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UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
CARRERA DE INGENIERIA AMBIENTAL
ANÁLISIS DE DIFERENTES TÉCNICAS DE
BIORREMEDIACIÓN PARA DISMINUIR LA CONTAMINACIÓN AMBIENTAL PROVOCADO POR EL
DERRAME DE PETRÓLEO EN EL RÍO COCA PROYECTO DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO
Trabajo de titulación presentado como requisito para la obtención del título de
INGENIERA AMBIENTAL
AUTORA TORRES ABAD LILIANA JASMIN
TUTORA ZAMBRANO ZAVALA LEILA ELIZABETH
GUAYAQUIL – ECUADOR
2021
2
UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS CARRERA DE NOMBRE DE LA CARRERA
APROBACIÓN DEL TUTOR
Yo, APELLIDOS Y NOMBRES DEL DOCENTE, docente de la Universidad Agraria
del Ecuador, en mi calidad de Tutor, certifico que el presente trabajo de titulación:
TÍTULO DEL TRABAJO DE TITULACIÓN, realizado por el (la) estudiante
APELLIDOS Y NOMBRES COMPLETOS DEL ESTUDIANTE; con cédula de
identidad N°………. de la carrera NOMBRE DE LA CARRERA, Unidad Académica
Milagro o Guayaquil, ha sido orientado y revisado durante su ejecución; y cumple
con los requisitos técnicos exigidos por la Universidad Agraria del Ecuador; por lo
tanto se aprueba la presentación del mismo.
(1 línea en blanco) Atentamente, (3 líneas en blanco) Firma del Tutor (5 líneas en blanco) Ciudad, día de mes del año
3
UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS CARRERA DE NOMBRE DE LA CARRERA
(3 líneas en blanco)
APROBACIÓN DEL TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN
(2 líneas en blanco)
Los abajo firmantes, docentes designados por el H. Consejo Directivo como
miembros del Tribunal de Sustentación, aprobamos la defensa del trabajo de
titulación: “TÍTULO DEL TRABAJO DE TITULACIÓN”, realizado por el (la)
estudiante APELLIDOS Y NOMBRES COMPLETOS DEL ESTUDIANTE, el mismo
que cumple con los requisitos exigidos por la Universidad Agraria del Ecuador.
(2 líneas en blanco) Atentamente,
APELLIDOS NOMBRES, M.Sc. PRESIDENTE
APELLIDOS NOMBRES, M.Sc. APELLIDOS NOMBRES, M.Sc. EXAMINADOR PRINCIPAL EXAMINADOR PRINCIPAL
APELLIDOS NOMBRES, M.Sc. EXAMINADOR SUPLENTE
Ciudad, día de mes del año
4
Dedicatoria
Esta tesis está dedicada al creador de todas las cosas, el
que nunca me abandonó cuando estuve a punto de caer, por
ello, con toda la humildad que mi corazón puede emanar,
dedico primeramente a ti mí DIOS.
A mi mamá Narciza, y a mi tía Julia quienes, con su amor,
paciencia, me han permitido llegar a cumplir hoy un sueño
más, gracias por inculcar en mí el ejemplo de esfuerzo y
valentía, de no temer las adversidades porque Dios está
conmigo siempre.
A mi compañero de vida Andrés V, por estar conmigo en las
buenas y en las malas, y al amor más grande del planeta,
mi hijo Luka André, ya que su nacimiento ha coincidido con
el final de mi carrera. Él es lo mejor que nunca me ha
pasado, y ha venido a este mundo para darme el último
empujón para concluir con este trabajo.
A mis hermanas y hermanos por su cariño y apoyo
incondicional, durante todo este proceso y a mi familia
TORRES PARDO Y VERA VARGAS, por apoyarme cuando
más lo necesite, por extender su mano en momentos
difíciles y por el amor brindado cada día.
5
Agradecimiento
Agradecerte a ti Dios por bendecirme para llegar
hasta donde he llegado, porque hiciste realidad este
sueño anhelado.
A la UNIVERSIDAD AGRARIA DEL ECUADOR por
darme la oportunidad de estudiar y ser profesional, a
mis profesores que, durante toda mi carrera,
aportaron con un granito de arena a mi formación.
A mi directora de tesis, Oce. Leila Elizabeth
Zambrano Zavala por su esfuerzo y dedicación,
quien, con sus conocimientos, su experiencia, su
paciencia y su motivación ha logrado en mí que
pueda terminar mis estudios con éxito.
Son muchas las personas que han formado parte de
mi vida profesional a las que me encantaría
agradecerles su amistad, consejos, apoyo, ánimo y
compañía en los momentos más difíciles de mi vida,
algunas están aquí conmigo y otras en mis recuerdos
y en mi corazón, sin importar en donde estén quiero
darles las gracias por formar parte de mí, por todo lo
que me han brindado y por todas sus bendiciones.
6
Autorización de Autoría Intelectual
Yo…………………………, en calidad de autor(a) del proyecto realizado, sobre
“………………………………………………” para optar el título de
………………………, por la presente autorizo a la UNIVERSIDAD AGRARIA DEL
ECUADOR, hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o parte de los
que contienen esta obra, con fines estrictamente académicos o de investigación.
Los derechos que como autor(a) me correspondan, con excepción de la presente
autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en
los artículos 5, 6, 8; 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual y su
Reglamento.
Ciudad, mes día y año
FIRMAR
APELLIDOS Y NOMBRES DEL ESTUDIANTE
C.I. ESCRIBIR NÚMERO DE CÉDULA
7
Índice general
PORTADA……………………………………………………………………………...…1
APROBACIÓN DEL TUTOR ................................................................................. 2
APROBACIÓN DEL TRIBUNAL DE SUSTENTACIÓN ........................................ 3
Dedicatoria ............................................................................................................ 4
Agradecimiento .................................................................................................... 5
Autorización de Autoría Intelectual .................................................................... 6
Índice general ....................................................................................................... 7
Índice de tablas .................................................................................................. 11
Índice de figuras ................................................................................................. 12
Resumen ............................................................................................................. 14
Abstract ............................................................................................................... 15
1. Introducción .................................................................................................... 16
1.1 Antecedentes del problema .................................................................... 16
1.2 Planteamiento y formulación del problema ........................................... 18
1.2.1 Planteamiento del problema ................................................................ 18
1.2.2 Formulación del problema ................................................................... 19
1.3. Justificación de la investigación ............................................................... 19
1.4. Delimitación de la investigación .......................................................... 20
1.5. Objetivo general ................................................................................. 21
1.6. Objetivos específicos ........................................................................ 21
1.7. Hipótesis ................................................................................................ 21
2. Marco teórico .................................................................................................. 22
2.1. Estado del arte ............................................................................................. 22
2.2. Bases teóricas ............................................................................................. 28
8
2.2.1. Biorremediación ................................................................................... 28
2.2.2. Clasificación de las bacterias ............................................................. 28
2.2.3. Tipos de biorremediación .................................................................... 28
2.2.3.1 Bioestimulación. ............................................................................. 28
2.2.3.2 Bioaumentación. ............................................................................. 29
2.2.3.3 Compostaje. .................................................................................... 29
2.2.3.4 Biopilas. ........................................................................................... 29
2.2.3.5 Landfarming. ................................................................................... 30
2.2.3.6 Fitorremediación. ............................................................................ 30
2.2.4. Línea de base ambiental ...................................................................... 31
2.3. Marco legal ................................................................................................... 31
2.3.1. Ley de Prevención y Control de la Contaminación Ambiental, 2004 ... 31
2.3.1 Reglamento ambiental de actividades hidrocarburíferas 2010 ...... 32
3. MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................ 37
3.1. Enfoque de la investigación ................................................................. 37
3.1.1. Tipo de investigación ........................................................................... 37
3.1.2. Diseño de investigación ................................................................. 37
3.2. Metodología ................................................................................................. 37
3.2.1. Variables. .............................................................................................. 37
3.2.1.1. Variable independiente. .................................................................... 37
3.2.1.2. Variables dependientes. ................................................................... 37
3.2.2. Tratamientos ......................................................................................... 38
3.2.3. Diseño experimental ............................................................................ 38
3.2.4. Recolección de datos. ......................................................................... 38
3.2.4.1. Recursos. ........................................................................................... 38
9
3.2.4.2. Métodos y técnicas ........................................................................... 38
3.2.5. Análisis estadístico .............................................................................. 39
4. RESULTADOS ....................................................................................... 40
4.1. Determinación de la situación actual del área de estudio mediante una
línea de base ambiental ................................................................................. 40
4.1.1. Medio físico ............................................................................................... 40
4.1.1.1 Climatología. ................................................................................... 40
4.1.1.2 Precipitación. .................................................................................. 41
4.1.1.3 Temperatura. ................................................................................... 41
4.1.1.4 Humedad relativa. ........................................................................... 42
4.1.1.5 Nubosidad. ...................................................................................... 43
4.1.1.6 Hidrología. ....................................................................................... 43
4.1.1.7 Cuencas y subcuencas hidrográficas de la provincia de Orellana
.......................................................................................................... 44
4.1.2. Medio biótico ........................................................................................ 49
4.1.2.1 Paisaje vegetal ................................................................................ 49
4.1.2.2 Ecosistema ...................................................................................... 51
4.1.2.3 Flora ................................................................................................. 52
4.1.2.4 Fauna ............................................................................................... 56
4.2. Comparación de las diferentes técnicas de biorremediación en aguas
contaminadas por petróleo a través de casos de estudios realizados
mediante fuentes bibliográficas ................................................................... 60
4.2.1. Primer caso ........................................................................................... 60
4.2.2. Segundo caso ....................................................................................... 68
4.2.3. Tercer caso ........................................................................................... 72
10
4.3. Propuesta de un plan ambiental de biorremediación más eficaz de
acuerdo a los objetivos anteriores y cumpliendo con el reglamento
ambiental de actividades hidrocarburíferas-RAOH decreto ejecutivo 1215.
......................................................................................................................... 77
5. DISCUSIÓN ............................................................................................ 81
6. CONCLUSIONES ................................................................................... 83
7. RECOMENDACIONES ........................................................................... 84
8. BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................... 85
9. ANEXOS ................................................................................................. 91
11
Índice de tablas
Tabla 1. Resumen climático multianual promedio. Periodo 2015-2019 ........... 40
Tabla 2. Clases texturales ................................................................................ 48
Tabla 3. Porcentaje de áreas afectadas por derrames .................................... 49
Tabla 4. Ecosistemas de la provincia de Orellana ........................................... 51
Tabla 5. Indicadores de diversidad en seis grupos según la caracterización
bioecológica ..................................................................................................... 59
Tabla 6. Cuantificación de TCE mediante GC-MS a los tiempos 0 y 7 días con
Pseudomonas .................................................................................................. 63
Tabla 7. Cuantificación de TCE mediante GC-MS a los tiempos 0 y 7 días con
Rhodococcus ................................................................................................... 63
Tabla 8. Cuantificación de TCE mediante GC-MS a los tiempos 0 y 7 días con
bacteria del orden Sphingomonadales ............................................................. 64
Tabla 9. Cuantificación de TCE por GC-MS a los 0 y 7 días con pseudomonas
......................................................................................................................... 64
Tabla 10. Cuantificación de TCE por GC-MS a los 0 y 7 días, en el experimiento
con Rhodococcus ............................................................................................. 65
Tabla 11. Cuantificación de TCE por GC-MS a los 0 y 7 días, en el experimento
con Sphingomonadales .................................................................................... 65
Tabla 12. Condiciones iniciales para las unidades experimentales ................. 69
Tabla 13. Datos degradación de hidrocarburos (HTTP) ................................... 70
Tabla 14. Monitoreo de sedimentos en los sistemas hídricos de la provincia .. 92
12
Índice de figuras
Figura 1. Mapa de recorrido del río Coca ......................................................... 20
Figura 2. Distribución mensual de la precipitación (mm) .................................. 41
Figura 3. Distribución mensual de la temperatura ............................................ 42
Figura 4. Distribución mensual de la humedad relativa .................................... 42
Figura 5. Distribución mensual de la nubosidad (%) ........................................ 43
Figura 6. Recuento UFC/ml procedentes de los pases a 15, 30 y 45 días de los
cultivos ............................................................................................................. 60
Figura 7. Gel de electroforesis de DGGE a partir del ADN cromosómico ........ 61
Figura 8. Influencia de los diferentes tratamientos en el caso de la bacteria
pseudomonas ................................................................................................... 66
Figura 9. Influencia de los diferentes tratamientos en el caso de la bacteria
Rhodococcus ................................................................................................... 66
Figura 10. Influencia de los diferentes tratamientos en el caso de la bacteria
Sphingomonadales .......................................................................................... 67
Figura 11. Influencia de los diferentes tratamientos en el caso de la bacteria
Sphingomonadales .......................................................................................... 67
Figura 12. Comportamiento promedio de la temperatura ................................. 70
Figura 13. Comportamiento promedio concentración HTTP. 13 datos y barras de
errror-1DS ........................................................................................................ 71
Figura 14. Comportamiento promedio recuento de bacterias Hidrocarbocíclicos.
