerías de
infiltración u otras formas, que facilitan que el proceso de degradación se realice en el
sitio donde está la contaminación.
5.2.4 Land farming (cultivo de la tierra)
La técnica consiste básicamente en la adición de fertilizantes con nitrógeno y fósforo
(en cantidades proporcionales al carbono presente en el vertido), la aireación periódica
del suelo, y el mantenimiento de niveles de pH y humedad óptimos para la actividad
microbiana. La mezcla periódica y la adición de más nutrientes (y/o organismos)
permite asegurar homogeneidad mientras se airea la tierra. Esta práctica se conoce a
menudo como cultivo de la tierra, pues los microorganismos son susceptibles de ser
“cultivados”, para facilitar la degradación de material contaminado.
El tratamiento también se puede realizar ex situ (fuera del lugar) y se refiere a la
excavación del lugar y el tratamiento de la tierra en un área apartada donde se agregan
nutrientes minerales y microorganismos externos (si es el caso), seguido de una buena
mezcla para asegurar la distribución a través de toda la tierra
5.2.5 Biopila
La técnica de biopila se basa en colocar la tierra dentro de celdas de tratamiento, usando
una red de tubos perforados que permiten que el aire fresco se mueva a través del
material, mediante el empleo de un compresor. Esta técnica requiere menos equipo y en
la mayoría de casos un área menor de tratamiento. Recientemente dentro de esta técnica
se ha incorporado el compostaje, que consiste en mezclar los sedimentos contaminados
con enmiendas orgánicas fácilmente degradables, y mantener la mezcla en montones o
pilas bajo condiciones controladas de humedad y aireación. Durante la degradación
aeróbica de esos materiales orgánicos, que va acompañada de la producción de calor
19
(alcanzándose temperaturas de 45ºC), se desarrollan comunidades microbianas capaces
de degradar diversas sustancias tóxicas presentes en el suelo. Esta técnica ya se ha
utilizado para la biorremediación de explosivos, clorofenoles, hidrocarburos y pesticidas
(Sebito, 2004).
5.2.6 Biofiltro
Los biofiltros suelen consistir en recipientes (birreactores) en los que los
microorganismos se mantienen confinados, en medio líquido o sobre soportes sólidos.
Los microorganismos se
Seleccionan por su capacidad para degradar o retener de forma específica los
compuestos que se pretende eliminar. El medio contaminado, acuoso o gaseoso, se hace
pasar por el biofiltro, obteniéndose un efluente con menor contenido en el compuesto
contaminante. Este efluente puede someterse a nuevas rondas de filtrado hasta la
eliminación del contaminante. También es posible diseñar biofiltros para la
inmovilización de contaminantes que no se pueden degradar, como los metales (cadmio,
mercurio, o uranio). Como en los biofiltros los microorganismos se mantienen
confinados y no se liberan al ambiente, puede constituir una estrategia para el empleo de
organismos que han sido genéticamente modificados para mejorar sus propiedades
degradativas.
5.3 Según el lugar de realización
La biorremediación se puede realizar in situ o ex situ.
En el tratamiento in situ (también conocido como biorremediación intrínseca) se puede
estimular la actividad degradativa de los organismos que están presentes en el lugar
contaminado a través del suministro de nutrientes (bioestimulación), o también es
posible añadir organismos con propiedades específicas para degradar el contaminante
(bioaumentación). Este tipo de tratamiento se realiza cuando los contaminantes han
llegado, por ejemplo, a las napas freáticas.
En el tratamiento ex situ, el contaminante es transportado a una planta de procesamiento
donde se trata en reactores con microorganismos degradadores especializados. Cuando
el contaminante no se puede biodegradar, como sucede con los metales pesados, la
20
estrategia utilizada es la bioacumulación, es decir, la acumulación del contaminante en
el interior del organismo que posteriormente es retirado.
6 FACTORES QUE CONDICIONAN LA BIODEGRADACIÓN DE
HIDROCARBUROS
Existen tres grupos de factores que condicionan la biodegradación microbiana de
hidrocarburos, los relacionados con las características del producto petrolífero, los
relacionados con el medio y los relacionados con los microorganismos presentes en el
emplazamiento (Alexander, 2004). Si bien los microorganismos pueden degradar una
parte importante de un crudo de petróleo, tienen preferencias por algunos hidrocarburos.
Recordemos que los crudos de petróleo están formados por cuatro familias de
compuestos o fracciones: los hidrocarburos alifáticos, los hidrocarburos aromáticos, las
resinas y los asfaltenos. Los microorganismos degradan con facilidad los hidrocarburos
lineales de la fracción alifática, especialmente los que contienen menos de 28 carbonos,
aunque se han llegado a describir biodegradaciones de hidrocarburos de hasta 44
carbonos. Los isoprenoides, y los hidrocarburos cíclicos o nafténicos son degradados
más lentamente que los lineales. Respecto a los hidrocarburos aromáticos, a medida que
aumenta el número de anillos y los substituyentes alquilo, por tanto, su peso molecular,
aumenta su resistencia a la biodegradación (Prince, 2005). Otro aspecto importante
relacionado con las características de los productos petrolíferos son su hidrofobicidad y
su facilidad para adsorberse en partículas del suelo como las arcillas o absorberse o en
la materia orgánica. Estos fenómenos, así como la difusión en microporos dan lugar a
una disminución de su biodisponibilidad hacia los microorganismos que deben
degradarlos.
El medio donde se encuentra el contaminante debe proporcionar las mejores
condiciones a los microorganismos para que su actividad metabólica sea la adecuada
para degradar los hidrocarburos. En el caso de los hidrocarburos, aunque existen
microorganismos que pueden degradarlos anaeróbicamente, sabemos que el
metabolismo más eficaz es el aeróbico por lo que la presencia de oxígeno será un
requisito imprescindible.
21
En el caso de la zona no saturada del suelo, una variable muy importante es la humedad
que deberá encontrar un valor óptimo entre aquel que requieren los microorganismos
para su metabolismo y el que permita una buena aireación. La transformación ideal de
los hidrocarburos por parte de los microorganismos es la mineralización, que supone
que el microorganismo utiliza el contaminante como substrato de crecimiento.
Pensemos que los hidrocarburos sólo contienen carbono (C) e hidrógeno (H), mientras
que una célula microbiana contiene Carbono (C), nitrógeno (N), fósforo (P), además de
otros micronutrientes, en unas proporciones determinadas. Para que el microorganismo
pueda crecer a expensas de los hidrocarburos deberá disponer en el medio de las
proporciones necesarias de N y de P además del C y H. Es por ello que en medios
pobres en N y P se necesitará suplementar con nutrientes o fertilizantes.
Por lo que respecta a los factores relacionados con los microorganismos, se define el
período de aclimatación como aquel tiempo que requieren las poblaciones microbianas
presentes en un emplazamiento para empezar a degradar los contaminantes. En este
sentido, se conocen distintos factores que pueden disminuir o aumentar este tiempo pero
en términos generales están relacionados con el historial de contaminación del
emplazamiento. Si la contaminación es remota los microorganismos están muy
adaptados a la presencia de los contaminantes y pueden dar una respuesta rápida a una
bioestimulación sin prácticamente un período de aclimatación. En el caso de
contaminaciones accidentales, este período podría alargarse. Sin embargo, cabe señalar
que en el caso de la contaminación por hidrocarburos, al tratarse de unos contaminantes
prácticamente omnipresentes, pensemos en su presencia en la atmósfera, se ha podido
constatar que se encuentran microorganismos degradadores de hidrocarburos en
prácticamente cualquier emplazamiento.
22
7 FASES EN LA APLICACIÓN DE LA TECNOLOGÍA DE LA
BIORREMEDIACIÓN
Cuando se nos plantea un caso de suelo contaminado se deben llevar a cabo una serie de
etapas. Cada una de ellas deberá llevarse a cabo por distintos profesionales
interrelacionados: geólogos, químicos, microbiólogos e ingenieros. A título de resumen
deben cumplirse las siguientes etapas. En primer lugar se debe realizar una
investigación exhaustiva del emplazamiento en relación con los contaminantes y en
relación con el tipo de suelo. En segundo lugar, se deben realizar unos ensayos de
tratabilidad a nivel de laboratorio, seguidos si es factible de un ensayo piloto para
finalmente implantar la tecnología escogida que irá acompañada de un buen control de
seguimiento. ¿Que son los ensayos de tratabilidad o factibilidad? Para llevar a cabo un
tratamiento de biorremediación eficaz, se deben cumplir unos requisitos y se deben
identificar con anterioridad los factores específicos que condicionan el proceso.