6 datos y barras de error-1DS .......................................................................... 72
Figura 15. Conformación de las biopilas .......................................................... 74
Figura 16. Variación total en los tratamientos contaminados ........................... 75
13
Figura 17. Remoción de fenantreno en las biopilas contaminadas con fenantreno
......................................................................................................................... 76
Figura 18. Remoción de antraceno en las biopilas .......................................... 77
Figura 19. Mapa de monitoreo en los sistemas hídricos de la provincia .......... 91
Figura 20. Normas técnicas para la prevención y control en el medio ambiente
......................................................................................................................... 91
Figura 21. Zonas intangibles y bloques petroleros en la provincia de Orellana 95
Figura 22. Tabla 4A. ......................................................................................... 96
Figura 23. Tabla 4B .......................................................................................... 96
Figura 24. Registro de datos No.1 ................................................................... 97
Figura 25. Registro de datos No.2 ................................................................... 98
Figura 26. Mapas de bloques petroleros en el Ecuador ................................... 99
14
Resumen
El análisis de diferentes técnicas de biorremediación para disminuir la
contaminación ambiental provocado por el derrame de petróleo en el río Coca tuvo
como objetivo principal conocer los procedimientos, técnicas y métodos que existen
en la biorremediación y sus diferentes tipos para minimizar o reducir daños
ambientales provocado por la contaminación de hidrocarburos, en ecosistemas que
conllevan flora y fauna. La metodología que se utilizó fue bibliográfica y descriptiva
donde se utilizó mapas, cuadros estadísticos, casos de estudio sobre el proceso
de cada tipo de biorremediación, leyes ambientales del Ecuador tales como: RAOH,
TULSMA, registros de datos históricos por parte la INAMHI a través de las
estaciones meteorológicas Coca Aeropuerto (M 053) y palmar del río Huashito
(M293); y una línea de base ambiental elaborada por el GAD-PDYOT. El resultado
obtenido de acuerdo a los objetivos fue que se pudo encontrar en la técnica de la
bioaumentación el método de biorremediación más eficaz para el tratamiento de
aguas contaminadas de hidrocarburos en la zona territorial de los cantones Las
Joyas de Sacha y Francisco de Orellana en el bloque – 14 Petroriental de la
provincia de Orellana. Se pudo proponer un plan de manejo ambiental para la
problemática ambiental que existe a inicios del primer semestre del año 2020 y se
planteó fases de trabajo de acuerdo a los procedimientos establecidos en el registro
oficial 1215 del Reglamento Ambiental para las Operaciones Hidrocarburíferas en
el Ecuador.
Palabras claves: Biorremediación, contaminación ambiental, petróleo, río Coca,
técnicas.
15
Abstract
The main objective of the analysis of different bioremediation techniques to reduce
environmental pollution caused by the oil spill in the Coca River was to know the
procedures, techniques and methods that exist in bioremediation and their different
types to minimize or reduce environmental damage caused by the contamination of
hydrocarbons, in ecosystems that carry flora and fauna. The methodology used was
bibliographic and descriptive where maps, statistical tables, case studies on the
process of each type of bioremediation, environmental laws of Ecuador such as:
RAOH, TULSMA, historical data records were used by INAMHI through of the
meteorological stations Coca - Aeropuerto (M 053) and Palmar del Río Huashito
(M293); and an environmental baseline prepared by GAD-PDYOT. The result
obtained according to the objectives was that it was possible to find in the
bioaugmentation technique the most effective bioremediation method for the
treatment of hydrocarbon contaminated water in the territorial area of the Las Joyas
de Sacha and Francisco de Orellana cantons in the block - 14 Petroriental of the
province of Orellana. It was possible to propose an environmental management
plan for the environmental problem that exists at the beginning of the first semester
of 2020 and work phases were proposed according to the procedures established
in the official record 1215 of the Environmental Regulations for Hydrocarbon
Operations in Ecuador.
Keywords: Bioremediation, environmental pollution, oil, Coca river, techniques.
16
1. Introducción
1.1 Antecedentes del problema
La contaminación por el petróleo es uno de los problemas ambientales que más
ocurren en los últimos años, esto ocurre por el mal manejo de la industria por la
poca seguridad en el manejo del crudo y en este aspecto podemos hablar de casos
puntuales sobre lo que ocurre en los países de nuestro continente americano (
Entrerayas, 2012). Uno de los últimos grandes desastres de la industria petrolera
fue el derrame de crudo en el Golfo de México siendo el peor en la historia de
Estados Unidos y mucho mayor que el provocado por el accidente del petrolero
Exxon Valdez en Alaska en 1989, que vertió más de 40 millones de litros, según
los científicos. A pesar de los esfuerzos de BP por ocultar las consecuencias, cifras
alarmantes se revelan y comienzan a dar cara a la dimensión del desastre
ambiental que se ha provocado ( Entrerayas, 2012).
En el Ecuador Petroamazonas EP ha invertido USD 4,9 millones en la
contratación del servicio de alimentación con ocho asociaciones locales, en 15
bloques petroleros (Ver en anexos figura 28) ubicados en las provincias de
Orellana, Sucumbíos y Napo.
El servicio incluye la elaboración de alimentos para el personal que trabaja en
los Bloques: 12 (EPF), 15 (CPF), 18 (Palo Azul), 21 (Yuralpa), 7 (Payamino), 55
(Armadillo), 56 (Lago Agrio), 57 Shushufindi/ Libertador), 58 (Cuyabeno), 60
(Sacha), 61 (Auca), 31 (Apaika- Nenke) 43 (ITT) y 49 (Bermejo), por parte de las
asociaciones amazónicas: Asoseram, Asocatin, Asoalijoyachef, Asoalisacha,
Asolagounido, Asosab, Asoaliquijos y Asoserfood (Petroamazonas-EP, 2020).
17
El 7 de abril del 2020, las tuberías del Sistema de Oleoducto Transecuatoriano
(SOTE) y el Oleoducto de Crudos Pesados (OCP) de Ecuador se rompieron y
causaron un gran derrame de petróleo sobre las aguas del río Coca, aguas arriba
de la antigua cascada de San Rafael, un icónico lugar en el parque Cayambe Coca,
entre las provincias de Napo y Sucumbíos. Cardona (2020) indica:
Se estima que cerca de 15.800 galones de crudo cayeron al río y las comunidades kichwa que viven aguas abajo del río Coca solo se dieron cuenta de lo sucedido en la mañana del 8 de abril, cuando varias personas empezaron a denunciar lo sucedido. Los indígenas han pedido reparación y al considerar que se violaron sus derechos, la Federación de Comunas Unión de Nativos de la Amazonía Ecuatoriana (FCUNAE), la Confederación de Nacionalidades Indígenas de la Amazonía Ecuatoriana (CONFENIAE), los Obispos de los Vicariatos de Orellana y Sucumbíos y varias personas afectadas presentaron, el pasado 29 de abril, una acción de protección con medidas cautelares a favor de aproximadamente 120 mil personas afectadas por el derrame de crudo. (p.12) De acuerdo a los reportes de OCP, se registró una erosión en el cauce del Río
Coca y como parte de los protocolos de emergencia se detuvo el bombeo en ese
ducto. También se registró el quiebre de la tubería, por lo que el bombeo está
suspendido. OCP mencionó que las autoridades correspondientes han sido
notificadas de este evento de fuerza mayor. Mientras personal de OCP Ecuador ya
se ha movilizado para atender la emergencia (Amazonía socio ambiental, 2020).
Petroecuador también informó que el SOTE registró a las 19:15 un hundimiento
de tierra y una baja de presión del bombeo, pero más tarde ya se dio la rotura y
suspensión del bombeo. Petroecuador anunció que ha iniciado los trabajos de
reparación. En el lugar, el oleoducto estatal, diseñado para transportar 360 000
barriles diarios, y uno privado, para 450 000 barriles, evidenciaron daños, por lo
cual suspendió las operaciones en ambos sistemas mientras los técnicos ejecutan
trabajos de reparación. El petróleo representa el 35% de las exportaciones del país
y una de las fuentes de ingreso más importantes de la caja fiscal (Amazonía socio
ambiental, 2020).
18
1.2 Planteamiento y formulación del problema
1.2.1 Planteamiento del problema
En la presente investigación, surge la necesidad de analizar la incidencia del
derrame de petróleo en el río Coca ubicado en la Provincia de Orellana.
Un derrame de petróleo representa la descarga (intencional, por accidente o por
prácticas laborales incorrectas) de hidrocarburos en el medio ambiente que lo
rodea. Los derrames de crudo son una de las principales fuentes de contaminación
humana, ya que pueden esparcirse rápidamente dependiendo del tipo de
hidrocarburos y de las condiciones topográficas y climatológicas de la zona.
Guillaume (2015) indica:
Los efectos producidos por un derrame pueden ser persistentes en el tiempo, poniendo en riesgo la vida de personas y especies dentro de su área de influencia; y provocar el deterioro del ecosistema a largo plazo. La ocurrencia de un derrame puede provocar un impacto severo en contra del normal funcionamiento de la naturaleza, poniendo en peligro zonas de vida (hábitats, áreas protegidas, ecosistemas sensibles) y especies nativas o endémicas consideradas de importancia ecológica, económica y cultural para el país. La explotación petrolera en el Ecuador desde su inicio se ha convertido en una de las actividades que genera grandes flujos económicos para el desarrollo del país. En la actualidad, a falta de liquidez genera por los bajos precios de hidrocarburos a nivel internacional, evidencia la dependencia de nuestra economía al aprovechamiento de este recurso. A lo largo de la historia del Ecuador, se han presentado varios casos de desastres ambientales relacionados con actividades hidrocarburíferas, especialmente derrames de petróleo. (p.21) En la mayoría de los derrames ocurridos últimamente están relacionados con
aspectos humanos. Castro (2014) indica: “El petróleo derramado ha tenido como
principales receptores los ríos Quijos, Aguarico, Coca y Piedra Fina, además de los
esteros aledaños a los sitios de derrame, provocando la contaminación de sus
aguas y orillas, lo que ha limitado su uso aguas abajo para consumo humano,
recreación, riego, abrevadero de animales, acuicultura, y otros”.
Otro de los receptores directos de petróleo ha sido el suelo, tanto en los puntos
de derrame como en las áreas aledañas a los mismos, situación que ha provocado
19
su improductividad, y la contaminación permanente de los cursos de agua
aledaños, principalmente por las aguas de escorrentía que lavan los suelos y por
la infiltración de elementos contaminantes hacia las aguas subterráneas
Castro,2014) señala:
Los derrames han generado un ambiente desolador y desagradable, principalmente por el color negro que adquieren los factores ambientales afectados. Por su parte, el hecho de que las aguas y el suelo hayan sido contaminados por crudo ha interferido de manera directa en las especies de la flora y la fauna que habitaba o se alimentaban de ésta. Muchas personas asocian al crudo con ciertas enfermedades de la piel, el aparecimiento de tumores y un anormal crecimiento del ser humano. (p.5) Para esta situación actual del derrame de petróleo en el río Coca se plantea
proponer un plan ambiental mediante la biorremediación para disminuir la
contaminación que existe en este sector principalmente en el sistema lacustre que
recorre tres provincias (Napo, Sucumbíos y orellana) en la región ecuatoriana. Para
aquello se realizará una línea de base ambiental para conocer la zona geográfica
y mediante la matriz Leopold identificar la gravedad del problema de forma
cuantitativa y cualitativa.
1.2.2 Formulación del problema
¿Cómo disminuir la contaminación provocado por el derrame de petróleo en el
río Coca?
1.3. Justificación de la investigación
El trabajo de investigación es importante porque debemos conocer la situación
actual del derrame de petróleo que ha ocurrido en el río Coca producido por la
erosión de suelo en la cascada San Rafael y que ocasionó daños en las tuberías
del sistema de oleoducto transecuatoriano (SOTE) y el oleoducto de crudos
pesados (OCP), y aumentando el índice de contaminación ambiental en este sector
geográfico de la provincia de Orellana.
20
Figura 1. Mapa de recorrido del río Coca Fuente: Google maps
El tema de investigación es trascendental debido a la problemática y las
consecuencias ambientales negativas que han provocado serios daños en el
entorno geográfico y en los habitantes del sector. Para aquello, la biorremediación
es un método ambiental que está como una alternativa necesaria para disminuir la
contaminación en las laderas del rio Coca ocasionado por el derrame de petróleo
y que está perjudicando la flora y fauna de la zona.
Es factible la investigación, porque la información se obtendrá mediante fuentes
bibliográficas, que nos permitirá entender la situación actual del derrame de
petróleo en el río Coca, identificar las causas y consecuencias, recopilar datos
suficientes para la elaboración de una línea de base ambiental.
Finalmente, este trabajo de investigación servirá para la academia, profesores,
estudiantes; porque la información recopilada, analizada e investigada permitirá
actualizar datos cualitativos y cuantitativos sobre temas relacionados a la
contaminación ambiental de petróleo en sistemas lacustres.
1.4. Delimitación de la investigación
Espacio: El rio Coca se ubica en la provincia de Orellana y su tamaño es de
170 Km. Sus coordenadas son: Latitud: -0.483333; longitud: -76.9667.
21
Tiempo: 3 meses
Población: Según datos del Instituto Nacional de Estadísticas y Censos
(2010) la población del cantón Francisco de Orellana asciende a 72.795 con
una densidad poblacional de 10 hab/Km2.
1.5. Objetivo general
Analizar diferentes técnicas de biorremediación para disminuir la contaminación
del agua provocado por el derrame de petróleo en el río Coca.
1.6. Objetivos específicos
Determinar las características generales del área de estudio mediante una
línea de base ambiental.
Comparar las diferentes técnicas de biorremediación en aguas
contaminadas por petróleo a través de casos de estudios realizados
mediante fuentes bibliográficas.
Proponer un plan ambiental de biorremediación más óptimo de acuerdo a
los objetivos anteriores y cumpliendo con el reglamento ambiental de
actividades hidrocarburíferas decreto ejecutivo 1215.
1.7. Hipótesis
La utilización de la biorremediación permitirá bajar el índice de contaminación
en las laderas del río Coca en territorio de la Provincia de Orellana.
22
2. Marco teórico
2.1. Estado del arte
Según Pesántez, (2017), los hongos Trichoderma harzianum CCECH-
Te1, Trichoderma viride CCECH-Te2 y Trichoderma psedokoningii CCECH-Te3 se
incluyeron en un ensayo con cada cepa independiente. El inóculo se ajustó a una
concentración de 1x1010 conidios ml-1 que se aplicó sobre suelo contaminado por
un derrame de petróleo. Después de 96 días de realizada la inoculación, se
tomaron muestras de suelo a 10 y 15 cm de profundidad. Se determinó el contenido
de hidrocarburos totales, hidrocarburos aromáticos policíclicos y metales pesados
como cadmio, níquel y plomo. Con los datos obtenidos se calculó el porcentaje de
remoción por cada cepa de los compuestos analizados. Tanto a 10 cm como a 15
cm de profundidad se constató la remoción de los compuestos en porcentajes que
alcanzaron entre 47 y 69.1% en los hidrocarburos y hasta 53.72% en los metales
pesados. Esto denotó el potencial de las tres cepas para la biorremediación de
suelos contaminados.
Como indica Rodríguez (2018), el objetivo principal fue tratar aguas
contaminadas con hidrocarburos que vinieron de unas instalaciones de
almacenamiento, transporte y distribución de hidrocarburos y productos
petrolíferos. Se diseñó biorreactores en los que se instalaron materiales
absorbentes en su interior. Así, el tratamiento del agua se fundamentó en un
proceso de biorremediación de los hidrocarburos por parte de las bacterias
presentes en el agua. Se estudió el microbiota presente en el agua y adherida a los
soportes mediante técnicas microbiológicas, la formación de biopelícula por
microscopía electrónica de barrido, y la evolución en hidrocarburos por gravimetría
y cromatografía de gases/espectrometría de masas.
23
Según Gamba y Pedraza (2017), en la investigación se evaluó el efecto de
estrategias (bioaumentación y bioestimulación) en la biorremediación de aguas
residuales industriales contaminadas con aceites usados. El agua fue contaminada
con aceite industrial usado a una concentración de 3422,4 mg/L y se evaluaron 3
tratamientos. Se concluyó que, en el tratamiento BNPKS, la adición de nutrientes
estimuló el crecimiento poblacional de microorganismos degradadores de aceite y
la bioaumentación con microorganismos nativos aceleró la degradación
alcanzando un promedio de 54,2 % de remoción de contaminante.
Mora y Ricaurte (2020), indicaron que la investigación tuvo como objetivo
principal determinar la viabilidad técnica y análisis de costos del uso de barreras
absorbentes naturales contra derrames de hidrocarburos en cuerpos de agua
naturales y así generar una opción para la mitigación de la contaminación de los
cuerpos hídricos en nuestro país. Para el desarrollo de la investigación, como
primera instancia se realizó una revisión bibliografía acerca de las barreras, la
segunda con residuos de pelo canino y la tercera con una mezcla 50/50 de las dos
primeras, como tercera instancia, se calculó el punto de equilibrio, mediante la
identificación de los costos directos, indirectos, fijos, el costo de producción y un
precio de venta. Finalmente, se obtuvo que el prototipo que presento mejores
resultados en las pruebas fisicoquímicas y que más se correlacionó con las
características de la barrera comercial, fue el prototipo a base de cabello humano.
Según Venegas (2016), se analizó desde diferentes fuentes y perspectivas, las
consecuencias de la extracción no convencional de petróleo y gas (FRACKING),
en la contaminación del suelo y zonas de acuíferos expuestos a los cientos de
químicos utilizados en esta técnica. La metodología que se utilizó comprendió 3
etapas en las que se evalúa la información secundaria recopilada para el análisis
24
del tema en cuestión que hace referencia a la contaminación de las zonas acuíferas
subterráneas producto de la extracción de petróleo y gas bajo el método de la
factura hidráulica “fracking”, como conclusión quedó demostrado riesgos y
afectaciones para las comunidades que viven en las proximidades de los sitios de
explotación.
Como indican León et al. (2020), en el trabajo de investigación se determinó la
electrobiodegradabilidad del hexadecano empleando Aspergillus niger inmovilizado
Los ensayos se realizaron a temperatura ambiente (30 ± 2°C), las intensidades de
corriente eléctrica usadas fueron de 5 mA, 10 mA y 15 mA, durante un periodo de
12 días. El hexadecano residual se determinó por cromatografía de gases. Se
concluye que la intensidad de corriente eléctrica óptima en el rendimiento de
disminución de hexadecano por esporas de Aspergillus niger inmovilizado en
alginato de calcio es 10 mA, con un valor de 14975,76 mg/kg por día. Se logró
electrobiodegradar el 99,83% de hexadecano.
Como menciona Rodríguez (2018), la investigación se realizó en el laboratorio
(CESTTA). La técnica de biorremediación empleada fue por Bioaumentación, se
realizó la caracterización físico-química y microbiológica del suelo contaminado,
diluciones sucesivas, aislamiento y purificación, siembra en placa, caracterización
macroscópica y microscópica. Como resultado se determinó que el TB obtuvo la
más alta remoción de TPH con el 86% en 52 días, alcanzándose la hipótesis
planteada. Se recomienda hacer mayores estudios orientados a la biorremediación
de suelos contaminados con hidrocarburos y otros contaminantes mediante la
obtención de consorcios bacterianos aerobios.
Como señalan Ortega y Quiroga (2019), el proyecto consistió en la aplicación de
tres técnicas de biorremediación (bioestimulación – bioaumentación – atenuación
25
natural), su aplicación fue ex-situ y se realizó en los laboratorios de la Universidad
Santo Tomás, simulando el derrame con petróleo con una concentración de 2,498
mg/kg y las condiciones aptas del suelo para el montaje, siendo monitoreado
durante 60 días, en los cuales se realizó aireación de las unidades experimentales
cada 3 días y un mantenimiento de las dosis aplicadas y la humedad cada 10 días,
manteniendo este último parámetro en 21±9% con el fin de tener las condiciones
deseadas durante el proceso. Con los análisis de las características fisicoquímicas
del suelo y la mortalidad presentada en el bioensayo, se identificó que la atenuación
natural fue el mejor tratamiento para la biorremediación del suelo, costo-beneficio
fue más eficaz que los demás siendo amigable con los organismos presentes y
ayudando al suelo a retornar a sus condiciones previas al derrame con
hidrocarburos.
Como indican Vera et al. (2018), uso métodos de biorremediación puede reducir
la concentración de hidrocarburos en estos materiales hasta niveles aceptables. Se
ensayaron tres suelos del estado de Tamaulipas, México, en mezcla con los
recortes contaminados, para conocer su capacidad de inducir la descomposición
de hidrocarburos impregnados en los recortes de perforación y lograr la
biorremediación de estos últimos. La bioestimulación de los microorganismos del
suelo con nutrientes N y P, humedad y aireación aumentó la descomposición de
los hidrocarburos y propició la biorremediación de los recortes de perforación.
Según Muñiz (2015), en el trabajo de investigación se exploró estrategias de
biorremediación para la degradación del compuesto organoclorado tricloroetileno
(TCE), mediante la utilización de bacterias seleccionadas previamente. Para ello
se desarrolló cultivos de enriquecimiento con TCE como única fuente de carbono,
con el fin de obtener cepas degradadoras de TCE, se cultivó mediante técnicas
26
moleculares de DGGE y se han aislado 24 bacterias que se ha identificado
mediante la secuenciación de gel ribosomal 16S. Para potenciar el efecto
degradativo se combinó la acción de las bacterias citadas y de otras dos cepas del
género Bacillus y Agrobacterium, con la de nanopartículas (NPs) de hierro
cerovalente (nZIV). Se obtuvo como resultado que notablemente era resistentes a
las mismas.
Como indican Ñústez, Paredes y Cubillos (2014), en la investigación, se evaluó
el efecto de la Bioaumentación y Bioestimulación de los sedimentos contaminados
con hidrocarburos (HTP) de una Estación de Servicio de Combustible (EDS),
provenientes del mantenimiento de las unidades de tratamiento de aguas
residuales industriales, como son: la trampa de grasa, canales perimetrales y
desarenador del lavado vehicular. Para el desarrollo del trabajo, se utilizaron ocho
mesocosmos, compuestos por canastas de polietileno de alta densidad, en las
cuales se trataron los sedimentos contaminados. El período de monitoreo de los
mesocosmos fue de veintitrés (23) semanas, donde se lograron tasas de
degradación entre 90 y 105 mg HTP/kgss*d, con porcentajes de reducción del
contenido de hidrocarburo entre 83 y 94%. Las dos estrategias de biorremediación
(bioestimulación y bioaumentación), no presentaron diferencias estadísticamente
significativas.
Según Pérez, Vigueras, y Gómez (2015), en el trabajo de investigación se
estudió la tecnología de bioaumentación, en particular con bacterias fijadoras de
nitrógeno de vida libre (BFNA) las cuales tiene la habilidad de utilizar hidrocarburos
como única fuente de carbono y energía para producir biosurfactantes cuando
están utilizando hidrocarburos del petróleo como fuente de carbono. Se utilizaron
dos cultivos de BFNA los cuales fueron inoculados en las biopilas con 1.5 g de
27
hidrocarburo/kg de suelo, se contaminaron con fenantreno y antraceno
respectivamente. Como resultado se registró la disminución de la concentración de
hidrocarburos encontrando un 80 - 90%.