Mediante la realización de experimentos a nivel de laboratorio, denominados ensayos de
tratabilidad, podremos conocer, para cada emplazamiento, las características
microbiológicas, edafológicas y fisicoquímicas, así como la influencia de distintos
parámetros (O2, nutrientes, etc.) antes de implementar cualquier tecnología de
biorremediación. Nuestro grupo ha diseñado un protocolo (Sabatéet al., 2004) que
hemos aplicado con éxito a distintos emplazamientos.
En algunos casos puede existir reticencia en llevar a cabo estos análisis, tanto por parte
de los propietarios como de las empresas adjudicatarias. En la mayoría de los casos el
propietario exige una acción inmediata por cuestiones de tiempo y la adjudicataria de la
descontaminación puede pensar erróneamente, que ya ha adquirido suficiente
experiencia como para obviar la fase de laboratorio y llevar a cabo una acción
determinada teniendo en cuenta escenarios parecidos. Sin embargo, los ensayos de
tratabilidad representan una parte muy pequeña de los costes totales de recuperación de
cualquier emplazamiento y la información que pueden proporcionar es fundamental.
Puede abaratar el coste final y lo que es más importante, aumentar las posibilidades de
éxito. Por ello, es necesario no escatimar ni tiempo ni recursos en esta fase del proyecto.
En resumen, el objetivo de los ensayos de trazabilidad es evaluar el nivel y la actividad
de las poblaciones microbianas presentes, evaluar la biodegradabilidad de los
contaminantes presentes por parte de las poblaciones microbianas indígenas y,
23
finalmente, encontrar aquellas condiciones medioambientales que permitan optimizar la
actividad metabólica de las poblaciones microbianas responsables de la eliminación de
los contaminantes.
8 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA BIORREMEDIACIÓN
Ventajas
• El material contaminado se podrá convertir en un abono orgánico enriquecido, con
mayor cantidad de nutrientes, en especial nitrógeno.
• Mejorará la estructura y textura del suelo, haciendo más ligeros a los suelos arcillosos
y más compactos a los arenosos.
• Mejorará la permeabilidad del suelo: drenaje y aireación.
• Aumentará la retención de agua en el suelo.
• Aumentará el poder tampón del suelo, reduciendo las oscilaciones de pH.
• Aumentará la capacidad de intercambio catiónico (CIC) del suelo, con lo que
aumentará la fertilidad.
• Favorecerá la aireación y oxigenación del suelo, provocando con ello una más intensa
actividad radicular.
Desventajas
Puede ser difícil su control
Las enmiendas introducidas al ambiente para incrementar la biorremediacion
pueden causar otros problemas de contaminación
Puede no reducir la concentración de contaminantes al nivel deseado
Requiere más tiempo
Puede requerir monitoreos mas extensivos
Falta de control hidráulico
24
Efectividad difícil de predecir
9 ¿QUE DICE EL RASH?
ARTÍCULO 74.
g) Eliminar los desechos provenientes de la limpieza de los ductos, mediante el uso de
Tratamientos de bioremediación o disponiéndolos únicamente en ubicaciones aprobadas
para rellenos sanitarios.
ARTÍCULO 96.
b) Extraer el lodo del fondo del tanque y disponerlos en un lugar aprobado por la
Autoridad Ambiental Competente, para cuyo efecto, deberán utilizarse métodos de
bioremediación o disposición en un relleno sanitario.
10 TÉCNICA MÁS USADA PARA LA BIORREMEDIACION EN LA
INDUSTRIA PETROLERA
La técnica más usada para la biorremediación de los lodos contaminados con
hidrocarburos y de otros desechos de la industria petrolera es la denominada
landfarming.
25
Técnica. Consiste en el tratamiento de suelos contaminados con hidrocarburos, usando
las bacterias que existen de manera natural en ellos.
Landfarming, técnica popular en Bolivia
La técnica de landfarming, que ha sido comprobada como ambientalmente amigable y
económica, es la más difundida para el tratamiento de suelos contaminados con
hidrocarburos en el país, aplicada tanto por empresas petroleras como de servicios,
gerente de Seguridad, Salud, Ambiente y Relacionamiento Comunitario de YPFB
Chaco.