Según Judith, Peñafiel, y Rodríguez (2019), se aplicó un tratamiento consistente
en una mezcla de bacterias: Acinetobacter sp., Pseudomonas sp. y Mycobacterium
sp en forma sólida (tableta de 80 g) con una concentración mínima de 4 x
108 UFC/ml soluble en agua, utilizando dos tabletas durante 30 días. Se determinó
la concentración del TPH semanalmente, graficando la variación temporal y
cuantificando el % de remoción. Los resultados indicaron que la técnica de
bioaumentación fue efectiva (p=0.003) en la remoción del TPH obteniéndose
porcentajes por encima del 86%.
Como indican Laugeny, Marín, Alburgue, Carrasquero, y Morales (2018), el
objetivo principal consistió en evaluar la utilización de un consorcio microbiano
autóctono (Chlorella spp.-bacterias) para el tratamiento de aguas del puerto de Isla
de Toas (Lago de Maracaibo, Venezuela), contaminadas con 1% v/v de gasoil. Para
ello, se usaron dos tratamientos (T1: bioestimulado y T2: bioaumentado) y un
control por 70 días, a escala de 20 L y condiciones ambientales controladas.
Durante los ensayos se monitorearon: temperatura, pH, demanda química de
oxígeno (DQO), nitrito, nitrato, nitrógeno total Kjeldahl, nitrógeno total (N-total),
ortofosfato, fósforo total (P-total), hidrocarburos totales del petróleo (HTP),
fracciones de hidrocarburos (SARA), densidad microalga y bacteriana, y pigmentos
fotosintéticos, de acuerdo con los métodos estandarizados. Los valores medios
para la remoción de materia orgánica (DQO), N-total y P-total, fueron: 23,3±2,3;
35,2±4,5 y 64,6±4,8%, de 27,6±1,64; 79,8±2,05 y 87,7±1,95%, y de <0,1; 16,1±0,38
y 44,7±1,18%, para el control, T1 y T2, respectivamente.
28
2.2. Bases teóricas
2.2.1. Biorremediación
La biorremediación es definida como la utilización de organismos vivos con el
objetivo de disminuir o transformar una alteración por lo general nociva para un
sistema. Este tipo de biotecnología inició con los aportes del científico George
Robinson en 1960, quien en sus experimentos demostró como los
microorganismos eran capaces de descontaminar aguas con petróleo (López,
2019).
2.2.2. Clasificación de las bacterias
La técnica de biorremediación es un proceso que utiliza organismos vivos para
absorber, degradar o transformar los contaminantes y buscando siempre el objetivo
de retirarlos, inactivarlos o atenuar su efecto en los diferentes recursos naturales
(suelo, agua y aire). Sewer vac (s.f.) manifiesta que la clasificación es la siguiente:
a. Aerobias: Requieren oxígeno disuelto para vivir y reproducirse.
b. Facultativas: Pueden funcionar con o sin oxígeno disuelto. Las
bacterias de esta clase usan Sulfato (SO4), Nitrato (NO3), etc., como
fuentes alternativas de oxígeno cuando el oxígeno disuelto no está
disponible.
c. Anaerobias: Viven sin oxígeno disuelto. Las verdaderas bacterias
anaerobias no sobreviven en presencia de oxígeno disuelto. Las
bacterias causantes de enfermedades (patógenas) son a menudo
bacterias anaerobias
2.2.3. Tipos de biorremediación
2.2.3.1 Bioestimulación.
29
La bioestimulación consiste en la estimulación in situ de aquellos
microorganismos ya presentes en el medio que fue contaminado (microorganismos
autóctonos), capaces de biorremediar la sustancia contaminante. La
bioestimulación in situ se logra optimizando las condiciones fisicoquímicas para
que ocurra el proceso deseado, es decir; el pH, oxígeno, la humedad, temperatura,
entre otros, y agregando los nutrientes necesarios (Perdomo, s.f.)
2.2.3.2 Bioaumentación.
La bioaumentación implica el incremento de la cantidad de microorganismos de
interés (preferiblemente autóctonos), gracias a la adición de sus inóculos cultivados
en el laboratorio. Posteriormente, una vez inoculados los microorganismos de
interés in situ, se deben optimizar las condiciones fisicoquímicas (tal como en la
bioestimulación), para promover la actividad degradadora de los microorganismos.
Para la aplicación de la bioaumentación, deben considerarse los costos del cultivo
microbiano en biorreactores en el laboratorio. Tanto la bioestimulación como la
bioaumentación, pueden combinarse con todas las demás biotecnologías que a
continuación se describen (Perdomo, s.f.).
2.2.3.3 Compostaje.
El compostaje consiste en mezclar el material contaminado con suelo no
contaminado complementado con agentes mejoradores de origen vegetal o animal,
y nutrientes. Esta mezcla forma conos de hasta 3 m de altura, separados entre sí.
Debe controlarse la oxigenación de las capas inferiores de los conos, a través de
su remoción regular de un sitio a otro con maquinaria. También se deben mantener
las condiciones óptimas de humedad, temperatura, pH, nutrientes, entre otros
(Perdomo, s.f.).
2.2.3.4 Biopilas.
30
La técnica de biorremediación con biopilas es igual a la de compostaje descrita
anteriormente, excepto por:
La ausencia de agentes mejoradores de origen vegetal o animal.
La eliminación de la aireación por movimiento de un sitio a otro.
Las biopilas permanecen fijas en un mismo lugar, siendo aireadas en sus capas
internas a través de un sistema de tuberías, cuyos costos de instalación, operación
y mantenimiento deben ser considerados desde la fase de diseño del sistema
(Perdomo, s.f.).
2.2.3.5 Landfarming.
La biotecnología denominada “landfarming” (traducido del inglés: labrado de la
tierra), consiste en mezclar el material contaminado (lodos o sedimentos) con los
primeros 30 cm de suelo no contaminado de un terreno extenso. En esos primeros
centímetros de suelo la degradación de las sustancias contaminantes es favorecida
gracias a su aireación y mezcla. Para estas labores se utiliza maquinaria agrícola,
tal como los tractores de arado. La principal desventaja del landfarming consiste en
que requiere necesariamente grandes extensiones de terrenos, que podrían usarse
para la producción de alimentos (Perdomo, s.f.).
2.2.3.6 Fitorremediación.
La fitorremediación, también llamada biorremediación asistida por
microorganismos y plantas, es un conjunto de biotecnologías basadas en la
utilización de plantas y microorganismos para remover, confinar o disminuir la
toxicidad de sustancias contaminantes en aguas superficiales o subterráneas,
lodos y suelos.
Durante la fitorremediación puede ocurrir la degradación, extracción y/o
estabilización (disminución de la biodisponibilidad) del contaminante. Estos
31
procesos dependen de las interacciones entre las plantas y los microorganismos
que habitan muy cerca de sus raíces, en una zona denominada rizósfera (Perdomo,
s.f.).
2.2.4. Línea de base ambiental
Describe aquellos elementos del medio ambiente que se encuentren en el área
de influencia del proyecto o actividad, y que dan origen a la necesidad de presentar
un Estudio de Impacto Ambiental, en consideración a los efectos, características o
circunstancias a que se refiere el artículo 11 de la Ley, sin perjuicio de lo señalado
en el artículo siguiente. Se caracterizará el estado de los elementos del medio
ambiente identificados según lo señalado en el inciso anterior, considerando los
atributos relevantes del área de influencia, su situación actual y, si es procedente,
su posible evolución sin considerar la ejecución o modificación del proyecto o
actividad (Gestión de recursos naturales, 2020).
2.3. Marco legal
2.3.1. Ley de Prevención y Control de la Contaminación Ambiental, 2004
Capitulo II – de la prevención y control de la contaminación de las aguas
Art. 6.- Queda prohibido descargar, sin sujetarse a las correspondientes normas técnicas y regulaciones, a las redes de alcantarillado, o en las quebradas, acequias, ríos, lagos naturales o artificiales, o en las aguas marítimas, así como infiltrar en terrenos, las aguas residuales que contengan contaminantes que sean nocivos a la salud humana, a la fauna, a la flora y a las propiedades. Art. 7.- El Consejo Nacional de Recursos Hídricos, en coordinación con los Ministerios de Salud y del Ambiente, según el caso, elaborarán los proyectos de normas técnicas y de las regulaciones para autorizar las descargas de líquidos residuales, de acuerdo con la calidad de agua que deba tener el cuerpo receptor. Art. 8.- Los Ministerios de Salud y del Ambiente, en sus respectivas áreas de competencia, fijarán el grado de tratamiento que deban tener los residuos líquidos a descargar en el cuerpo receptor, cualquiera sea su origen. Art. 9.- Los Ministerios de Salud y del Ambiente, en sus respectivas áreas de competencia, también, están facultados para supervisar la construcción de las
32
plantas de tratamiento de aguas residuales, así como de su operación y mantenimiento, con el propósito de lograr los objetivos de esta Ley. Capitulo III – De la prevención y control de la contaminación de los suelos Art. 10.- Queda prohibido descargar, sin sujetarse a las correspondientes normas técnicas y regulaciones, cualquier tipo de contaminantes que puedan alterar la calidad del suelo y afectar a la salud humana, la flora, la fauna, los recursos naturales y otros bienes. Art. 11.- Para los efectos de esta Ley, serán consideradas como fuentes potenciales de contaminación, las substancias radioactivas y los desechos sólidos, líquidos o gaseosos de procedencia industrial, agropecuaria, municipal o doméstica. Art. 12.- Los Ministerios de Agricultura y Ganadería y del Ambiente, cada uno en el área de su competencia, limitarán, regularán o prohibirán el empleo de substancias, tales como plaguicidas, herbicidas, fertilizantes, desfoliadores, detergentes, materiales radioactivos y otros, cuyo uso pueda causar contaminación. Art. 13.- Los Ministerios de Salud y del Ambiente, cada uno en el área de su competencia, en coordinación con las municipalidades, planificarán, regularán, normarán, limitarán y supervisarán los sistemas de recolección, transporte y disposición final de basuras en el medio urbano y rural. En igual forma estos Ministerios, en el área de su competencia, en coordinación con la Comisión Ecuatoriana de Energía Atómica, limitarán, regularán, planificarán y supervisarán todo lo concerniente a la disposición final de desechos radioactivos de cualquier origen que fueren. Art. 14.- Las personas naturales o jurídicas que utilicen desechos sólidos o basuras, deberán hacerlo con sujeción a las regulaciones que al efecto se dictará. En caso de contar con sistemas de tratamiento privado o industrializado, requerirán la aprobación de los respectivos proyectos e instalaciones, por parte de los Ministerios de Salud y del Ambiente, en sus respectivas áreas de competencia. Art. 15.- El Ministerio del Ambiente regulará la disposición de los desechos provenientes de productos industriales que, por su naturaleza, no sean biodegradables, tales como plásticos, vidrios, aluminio y otros. Art. 16.- Se concede acción popular para denunciar ante las autoridades competentes, toda actividad que contamine el medio ambiente.
2.3.1 Reglamento ambiental de actividades hidrocarburíferas 2010
Expedir el siguiente reglamento sustitutivo del reglamento ambiental para las operaciones hidrocarburíferas en el ecuador. Art. 1.- Ámbito. El presente Reglamento Ambiental y sus Normas Técnicas Ambientales incorporadas se aplicará a todas las operaciones hidrocarburíferas
33
y afines que se llevan a efecto en el país. El presente Reglamento tiene por objeto regular las actividades hidrocarburíferas de exploración, desarrollo y producción, almacenamiento, transporte, industrialización y comercialización de petróleo crudo, derivados del petróleo, gas natural y afines, susceptibles de producir impactos ambientales en el área de influencia directa, definida en cada caso por el Estudio Ambiental respectivo. Art. 2.- Parámetros y definiciones. Para los fines del Presente Reglamento, se
incorporan y forman parte del mismo, los parámetros, límites permisibles, formatos y métodos, así como las definiciones de los términos generalmente utilizados en la industria hidrocarburíferas y en la temática ambiental que constan en los Anexos Nos. 1, 2, 3, 4, 5 y 6.
Art. 3.- Autoridad ambiental.- Como parte del Sistema Nacional Descentralizado de Gestión Ambiental, la Subsecretaría de Protección Ambiental (SPA) del Ministerio de Energía y Minas, a través de la Dirección Nacional de Protección Ambiental Hidrocarburíferas, será la dependencia técnico – administrativa del sector que controlará, fiscalizará y auditará la gestión ambiental en las actividades hidrocarburíferas; realizará la evaluación, aprobación y el seguimiento de los Estudios Ambientales en todo el territorio ecuatoriano; de igual manera verificará el cumplimiento de este Reglamento y vigilará que los causantes en caso de incumplimiento del mismo, cumplan con las disposiciones y recomendaciones respectivas. Nota: Artículo reformado por Art. 5 de Decreto Ejecutivo No. 833, publicado en Registro Oficial 247 de 8 de enero del 2008. Art. 4.- Sujetos de control.- Para efectos de la aplicación de este Reglamento, se entenderán como sujetos de control PETROECUADOR, sus filiales y sus contratistas o asociados para la exploración y explotación, refinación o industrialización de hidrocarburos, almacenamiento y transporte de hidrocarburos y comercialización de derivados de petróleo, así como las empresas nacionales o extranjeras legalmente establecidas en el país que hayan sido debidamente autorizadas para la realización de estas actividades. Art. 5.- Restablecimiento de condiciones. Si por disposiciones posteriores a la firma de un contrato o aprobación de un Proyecto o plan de desarrollo, se establecieren áreas ecológicamente sensibles o culturalmente vulnerables, tales como núcleos de conservación, zonas intangibles u otras, tales como hábitat de pueblos no contactados y/o en peligro de desaparición, alterando las condiciones técnicas y económicas de la operación petrolera, el Estado y la compañía respectiva deberán encontrar las vías de solución para reestablecer las condiciones originales del contrato o modificar el contrato por acuerdo mutuo. Art. 6.- Coordinación. Los sujetos de control deberán coordinar con la Subsecretaría de Protección Ambiental del Ministerio de Energía y Minas, la gestión ambiental y los aspectos sociales contemplados en el Plan de Manejo Ambiental respectivo. En consecuencia, le corresponde a la Subsecretaría de Protección Ambiental coordinar la participación de las organizaciones de la sociedad civil local, pueblos indígenas, comunidades campesinas y población en general. La Subsecretaría de Protección Ambiental del Ministerio de Energía y Minas coordinará con los otros organismos del Estado que tengan relación con
34
el medio ambiente y el temático socio – ambiental, en las actividades hidrocarburíferas de los sujetos de control. Art. 7.- Procedimiento de coordinación para áreas protegidas. Los estudios ambientales para la ejecución de proyectos petroleros que incluyan actividades hidrocarburíferas en zonas pertenecientes al Patrimonio Nacional de Áreas Naturales, Bosques y Vegetación Protectores deberán contar con el pronunciamiento previo del Ministerio del Ambiente en que se establezcan las condiciones técnicas mínimas que debe cumplir la gestión ambiental a desarrollarse. A partir de dicho pronunciamiento, las actividades específicas se sujetarán al trámite y niveles de coordinación establecidos en este Reglamento. De igual modo, la Subsecretaría de Protección Ambiental coordinará con el Ministerio del Ambiente en la evaluación y aprobación de los Términos de Referencia para zonas del Patrimonio Nacional de Áreas Naturales, Bosques y Vegetación Protectores, tanto en lo que se refiere a Estudios como Auditorías Ambientales. Art. 8.- Aspectos ambientales en procesos de licitación. El organismo encargado para licitaciones petroleras deberá contar con el pronunciamiento previo de la Subsecretaría de Protección Ambiental para la consideración de aspectos ambientales en los procesos de licitación estatal. Art. 9.-Nota: Artículo derogado por Disposición Final Tercera de Decreto Ejecutivo No. 1040, publicado en Registro Oficial 332 de 8 de mayo del 2008. Capítulo II programa y presupuesto ambientales Art. 10.- Programa y presupuesto ambiental anual.- Los sujetos de control, de conformidad con lo que dispone el Art. 31, literales c, k, s, y t de la Ley de Hidrocarburos, deberán presentar hasta el primero de diciembre de cada año, o dentro del plazo estipulado en cada contrato, al Ministerio de Energía y Minas, el programa anual de actividades ambientales derivado del respectivo Plan de Manejo Ambiental y el presupuesto ambiental del año siguiente para su evaluación y aprobación en base del respectivo pronunciamiento de la Subsecretaría de Protección Ambiental, como parte integrante del programa y presupuesto generales de las actividades contractuales, que deberá incluir los aspectos de operaciones, de inversiones y gastos administrativos, rubros que a su vez deberán estar claramente identificados en el presupuesto consolidado de los entes mencionados. Art. 11.- Informe ambiental anual. Los sujetos de control, igualmente, presentarán a la Subsecretaría de Protección Ambiental, hasta el treinta y uno de enero de cada año y conforme al Formato No. 5 del Anexo 4 de este Reglamento, el informe anual de las actividades ambientales cumplidas en el año inmediato anterior, como parte del informe anual de actividades contractuales. Este informe deberá describir y evaluar las actividades ambientales presupuestadas que han sido ejecutadas, en relación con las que consten en el programa anual de actividades antes referido, sin perjuicio de que la Subsecretaría requiera informes específicos en cualquier tiempo.
35
Art. 12.- Monitoreo ambiental interno. Los sujetos de control deberán realizar el monitoreo ambiental interno de sus emisiones a la atmósfera, descargas líquidas y sólidas, así como de la remediación de suelos y/o piscinas contaminadas. Para tal efecto, deberán presentar a la Dirección Nacional de Protección Ambiental Hidrocarburíferas la identificación de los puntos de monitoreo según los Formatos Nos. 1 y 2 del Anexo 4 de este Reglamento. La Dirección Nacional de Protección Ambiental Hidrocarburíferas aprobará los puntos de monitoreo u ordenará, en base a la situación ambiental del área de operaciones, que se modifiquen dichos Puntos. Los análisis de dicho monitoreo interno se reportarán a la Subsecretaría de Protección Ambiental del Ministerio de Energía y Minas, a través de la Dirección Nacional de Protección Ambiental Hidrocarburíferas, cumpliendo con los requisitos de los Formularios Nos. 3 y 4 del Anexo 4 de este Reglamento por escrito y en forma electrónica: - Mensualmente para el periodo de perforación y para refinerías en base de los análisis diarios de descargas y semanales de emisiones; - Trimestralmente para todas las demás fases, instalaciones y actividades hidrocarburíferas, con excepción de las referidas en el siguiente punto, en base de los análisis mensuales para descargas y trimestrales para emisiones; - Anualmente para las fases, instalaciones y actividades de almacenamiento, transporte, comercialización y venta de hidrocarburos en base de los análisis semestrales de descargas y emisiones. La frecuencia de los monitoreos y reportes respectivos podrá ser modificada, una vez que en base de los estudios pertinentes la Subsecretaría de Protección Ambiental lo autorice. Nota: Artículo reformado por Art. 5 de Decreto Ejecutivo No. 833, publicado en Registro Oficial 247 de 8 de enero del 2008.
Art. 13.- Presentación de Estudios Ambientales.- Los sujetos de control presentarán, previo al inicio de cualquier proyecto, los Estudios Ambientales de la fase correspondiente de las operaciones a la Subsecretaría de Protección Ambiental (SPA) del Ministerio de Energía y Minas (MEM) para su análisis, evaluación, aprobación y seguimiento, de acuerdo con las definiciones y guías metodológicas establecidas en el Capítulo IV de este Reglamento y de conformidad con el marco jurídico ambiental regulatorio de cada contrato de exploración, explotación, comercialización y/o distribución de hidrocarburos. Los estudios ambientales deberán ser elaborados por consultores o firmas consultoras debidamente calificadas e inscritas en el respectivo registro de la Subsecretaría de Protección Ambiental. Para el desarrollo de las actividades hidrocarburíferas, deberán presentar a la Subsecretaría de Protección Ambiental (SPA) por intermedio de la Dirección Nacional de Protección Ambiental Hidrocarburífera el Diagnóstico Ambiental - Línea Base o la respectiva actualización y profundización del mismo, los Estudios de Impacto Ambiental y los complementarios que sean del caso. Para iniciar o proseguir con los programas de trabajo en una nueva fase, se presentará el Estudio ambiental correspondiente, el cual no podrá ser tramitado si no se hubiere previamente aprobado el Estudio Ambiental correspondiente a la fase anterior si existiera ésta. La SPA a través de la Dirección Nacional de Protección Ambiental Hidrocarburífera en el término máximo de 30 días posteriores a la recepción de dichos estudios emitirá el respectivo informe. Dentro de los primeros 15 días de dicho término, la Subsecretaría de Protección Ambiental pedirá la documentación ampliatoria y/o aclaratoria, si fuera el caso.
36
Art. 16.- Monitoreo de programas de remediación. La Subsecretaría de Protección Ambiental coordinará con las Unidades Ambientales de las compañías los aspectos técnicos del monitoreo y control de programas y proyectos de remediación ambiental que, previo a su ejecución, tienen que presentarse a la Subsecretaría de Protección Ambiental para su respectiva aprobación, sin perjuicio de las acciones a tomarse inmediatamente después de cualquier incidente. Los programas o proyectos de remediación sujetos a aprobación y seguimiento por parte de la Subsecretaría de Protección Ambiental a través de la Dirección Nacional de Protección Ambiental Hidrocarburífera serán la remediación de piscinas y/o suelos contaminados, así como la remediación después de accidentes mayores en los que se hayan derramado más de cinco barriles de crudo, combustible y otro producto (Ministerio de Ambiente, 2010).
37
3. Materiales y métodos
3.1. Enfoque de la investigación
3.1.1. Tipo de investigación
El tipo de investigación fue descriptiva y bibliográfica porque se recopiló la
información de fuentes confidenciales bibliográficas a través de artículos científicos,
revistas científicas, páginas web oficiales, biblioteca digital, repositorios, y tesis.
El nivel de conocimiento de la investigación fue explorativa porque se recabó
información acerca del tema, investigando cada parte del tema utilizando un
procedimiento analítico, y también la investigación fue descriptiva porque se detalló
cada indicador que correspondió a cada objetivo, en comprender la teoría, los
conceptos, procesos pertinentes y hacer una comparación de resultados que vayan
acorde con lo planteado en la formulación del problema.
3.1.2. Diseño de investigación
Es no experimental porque se recabó la información mediante fuentes
bibliográficas utilizando medios informáticos para la recopilación de la investigación
desarrollada.
3.2. Metodología
3.2.1. Variables.
3.2.1.1. Variable independiente.
Técnicas de biorremediación para disminuir el derrame de petróleo en el rio
Coca
3.2.1.2. Variables dependientes.
Porcentaje de remoción de Hidrocarburos por métodos físicos
Porcentaje de remoción de Hidrocarburos por métodos químicos
38
Porcentaje de remoción de Hidrocarburos por el método biológico de
remediación con bacterias.
3.2.2. Tratamientos
La investigación fue no experimental investigativa, por ende, no se aplicarán
tratamientos.
3.2.3. Diseño experimental
No se realizó ningún diseño experimental porque no se hizo estudio de campo.
El diseño de este tema de investigación se basó en la parte teórica, utilizando la
interpretación de datos cuantitativos y cualitativos realizados por otras fuentes
investigativas.
3.2.4. Recolección de datos.
3.2.4.1. Recursos.
En este trabajo de investigación no se realizó ningún estudió de campo, es decir,
ni se utilizaron materiales de laboratorio o componentes químicos, pero si se trabajó
con los siguientes recursos:
Humano: Asesoría del tutor, docentes.
Herramientas tecnológicas: Microsoft office, internet, computadora, artículos
y revistas digitales, blogs.
Material didáctico: Fichas técnicas, libros, formato de tesis, normas APA.
3.2.4.2. Métodos y técnicas
El método fue bibliográfico, es decir, explorativo, descriptivo y explicativo, siendo
las citas textuales nuestra referencia documentada para el desarrollo de cada uno
de los objetivos específicos. Las técnicas de investigación fue la observación,
lectura comprensiva, línea de base, método de Leopold, pensamiento crítico, reglas
39
ortográficas, desarrollo coherente y cohesivo de los párrafos y el análisis y síntesis
de la información recabada.
En el primer objetivo se buscó información de las características geográficas en
el rio Coca mediante una línea de base ambiental, es decir, obtener datos
relevantes que permita conocer las variables pertinentes del sector mediante
fuentes oficiales como: SENPLADES, Museo Ecuatoriano de las Ciencias
Naturales, Texto unificado de la ley secundaria del medio amiente - TULSMA,
Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología - INAMH estaciones meteorológicas
Coca – Aeropuerto I (M 053) y palmar del río Huashito (M293) y el PDYOT (Plan
de desarrollo y ordenamiento territorial) durante el periodo 2015 -2019.