“Esta técnica de biorremediación consiste en el tratamiento de suelos contaminados con
hidrocarburos (lodos base aceite, fondos de tanques de almacenamiento), usando las
bacterias que existen de manera natural en los suelos para oxidar los desechos con
hidrocarburos”,
Precisamente YPFB Chaco viene trabajando con esta técnica desde 1998 y actualmente
cuenta con áreas de remediación de landfarming en los campos de Carrasco, Los Cusis,
Vuelta Grande y San Roque.
26
Asimismo, la técnica de landfarming es utilizada por las empresas que prestan servicios
ambientales, algunas de las cuales la utilizan en sinergia con otras biotecnologías como
Biopilas y Fitorremediación, según el gerente general de Tropiflor A.G., Martín
Covarrubias. Además de Tropiflor, las empresas Buhos y Quebracho también trabajan
con esta técnica.
10.1 Efectiva y económica
Se trata de una técnica recomendable para biodegradar hidrocarburos livianos, volátiles
y con bajas concentraciones en partes por millón (ppm).
La ventaja es que es una tecnología fácil de aplicar y relativamente barata para
implementar. “Desde el punto de vista de implementar instalaciones para aplicar esta
tecnología implica bajos costos, hasta 2/3 menos con relación a otro tipo de tecnología
como por ejemplo la desorción térmica o microencapsulado”, asegura. Sin embargo, su
desventaja es que no puede tratar grandes volúmenes de suelos contaminados y el
tiempo de tratamiento es tan largo que muchas veces no justifica su implementación.
“Se logra degradar cantidades moderadas (de 10.000 a 25.000 hidrocarburos totales de
petróleo – TPH, bajo a moderado), ya que no es una tecnología que tenga las
propiedades de biodegradar altas concentraciones, como tampoco logra biodegradar
algunos compuestos propios de hidrocarburos intemperizados o cadenas largas de
carbono”.
YPFB Chaco, como parte del proceso de remediación de pasivos ambientales en todas
sus áreas operativas, remedió 112.000 metros cúbicos (m3) de suelos con TPH con un
valor inicial de aproximadamente 35.000 ppm reduciendo hasta 1.000 ppm.
10.2 Factores
27
Las bacterias usan los hidrocarburos como fuente de alimento, liberando pequeñas
cantidades de agua y dióxido de carbono. Los factores que controlan el proceso de
bioremediación y que afectan directamente la actividad de las bacterias incluyen:
Temperatura: Entre 20-40 °C.
Humedad: Entre 50-60%
Nutrientes: Nitrógeno (N), Fósforo (P) y Potasio (K).
Control de Ph (acidez): Es importante realizar un control de pH, el mismo debe
estar entre 6 y 8.
Aireación: Para lograr la descomposición aeróbica del material con
hidrocarburo, es importante el suministro constante de oxígeno, para lo cual se
utiliza maquinaria de volteo (tractor agrícola).
Cuando estos parámetros se combinan en proporciones adecuadas las bacterias pueden
digerir efectivamente los hidrocarburos.
Previamente es necesario determinar la concentración de Hidrocarburos Totales de
Petróleo (TPH) del material a ser tratado.
28
Si la concentración supera el valor de 50.000 partes por millón, es necesaria la adición
de materia orgánica, con el fin de que los microorganismos puedan desarrollarse.
Figura.- Diversidad microbiana presente en una muestra de suelo contaminada con
crudo, fotografía del Centro de Investigaciones Microbiológicas
10.3 Proceso
El landfarming se realiza trasladando los contaminantes a un suelo no contaminado, el
cual ha sido preparado con anterioridad para evitar su contaminación y la de las aguas
subterráneas con sustancias que puedan producirse durante el tratamiento.
Para ello se efectúa el diseño del lugar donde se depositan los contaminantes, aislando
el material de tratamiento del área no contaminada con una tela impermeable.
Para empezar el procedimiento, se hace una búsqueda y selección de bacterias nativas
aisladas de las muestras de suelos que se encuentran contaminados, ya que estas tienen
la capacidad catabólica para crecer bajo las condiciones físico-químicas y de estrés a las
que están sometidas, y tendrán un mejor desempeño a la hora de la biorremediación.