En el segundo objetivo se realizó un cuadro comparativo de las diferentes
técnicas de biorremediación aplicada en suelos contaminados de los varios casos
de estudios realizados a través de fuentes bibliográficas.
En el tercer objetivo se elegió la técnica de biorremediación más óptima de
acuerdo a los resultados de los objetivos anteriores que cumplan con el reglamento
ambiental de actividades hidrocarburíferas mediante el decreto ejecutivo 1215
modificado en el año 2010 RAOH por parte del Ministerio de Ambiente y Agua.
3.2.5. Análisis estadístico
El análisis estadístico fue descriptivo se interpretó para comprender de mejor
forma la situación actual del medio ambiente en el rio Coca a través del método
matricial de Leopold que sirvió para identificar impactos ambientales en la zona de
estudio. Los resultados que se obtuvo fueron de manera cualitativa a través de
medidas de magnitud donde uno indica la magnitud (de -10 a +10) y el segundo la
importancia (de 1 a 10).
Nota. Información por parte del INAMHI INAMHI, 2020
4. Resultados
4.1. Determinación de la situación actual del área de estudio mediante una
línea de base ambiental
A continuación, se describen las condiciones de cada uno de los medios
descritos y sus respectivos elementos constitutivos.
4.1.1. Medio físico
4.1.1.1 Climatología.
La caracterización climática representa la variabilidad en el tiempo y en el
espacio de los referentes parámetros meteorológicos. Se caracteriza la variabilidad
climática en base a los registros históricos de la estación climática más cercana al
sitio de estudio, la cual corresponde a las estaciones meteorológicas Coca
Aeropuerto (M 053) Y Palmar del río Huashito (M293) con datos registros desde el
año 2015 al 2019, como se presenta en la tabla 1.
Tabla 1. Resumen climático multianual promedio. Periodo 2015-2019 Parámetros (Valores Medios)
Prec. (Mm)
Humed. Relativa (%)
Nub. Temp. Veloc.Del Viento (M/S)
Ene 194,6 76,8 78,09 27,3 2,04 Feb 245,6 79 84,4 26,9 2,02 Mar 304,6 80,8 84 26,5 2,04 Abr 317,5 81 86,3 26,4 189 May 326,4 81,3 84 26,3 1,93 Jun 304 81,4 84,8 25,7 1,93 Jul 240,2 79,8 84,8 25,5 1,98 Ago 172,6 76,8 76,1 26,5 1,95 Sep 213,3 75,7 78,1 27 1,92 Oct 267,1 76 77,7 27,3 1,93 Nov 289,7 77,5 80,5 27,2 1,93 Dic 267,6 77,2 79,3 27,3 1,94
Media 261,9 78,6 81,6 26,7 1,96
41
Figura 2. Distribución mensual de la precipitación (mm) INAMHI, 2020
4.1.1.2 Precipitación.
El régimen pluviométrico interanual presenta una distribución aproximadamente
normal, cuyo pico más importante se ubica entre los meses de abril y mayo. El mes
con mayor precipitación (326,4 mm) es mayo y el de menor precipitación (172,6
mm) en agosto (INAMHI, 2020).
En la figura 2 se puede apreciar la distribución geográfica de las precipitaciones,
en los puntos de la superficie que tienen igual cantidad de precipitación; el área de
estudio se encuentra entre los rangos de precipitación media de (3000 mm – 4000
mm) y un rango (4000 mm – 5000 mm) según la información obtenida en la estación
meteorológica Coca-Aeropuerto.
4.1.1.3 Temperatura.
La temperatura media anual es de 25oC, con una oscilación térmica mínima, los
valores máximos se producen en los meses de octubre a enero y los mínimos entre
junio y julio.
42
Figura 3. Distribución mensual de la temperatura INAMHI, 2020
Figura 4. Distribución mensual de la humedad relativa INAMHI, 2020
En la figura 3, el área de estudio nos indica que el rango promedio de
temperatura es de 24oC – 26oC.
4.1.1.4 Humedad relativa.
La humedad es un parámetro importante en la información de los fenómenos
meteorológicos, conjuntamente con la temperatura, caracteriza la intensidad de la
evapotranspiración, a su vez tiene directa relación con la disponibilidad de agua
aprovechable.
43
Figura 5. Distribución mensual de la nubosidad (%) INAMHI, 2020
En la figura 4, los humedales relativos mínimas se encuentran solo 4 meses al
año por debajo del 80%. La humedad relativa media en la estación es de 78,6%,
los valores máximos ocurren mayo y junio con la época invernal.
4.1.1.5 Nubosidad.
Según la figura 5, la nubosidad varía en relación directa con la precipitación,
humedad relativa y temperatura. Como se aprecia en la gráfica la nubosidad media
mensual de las estaciones más cercanas está entre 6 y 7 (76 y 86%), durante todo
el año.
4.1.1.6 Hidrología.
Las cuencas hidrográficas ofrecen numerosos servicios a la sociedad. El
suministro mundial de agua dulce para uso doméstico, agrícola e industrial
depende mucho de los caudales que se producen y regulan en las cuencas. La
agricultura y la seguridad alimentaria dependen en gran medida del agua superficial
y los sedimentos, recogidos y transportados por las laderas de las cuencas (GAD-
PDYOT, 2015).
44
4.1.1.7 Cuencas y subcuencas hidrográficas de la provincia de Orellana
De acuerdo a su ubicación geográfica, la provincia de Orellana está ubicada en
la vertiente del Amazonas dentro del sistema hidrográfico de la cuenca del Río
Napo; conformada, a su vez, por las subcuencas hidrográficas de los ríos: Aguarico,
Cononaco, Nashiño, Curaray, Coca, Yasuní, Tiputini, Payamino, Indillama, Bueno
y los drenajes menores (GAD-PDYOT, 2015).
Calidad del agua
La calidad de agua es una variable ecológica de vital importancia para mantener
los ecosistemas y atender diferentes demandas, ya sean estas para consumo
humano, riego, preservación de flora y fauna, entre otras (GAD-PDYOT, 2015).
Dentro de las fuentes que alteran la calidad del agua (propiedades físico-
químicas) se encuentran las descargas sin tratamiento previo, pudiendo ser estas:
descargas residuales domésticas o domiciliarias con altas concentraciones de
aceites y grasas y altas concentraciones de microorganismos patógenos: y
descargas residuales industriales con altas concentraciones de hidrocarburos
totales de petróleo y/o alta concentración de metales pesados (GAD-PDYOT,
2015).
Análisis de características físicos-químicas
Para el análisis en la hidrografía de la provincia de Orellana se realizó un
monitoreo en 75 puntos estratégicos, que deben ser tomados en cuenta para que
el agua sea permisible para el consumo humano (GAD-PDYOT, 2015). (Ver en
anexos figura 20).
De los análisis que se realizó en los puntos estratégicos se encontró como
resultado que existen ciertos parámetros que están fuera de límite del máximo
permisible para aguas de consumo humano y uso doméstico, que únicamente
45
requieren tratamiento convencional de acuerdo a lo establecido en TULSMA libro
VI en anexo 1 (Ver en anexos figura 21). También existen parámetros fuera de los
límites máximos permisibles para aguas de consumo humano y uso doméstico que
únicamente requieren concentraciones de bario y vanadio. Por otro lado, se
evidencia la presencia de hidrocarburos totales de petróleo en los resultados. GAD-
PDYOT (2015) indica:
De esta forma, los parámetros que presentan anomalías son: oxígeno disuelto, hierro, aceites y grasas, coliformes fecales y totales. Dada las características de la provincia el parámetro hierro siempre será elevado y además hay una gran presencia de coliformes fecales y totales; a lo cual puede asociarse el alto número de atenciones médicas por enfermedades del sistema digestivo que se presenta en la provincia. (p.34)
Monitoreo de sedimentos
Otra forma de detectar niveles de contaminación en las fuentes hídricas, es
mediante el muestreo de sedimentos que se asientan en el lecho de los cuerpos
de agua. GAD-PDYOT (2015) menciona: “Este análisis se realizó para determinarla
existencia de acumulación de agentes contaminantes, principalmente de metales
pesados derivados de la industria petrolera” (Ver en anexos tabla 14).
En general, los suelos de la provincia, debido a sus características contienen
altas concentraciones de bario y vanadio y por otro lado se evidencia la presencia
de hidrocarburos totales de petróleo en los resultados.
Monitoreo de macro-invertebrados acuáticos
En la provincia de Orellana, se han implementado un total de 116 estaciones de
monitoreo de macro-invertebrados, lo que permite tener indicios del estado de los
ríos y la calidad de sus aguas. Para determinar el Índice de calidad de agua
mediante el uso de macro invertebrados (BMWP/Col) (GAD-PDYOT, 2015).
46
Este análisis se basa en la combinación del número de taxa totales con un valor
de tolerancia/intolerancia, a nivel taxonómico de familia y el valor final se obtiene
de una sumatoria de los valores de intolerancia de cada una de las familias, que
van de 1 a 10. Los rangos de las clases definen la calidad del agua. La información
muestra que la mayoría de estaciones monitoreadas, muestran deterioro de la
calidad de agua con el paso del tiempo. Los análisis muestran que el 57% del agua
de la provincia tiene calidad regular, el 20% tiene calidad mala, el 16% calidad muy
mala; y tan solo un 7% del agua de la provincia tendría una condición aceptable
(GAD-PDYOT, 2015).
4.1.1.7.1 Suelo.
El análisis del suelo permite el conocimiento de este recurso natural, en sus
características y relieve a efectos de predecir su comportamiento y adaptabilidad
para su correcto uso y manejo. Esta clasificación se realiza a través de un sistema,
que agrupa los suelos con iguales o similares características, a fin de definir las
prácticas de uso adecuadas a sus condiciones naturales (GAD-PDYOT, 2015).
Es importante mencionar que la calidad del suelo es variable y los suelos
responden de forma distinta conforme las prácticas implementadas sobre él. Se
incluyen los elementos de la calidad del suelo, las propiedades físicas, químicas y
biológicas inherentes y las dinámicas (GAD-PDYOT, 2015).
Taxonomía
El perfil del suelo cuando se observa detenidamente se representa compuesto
de varias capas (GAD-PDYOT, 2015) indica:
Horizonte A: capa superior, posee mayor actividad biológica, generalmente está enriquecida con materia orgánica y es más oscura que el suelo subyacente. Plantas, animales y residuos interactúan con gran cantidad de microorganismos. Horizonte B: horizonte mineral en el cual la estructura de roca está destruida o es apenas evidente. Algunos de sus materiales (arcilla o carbonatos) son filtrados del horizonte A por agua percolada. Suele ser más grueso que el A. La
47
acumulación de arcilla y la presión de la capa superior reducen la porosidad de las capas más profundas. Esto a veces inhibe la areación, el drenaje interno de agua y la penetración de las raíces. Horizonte C: horizonte (o capa) mineral de material no consolidado a partir del cual se presume que se haya formado el solum y que no muestra propiedades diagnósticas de ningún otro horizonte principal. Horizonte R: roca originaria (dura o friable, que no ha estado bajo la acción del proceso de formación del suelo). La roca de las capas R es suficientemente coherente cuando húmeda como para tornar impracticable su excavación a mano con una pala. La roca puede contener fisuras, pero éstas son muy escasas y pequeñas como para permitir un desarrollo significativo de raíces. (p.23) Clase de textura
La textura del suelo se refiere a la proporción (en porcentaje de peso) de las
partículas menores a 2 mm de diámetro existentes en los horizontes del suelo13.
De acuerdo a USDA (1999), la textura del suelo puede clasificarse en 3 grupos
básicos que son:
Arena: representa la parte inerte del suelo y tiene por lo tanto solamente
funciones mecánicas, constituye el armazón interno sobre el cual se apoyan
las otras fracciones finas del suelo, facilitando la circulación del agua y del
aire. Son las partículas más grandes con tamaños mayores a 0,05 mm y
menores a 2 mm. A su vez la arena puede subdividirse en gruesa, intermedia
como media, y las menores como fina.
Limo: participa solo en forma limitada en la actividad química del suelo, con
las partículas de diámetro inferior, mientras que su influencia en la relación
agua–suelo no es insignificante, y se incrementa con el aumento de los
diámetros menores de este. Poseen diámetros entre 0,002 y 0,05 mm.
Arcilla: comprende toda la parte coloidal mineral del suelo, y representa la
fracción más activa, tanto desde el punto de vista físico como del químico,
participando en el intercambio iónico, y reaccionando en forma más o menos
evidente a la presencia del agua, según su naturaleza. Corresponden a las
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partículas más pequeñas y se clasifican por el USDA como las de diámetros
menores de 0,002 mm. Como se puede observar en el diagrama textural,
varias son las clases texturales existentes, generadas en función de la
composición porcentual de arena, arcilla y limo presentes en el suelo.
Tabla 2. Clases texturales Textura General %
Arena %Limo %Arcilla Clase Textural
Suelos arenosos (textura gruesa)
86-100 70-86
0-14 0-30
0-10 0-15
Arenoso Franco arenoso
Suelos francos (textura moderadamente gruesa)
50-70 0-50 0-20 Franco arenoso
Suelos francos (textura moderadamente fina)
45-80 0-28 20-35 Franco arenoso arcilloso
Suelos francos (textura mediana)
23-52 20-50
28-50 74-88
7-27 0-27
Franco Franco limoso
Suelos arcillosos (textura fina) 45-65 0-20 0-45
0-20 40-60 0-40
35-55 40-60
40-100
Arcilloso arenoso Arcilloso limoso
Arcilloso GAD-PDYOT, 2015
De acuerdo a la tabla 2 se han registrado un total de 151 derrames, de los cuales
el 50,10% han ocurrido en el cantón Francisco de Orellana; un 49,79% en el cantón
Joya de los Sachas y apenas un 0,21% en el cantón Aguarico. En el caso de las
parroquias, se puede apreciar que las de mayor contaminación son: La Joya de los
Sachas con un 33,06% de derrames y Dayuma con 31,39% (GAD-PDYOT, 2015).
Al analizar la tabla 3 la cobertura vegetal afectada por derrames de petróleo en
los cantones Francisco de Orellana y Joya de los Sachas, se ha determinado que
las áreas agropecuarias son las más afectadas por los derrames. El 86,4% de los
pasivos ambientales encontrados afectan a este tipo de cobertura vegetal. En esta
zona se encuentran asentados algunos centros poblados, por lo que también
podrían existir afectaciones a la salud de la población (GAD-PDYOT, 2015).
49
Tabla 3. Porcentaje de áreas afectadas por derrames Cobertura Vegetal Y Uso De Suelo
Áreas Afectada Por Derrames En El Cantón La Joya De Los Sachas (Ha)
Área Afectada Por Derrames Ene L Cantón Francisco De Orellana (Ha)
Áreas agropecuarias 29,05 28,74 Bosque nativo ….. 4,08 Bosque nativo intervenido 2,51 0,33 Humedales 1,50 .. Otras áreas 4,92 0,92 Zonas urbanas 7,49 .. TOTAL 45,47 34,07 PORCENTAJE 0,04% 0,005%
GAD-PDYOT, 2015
4.1.2. Medio biótico
4.1.2.1 Paisaje vegetal
La provincia de Orellana representa el 8,54% del territorio nacional y el 15,71%
del territorio de la Amazonía Ecuatoriana. Es la zona ambientalmente más
importante y al mismo tiempo más amenazada del país. El bosque húmedo tropical,
como toda la selva amazónica, es un ecosistema sumamente rico; importante a
nivel local, regional y mundial, dada la riqueza de sus recursos naturales y las
oportunidades y ganancias que estos pueden crear a largo plazo, si son bien
manejados. Igualmente desempeña un papel importante dentro del clima global
(GAD-PDYOT, 2015).
La Provincia de Orellana se halla localizada en la región amazónica, en donde
se pueden diferenciar tres grandes paisajes: (1) Vertiente externa de la Cordillera
Oriental, (2) la zona subandina y (3) la cuenca amazónica. Cada gran paisaje está
dividido en paisajes y estos a la vez en formas del relieve. GAD-PDYOT (2015)
indica:
a.1 Paisaje: Vertiente Andina Alta Forma de Relieve: Relieves volcánicos y derrames lávicos (Rma, Rmm) Las formas de relieve están directamente relacionadas con la formación de volcanes como el Sumaco y Reventador, los cuales han presentado diversos episodios de erupciones que han dado lugar a varios derrames de lava, así como
50
proyecciones piroclásticas. Su relieve es muy irregular con vertientes fuertes a medias y pendientes mayores a 50%. b. Gran Paisaje: Zona Subandina Caracterizado por seguir la misma dirección de la vertiente externa de la Cordillera Oriental con alturas comprendidas entre los 500 a los 2.500 metros de altura. Geológicamente, esta zona ha tenido un fuerte proceso tectónico que ha permitido la formación de importantes formas de relieve de tipo estructural con la presencia de mesas con disección variable, cuestas y chevrones. A este paisaje se suma la zona de piedemonte que igualmente ha sufrido levantamientos para dar lugar a la formación de mesas con disección variable y en algunas zonas tendiendo a la formación colinada. En general su litología está constituida por rocas sedimentarias, recubiertas por cenizas. b.1 Paisaje: Vertiente Subandina Forma de relieve: Relieve de Mesas (M, Md). Estos relieves están representados por estructuras horizontales ligeramente disectadas, las cuales han sufrido procesos erosivos. Se presentan diferentes niveles, con presencia de abruptos fuertes a medianos, desarrollados sobre rocas sedimentarias, sus pendientes varían de 5 a 12% en la superficie, más de 25% para las vertientes y sobre 50% en los abruptos. c.2 Paisaje de Llanura (Lla, LLm, LLb, All) Relieve: Llanuras de esparcimiento alto Se localizan en la unión entre la zona subandina y la cuenca amazónica, caracterizadas por sus zonas planas a ligeramente disectadas, desarrolladas por depósitos de esparcimiento de arenas y conglomerados, especialmente de la formación Mera. Relieve: Llanuras de esparcimiento medio y bajo Presentes en la zona de la ciudad de Puerto Francisco de Orellana y a lo largo del río Napo con mayor presencia hacia el norte de éste; y, entre el río Napo y el río Tiputini en la zona oriental de Orellana. Se caracterizan por un relieve plano a ligeramente ondulado, desarrollado sobre materiales de origen aluvial especialmente gravas, cantos, arenas. Se hallan dentro de estas zonas muy deprimidas, zonas de meandros, collares de buey y pequeños diques. c.3 Paisaje de Mesas (M) Localizado en la parte sur en el límite con Pastaza. Se han desarrollado dos tipos de estructuras: (1) mesas (superficies horizontales) ligeramente disectadas y (2) mesas destruidas que han sufrido un fuerte proceso erosivo. En estos relieves se han determinado tres niveles siendo el M (1) el más bajo, rodeado por fuertes abruptos de alturas de más de 20 a 100 metros de altura y pendientes mayores a 40%. Estos relieves corresponden al piedemonte lejano, especialmente constituidos por materiales arcillosos, conglomerados y capas de areniscas de la formación Mera. c.4 Paisajes de origen fluvial Relieve: Terrazas (Ta, Tm, Tb, Ti) La acción fluvial es muy fuerte dentro de la Provincia; ríos como el Coca, Napo, Tiputini y Cononaco, entre los principales, han desarrollado fuertes procesos de transporte, erosión y acumulación, formando bancos de arena, islas pequeñas y meandros abandonados. Dentro de la acción fluvial la formación de terrazas altas, medias, bajas e indiferenciadas producto de procesos erosivos y colmatación; forman superficies planas, estrechas y alargadas delimitadas por pequeños abruptos, que diferencian las terrazas altas, medias y bajas. (p.36)
51
4.1.2.2 Ecosistema
Sobre la base del Sistema de Clasificación de los Ecosistemas del Ecuador
Continental, realizado por el MAE (2012), se han identificado 25 tipos de
ecosistemas en la Amazonía ecuatoriana y de ellos 15 se encuentran al interior del
territorio de la provincia de Orellana, incluyendo agua y bosque intervenido. Estos
ecosistemas están influenciados por factores ambientales como el bioclima, el
relieve, el suelo, regímenes de inundación, entre otros factores, que definen las
características fisiológicas y fisonómicas de la cobertura vegetal inherente a cada
ecosistema, mostrándose en la tabla 4 (Ministerio de Ambiente y Agua, 2012).
Tabla 4. Ecosistemas de la provincia de Orellana No. Ecosistemas Extensión (Ha) Porcentaje
1 Bosque siempreverde de penillanura del sector Napo-Curaray
1.244.244 57,40%
2 Bosque siempreverde de penillanura del sector Aguarico-Putumayo-Caquetá
277.474 10,49%
3 Bosque intervenido 228.335 10,29%
4 Bosque inundado de palmas de la llanura aluvial de la Amazonía
176.616 8,15%
5 Bosque inundable de la llanura aluvial de los ríos de origen amazónico
115.426 5,32%
6 Bosque inundable de la llanura aluvial de los ríos de origen andino y de cordilleras amazónicas
27.326 1,26%
7 Bosque siempreverde piemontano del norte-centro de la cordillera oriental de los andes
73.112 3.37%
8 Agua 32.147 1,48%
9 Bosque inundado de la llanura aluvial de la Amazonía
28.900 1,33%
10 Otros 6.599 0,30%
11 Herbazal inundado lacustre- ripario de la llanura aluvial de la Amazonía
5.408 0,25%
12 Bosque siempreverde piemontano de Galeras
5.162 0,24%
13 Bosque siempreverde montano bajo de Galeras
1.127 0,05%
52
14 Bosque inundable y vegetación lacustre-riparia de aguas negras de la Amazonía
580 0,03%
15 Bosque con bambú de la Amazonía oriental de los Andes
549 0,03%
Total, ecosistemas en la provincia de Orellana 2.173.005 100% Ministerio de Ambiente y Agua, 2012
4.1.2.3 Flora
En la provincia de Orellana, se pudo identificar la vegetación que existe en el
lugar de acuerdo a los estudios y monitoreos realizados por el Ministerio de
Ambiente en el año 2012, que desarrolló el sistema de clasificación de los
ecosistemas en la Amazonia ecuatoriana.
d. Bosque con bambú de la Amazonía
Especies diagnósticas: Poaceae: Guadua sp.; Arecaceae: Oenocarpus
bataua; Iriartea deltoidea; Chelyocarpus ulei.
Referencias geográficas: Vía Hollín-Loreto al pie del volcán Sumaco, Oglán-
Arajuno, la cuenca del río Pastaza, cuenca del río Corrientes y Tigre hacia
el límite con Perú, en la comunidad de Dobuno, y en zonas adyacentes a los
planos de inundación de los ríos Santiago, Pastaza.
e. Bosque siempreverde de Penillanura del sector Aguarico-Putumayo-
Caquetá
Especies diagnósticas: Apocynaceae: Macoubea guianensis, Macoubea
sprucei, Aspidosperma excelsum, Aspidosperma sandwithianum, Rauvolfia
polyphylla, Rhigospira quadrangularis; Annonaceae: Fusaea longifolia,
Fusaea peruviana, Guatteriopsis ramiflora, Oxandra euneura; Arecaceae:
Oenocarpus bataua; Bombacaceae: Matisia lasiocalyx; Bombacaceae:
Matisia malacocalyx; Burseraceae: Crepidospermum prancei,
Crepidospermum rhoifolium, Dacryodes belemensis, Dacryodes
chimantensis, Protium polybotrium, Protium rubrum, Protium spruceanum,
53
Protium subserratum; Chrysobalanaceae: Licania canescens, Licania
cuyabenensis, Licania hypoleuca, Licania urceolaris, Licania Octandra,
Couepia subcordata; Clusiaceae: Caraipa grandifolia, Tovomita umbellata;
Elaeocarpaceae: Sloanea monosperma; Erythroxylaceae: Erythroxylum
divaricatum; Euphorbiaceae: Podocalyx loranthoides, Pogonophora
schomburgkiana, Pseudosenefeldera inclinata; Fabaceae: Swartzia
racemosa, Tachigali setifera, Clathrotropis macrocarpa; Flacourtiaceae:
Neoptychocarpus killippii; Humiriaceae: Saccoglottis guianensis, Vantanea
parviflora, Vantanea peruviana; Lauraceae: Mezilaurus itauba, Mezilaurus
opaca, Mezilaurus sprucei; Lecythidaceae: Couratari oligantha, Eschweilera
itayensis, Eschweilera laevicarpa, Eschweilera rufifolia, Eschweilera
tessmannii; Linaceae: Roucheria calophylla, Roucheria schomburgkii,
Malvaceae, Eriotheca longitubulosa, Huberodendron swietenioides,
Sterculia killipiana; Moraceae: Brosimum lactescens, Brosimun rubescens,
Helicostylis elegans, Helicostylis turbinata, Naucleopsis concinna,
Naucleopsis.