La búsqueda comienza en el procesamiento de una muestra de suelo mediante una serie
de diluciones, tratando de obtener aquellos morfotipos cultivables; ya que una gran
29
parte de los microorganismos del suelo no pueden ser recuperados en medios para el
cultivo de microorganismos.
Además de una búsqueda general, se realiza una específica a través de medios selectivos
y diferenciales, en la cual se pretende aislar ciertos morfotipos como las Pseudomona
sp. y bacterias lactosa positivas –bacterias capaces de utilizar la lactosa–, debido a su
bien conocida actividad degradadora de hidrocarburos.
Luego, estas diluciones son sembradas en diferentes medios de cultivo donde grandes
familias de morfotipos se hacen presentes; éstas varían en densidad y diversidad.
La diversidad está determinada por los morfotipos recuperados que se diferencian según
su morfología macroscópica –su aspecto físico–, mientras que la densidad está
determinada por el número total de individuos que pertenecen a un grupo con una
morfología macroscópica común.
Estos datos de densidad y diversidad son de gran valor. Primero, porque nos indican
acerca de la calidad microbiana del suelo, ya que un suelo que tiene gran número de
morfotipos, es un suelo que tiene vida y por ende presenta una buena prospección para
la biorremediación debido a su posible alta actividad microbiana. Segundo, porqué
aquellos morfotipos que se encuentren en mayor número serán seleccionados por su
habilidad para usarlo como fuente de energía y carbono, pues por eso están creciendo.
Ya seleccionados los morfotipos se conforma un consorcio o pool de microorganismos
degradadores de hidrocarburos y, utilizando la estrategia de bioaumentación, se hace
una producción a mayor escala y en proporciones estratégicas de estos. En esta
producción debe tenerse en cuenta el volumen de suelo contaminado para biorremediar,
la concentración del contaminante y las clases de morfotipos que se aislaron.
Incluye análisis mensuales.
El área de landfarming se divide en celdas claramente identificadas. El desecho es
aplicado y monitoreado por celda y, en función a los parámetros monitoreado, se
agrega abono y nitrógeno periódicamente.
Cada mes se toman muestras de suelo y se realiza un análisis para determinar el
contenido de hidrocarburo. Cuando el contenido de Hidrocarburos Totales de Petróleo
30
es menor o igual a 2% es posible adicionar a la celda más desechos. Es posible operar
áreas de landfarming por mucho tiempo realizando el monitoreo respectivo de la
aplicación.
Figura Cultivos puros de morfotipos aislados de una muestra contaminada con
fotografía del Centro de Investigaciones Microbiológicas, CIMIC
31
10.4 Importancia del pool microbiano
La formulación de un pool microbiano permite combinar y complementar sus funciones
metabólicas para que colectivamente biodegraden un compuesto. En muchos casos algunos
morfotipos sólo pueden realizar una parte en la biorremediación, ya que alguno de estos
puede ser patógeno para plantas, animales o el hombre por el proceso de bioaumentación.
Sin embargo, partimos del principio de que son morfotipos ambientales, los que
inmediatamente se acabe su fuente de alimento bajan a un número que no cause disturbio
en el ambiente. Además se realiza una cuidadosa revisión de reportes de enfermedades de
origen bacteriano en la zona.
Formulación de un pool degradador de hidrocarburos a gran escala, fotografía del
Centro de Investigaciones Microbiológicas, CIMIC.
El pool que se formuló es aplicado en el suelo contaminado por técnicos e ingenieros
ambientales para dar inicio a la biorremediación. Durante el tratamiento se hace el
monitoreo de las poblaciones microbianas, con el fin de determinar si la cantidad inicial de
microorganismos aumenta o disminuye después de ser adicionado al suelo contaminado.
Así mismo se realiza la determinación de TPHs –hidrocarburos totales de petróleo–, con el
fin de observar si hubo o no degradación (figura 9). Otros factores en la degradación de
hidrocarburos
32
La transformación de los compuestos orgánicos en el ambiente está influenciada por un
número de factores que se pueden agrupar en aquellos que afectan el crecimiento y
metabolismo de los microorganismos y aquellos que afectan al compuesto en sí mismo. La
biodegradación de los hidrocarburos está asociada con el metabolismo y crecimiento
microbiano, y por lo tanto cualquiera de los factores que afectan al crecimiento microbiano
puede influenciar la degradación. La degradación aeróbica de los hidrocarburos es
considerablemente más rápida que el proceso anaeróbico [4], de modo que la oxigenación
será necesaria para mantener las condiciones aeróbicas para una rápida degradación.
Trabajo de Landfarming; fotografía: cortesía del ing. Hugo Vladimir Ramírez
Un suelo con una estructura abierta favorecerá la transferencia de oxígeno y un suelo
anegado de agua tendrá un efecto contrario. La temperatura afecta
elcrecimientomicrobiano, así que a bajas temperaturas la degradación será lenta. Así mismo
el pH del suelo y la solubilidad del compuesto que debe ser degradado afectan el
crecimiento bacteriano. La contaminación por hidrocarburos también puede estar asociada
con altos niveles de metales pesados, que pueden inhibir el crecimientomicrobiano,
dependiendo de la concentración y tipo de metales.
Otro factor crucial es la accesibilidad del compuesto para su degradación en el interior del
suelo, la cual está afectada por la estructura del mismo, su porosidad, composición y por la
33
solubilidad del compuesto. Algunos compuestos pueden ser adsorbidos por arcillas y por lo
tanto pueden ser invulnerables a la degradación. Para superar este problema se han añadido
surfactantes a suelos contaminados con el objeto de mejorar la accesibilidad de los
hidrocarburos.
Curva de degradación aproximada de TPHS en una estación en tratamiento; cortesía:
ingeniero Hugo Vladimir Ramírez.
Los surfactantes son sustancias que contienen un segmento liposoluble –soluble en aceite–,
y otro hidrosoluble –soluble en agua–, lo cual permite solubilizar el hidrocarburo desde la
arcilla. Por otra parte, la presencia de un gran número de microorganismos autóctonos en el
suelo, capaces de degradar hidrocarburos será claramente una ventaja, porque evita la
adición específica de microorganismos no autóctonos, que aunque degradadores, podrían
no funcionar por no estar adaptados a las condiciones físico-químicas del lugar.
34
35
11 CONCLUSIÓN
En general, en el proceso de landfarming se ha comprobado la eficiencia de un consorcio
microbiano sobre la utilización de un solo morfo tipo, debido a que los morfotipos al estar
en grupo pueden tolerar mejor los cambios fisicoquímicos en el campo y sus actividades
metabólicas pueden interactuar entre sí para la parcial o final biorremediación.
Es necesario conocer las condiciones ambientales en las cuales se desea que los morfotipos
trabajen, para así poder optimizar la biorremediación, cambiando los posibles
Parámetros físicos o químicos que puedan ir en contra de la actividad microbiana en el
material a biorremediar o en el ambiente.
Por último hay que Por último hay que resaltar la importancia que tiene la selección de
microorganismos autóctonos –aislados del lugar para la biorremediación–, debido a que
estos morfotipos se encuentran mejor adaptados al contaminante; a diferencia de
morfotipos foráneos, que aunque con una gran actividad biorremediadora, pueden no
funcionar bajo las condiciones ambientales del lugar.
36
12 BIBLIOGRAFIA
http://www.ingenieroambiental.com
Tecnologías de remediación para suelos contaminados
(Tania Volke Sepúlveda y Juan Antonio Velasco Trejo)
Biorremediación de residuos del petróleo
(Paola Andrea Vargas Gallego / René Ricardo Cuéllar / Jenny Dussán)
Biorremediación: vinculaciones entre investigación, desarrollo y legislación
María Marta Di Paola Carmen Vicién
Uso de lombrices de tierra en la remediación De suelos contaminados por hidrocarburos
Remediación de suelos contaminados con hidrocarburos.Dr. Ignacio Daniel Coria
Estudio de inóculos bacterianos como Biorremediadores de suelos contaminados Con
petróleo”
Aspectos tecnológicos y aplicación al vertido del Prestige Biorremediación (José
Luis Rodríguez Gallego Ingeniero de MinasProfesor Asociado Jesús Sánchez Martín
Microbiólogo Profesor Titular)
La biodegradación de hidrocarburos y su aplicación en la Biorremediación de suelos Anna
Maria Solanas
Mitigación y biorremediación de suelos contaminados por el derrame de combustible diésel
2 en la Quebrada del Toro, Camaná, 2009
Biorremediación de suelos: desde el concepto a su aplicación Eduardo Ercoli
Doctor en Química
37