Referencias geográficas: Sector Cuyabeno-Güeppí, Lagartococha, Alta
Florencia, Santa Teresita, Zancudo-Cocha, Sábalo.
f. Bosque siempreverde montano bajo de Galeras
Especies diagnósticas: Annonaceae: Guatteria amazónica, Guatteria
glaberrima; Arecaceae: Dictiocaryum lamarckianum, Wettinia anómala;
Chloranthaceae: Hedyosmum sprucei; Chrysobalanaceae: Hirtella
pilosissima; Clusiaceae: Clusia alata, Clusia ducuoides, Clusia flavida,
Tovomita weddelliana; Cunoniaceae: Weinnmania pinnata; Elaeocarpaceae:
Sloanea guianensis; Erythroxylaceae: Erythroxylum squamatum;
54
Euphorbiaceae: Alchornea triplinervia; Fabaceae: Inga nobilis; Hypericaceae:
Vismia obtusa; Icacinaceae: Calatola costaricensis, Lauraceae: Aniba coto,
Aniba muca, Ocotea cernua; Lecythidaceae: Eschweilera caudiculata,
Eschweilera coriácea; Melastomataceae: Meriania pastazana; Meliaceae:
Trichilia septentrionalis; Myrsinaceae: Myrsine guianensis; Myrtaceae:
Calyptranthes bipennis, Calyptrantes multiflora, Phyllanthaceae: Hyeronima
alchorneoides, Hyeronima scabrida; Rubiaceae: Elaeagia laxiflora; Rutaceae:
Zanthoxylum melanostictum; Sapotaceae: Chrysophyllum amazonicum.
Referencias geográficas: Se encuentra en la cima de Galeras sobre el bosque
siempreverde piemontano de afloramientos de roca caliza especialmente de
la formación Napo.
g. Bosque siempreverde Piemontano de Galeras
Especies diagnósticas: Anacardiaceae: Tapiria guianensis, Tapirira obtus;
Annonaceae: Guatteria alutacea, Guatteria duodecima, Rollinia dolichopetala;
Araceae: Anthurium sp., Iriartea deltoidea, Wettinia maynensis; Burseraceae:
Dacryodes peruviana; Clusiaceae: Clusia decusata, Clusia haughtii;
Cyatheaceae: Cyathea sp.; Dryopteridaceae: Elaphoglossum latifolium,
Elaphoglossum leptophyllum; Elaeocarpaceae: Sloanea synandra;
Euphorbiaceae: Hieronyma moritziana, Sapium marmieri, Mabea elata;
Fabaceae: Cedrelinga cateniformis, Inga acrean; Lauraceae: Endlicheria
serícea, Nectandra lineatifolia; Lecythidaceae: Grias peruviana;
Lepidobotryaceae: Ruptiliocarpon caracolito; Malvaceae: Gyranthera
amphibiolepis sp. Nov.; Melastomataceae: Graffenrieda miconioide, Miconia
sp.; Moraceae: Ficus pertusa, Sorocea trophoides; Myrsinaceae: Cybianthus
marginatus; Nyctaginaceae: Neea ovalifolia, Neea divaricata, Piperaceae:
55
Peperomia sp.; Rubiaceae: Elaeagia utilis, Psychotria sp.; Sapotaceae:
Micropholis guianensis; Urticaceae: Cecropia marginalis; Vochysiaceae:
Vochysia guianensis; Zingiberaceae: Renealmia sp.
Referencias geográficas: Estribaciones occidentales de Galeras, cuenca del
Pusuno, cordillera Racachiyaku, Huaticocha.
h. Bosque Siempreverde Piemontano del Norte-Centro de la Cordillera
Oriental de Los Andes
Especies diagnósticas: Arecaceae: Iriartea deltoidea, Wettinia maynensis,
Socratea exorrhiza, Geonoma sp., Hyospathe elegans, Iriartea deltoidea,
Socratea exorrhiza, Wettinia maynensis; Asteraceae: Stenopadus andicola;
Bombacaceae: Matisia idroboi, Matisia obliquifolia; Burseraceae: Dacryodes
olivifera, Dacryodes peruviana; Combretaceae: Terminalia amazonia;
Dicksoniaceae: Lophosoria quadripinnata; Euphorbiaceae: Caryodendron
orinocense; Fabaceae: Lonchocarpus sericeus, Inga spp., Cedrelinga
cateniformis; Lauraceae: Persea nudigemma, Ocotea javitensis, Nectandra
laurel, Ocotea longifolia; Lecythidaceae: Grias neuberthii, Gustavia longifolia,
Eschweilera coriácea, Eschweilera coriacea, Grias peruviana;
Melastomataceae: Miconia spp., Henriettella odorata; Meliaceae: Guarea
pterorhachis, Guarea kunthiana, Guarea kunthiana, Guarea persistens;
Myristicaceae: Otoba glycycarpa, Compsoneura ulei, Otoba parvifolia;
Nyctaginaceae: Neea divaricata; Phyllanthaceae: Richeria grandis;
Rubiaceae: Stachyarrhena spicata, Borojoa claviflora, Pentagonia parvifolia;
Sapotaceae: Chrysophyllum amazonicum, Chrysophyllum sanguinolentum,
Pouteria torta.
56
Referencias geográficas: En el norte el Parque Nacional Sumaco-
NapoGaleras, Bermejo; en el centro Sardinayacu, Sangay y en el sur margen
derecho e izquierdo del río Zamora, entre Zamora y el Pungui.
4.1.2.4 Fauna
Se realizó un inventario de la fauna que es representativa en los bosques
Piemontanos y montano bajo; para determinar la cantidad de individuos según su
especie que existen en los alrededores del río Coca (Museo Ecuatoriano de
Ciencias Naturales, 2013).
Escarabajos
Dentro de tres muestreos realizados desde el año 2009 hasta el 2013 se
registraron 41 especies, conformada por 14 géneros, cinco tribus y cinco subtribus,
lo que representa el 21% de la diversidad encontrada para el Ecuador Continental.
La curva de acumulación de especies aun no tiende a estabilizarse, esto significa
que aún hace falta muestreos en el área ya que se podría llegar a identificar hasta
67 especies, según las proyecciones Jackknife, aumentando la representatividad
de especies para el Ecuador a un 34%. La composición y estructura fue obtenida
en su mayoría en zonas de bosque con un alto porcentaje de cobertura vegetal, lo
que sugiere un buen nivel de estabilidad de la comunidad. Se identificaron gremios
alimenticios muy marcados, conformados principalmente por organismos
paracópridos o enterradores, seguidos por telecópridos o rodadores y
endocópridos. Estos grupos cumplen funciones ecológicas que le han permitido a
la comunidad cumplir con todos los servicios ecológicos conocidos como reciclaje
de nutrientes, bioturbación, polinización, control de pestes-parásitos de mamíferos
y dispersión secundaria de semillas (Museo Ecuatoriano de Ciencias Naturales,
2013).
57
Peces
La información se restringe a cuatro evaluaciones rápidas realizadas en los años
1992, 2001 y 2009, en sitios de muestreo cubren una banda altitudinal entre los
600 y 1800 metros de altitud. Esta información ha permitido registrar 21 especies
correspondientes a 17 géneros, 11 familias y tres órdenes; lo cual representa el 2%
de la ictiofauna registrada en el país y el 29% para la zona ictiohidrográfica Napo-
Pastaza. Debido a su importancia ecológica se resalta a las especies de la familia
Astroblepidae, que sólo habitan a lo largo de los Andes. Existen poblaciones de
especies grandes como el bocachico (Prochilodus nigricans), usada en el consumo
humano. La conservación de los afluentes del Río Coca y su entorno asegurará el
mantenimiento del caudal, así como las poblaciones de peces y las complejas
interrelaciones entre los ecosistemas terrestres y acuáticos (Museo Ecuatoriano de
Ciencias Naturales, 2013).
Anfibios y reptiles
En el PHCCS la información se restringe a cinco evaluaciones rápidas
realizadas en los años 1992, 2009 y 2013, los sitios de muestreo cubren una banda
altitudinal entre los 600 y 1800 m. Esta información ha permitido registrar 79
especies, 52 anfibios y 27 reptiles. El 38% son especies endémicas y el 10%
corresponde a taxas amenazadas de extinción. La tendencia de incremento de
especies indica que la riqueza podría aumentar entre un 26% y 33%, es decir, se
podrían registrar hasta 118 especies. Los valores totales de riqueza de la
herpetofauna sugieren que es la zona más diversa de la cuenca alta del Río Napo.
Las ranas terrestres del género Pristimantis es el grupo más diverso y abundante
en los bosques montanos del área del PHCCS. Además, las cabeceras de la
subcuenca del Río Coca y sus tributarios concentran el 85% de la diversidad de
58
ranas Centrolénidas de los bosques de Neblina y bosques Montano Bajos del
Ecuador. Los bosques nativos de toda la zona de influencia, son fundamentalmente
importantes para el mantenimiento de las comunidades de anfibios y reptiles en la
región, ya que integran comunidades de transición entre los bosques húmedos
tropicales de tierras bajas y las áreas subtropicales (Museo Ecuatoriano de
Ciencias Naturales, 2013).
Aves
Se presenta los resultados de los estudios realizados en los años 2009, 2011 y
2013, en los sitios denominados, Obra de Captación, Acceso a Ventana 2, la vía
de acceso al Embalse Compensador, y la vía de acceso a Casa de Máquinas. Estas
localidades cubren un rango altitudinal que va desde 640 a 1300 m. Se registraron
263 especies de aves de las 382 especies posibles. En estas se incluyen las
residentes y migratorias, las migratorias provienen en su mayoría (14) del
hemisferio norte, solamente una es de origen austral. La mayoría de las aves
registradas pertenecen a hábitats boscosos y solamente el 16% están adaptadas
a vivir en áreas intervenidas semiabiertas y abiertas. En la composición de aves, el
mayor número corresponde a las bajuras orientales y solamente el 12% son
especies de las laderas de montaña. Según Ridgely y Greenfiel (2006), siete
especies, son endémicas de las Bajuras Amazónicas Occidentales y la Ladera
Oriental Andina; en cambio, según Birdlife (2005), cinco especies pertenecen a la
denominada Amazonía Norte. Se registraron dos especies de aves Casi
Amenazadas y una Vulnerable, a nivel mundial. Las aves de caza, fueron diversas
y abundantes, entre las que se destacan las pavas. Es notable la presencia del
Águila Harpía (Harpia harpyja) y una considerable población del Guacamayo Militar
(Ara militaris). Es de destacar también el registro a los 1150 m de altitud, de la
59
Colaespina Coroniparda (Synallaxis gujanensis), distribuida normalmente bajo los
400 m de altitud, ampliando su rango de distribución (Museo Ecuatoriano de
Ciencias Naturales, 2013).
Mamíferos
En la tabla 5 se muestra la información obtenida a través de las evaluaciones
ecológicas rápidas realizadas en los años 1992, 2009 y 2013, permitió registrar un
total de 82 especies de mamíferos, agrupadas en 24 familias y 10 órdenes. El 6,1%
de especies endémicas y un 3,7% especies en categorías de amenaza. El análisis
de la curva de acumulación de especies sugiere que puede haber un incremento
entre el 27% al 36%, alcanzando un número estimado de 128 especies. El orden
Chiroptera fue el más diverso con el 49% del total de especies registradas, la familia
Phyllostomidae fue el grupo predominante (34 especies). Las especies registradas
representan el 57% de la diversidad de mamíferos del Piso Subtropical Oriental, y
los quirópteros 24% del total registrado en el Ecuador (164 especies). Se destaca
la presencia de meso y macro mamíferos como el chorongo (Lagothrix poeppigii),
el jaguar (Panthera onca) y el tapir amazónico (Tapirus terrestris), que requieren
extensas áreas de vida y en buen estado de conservación (Museo Ecuatoriano de
Ciencias Naturales, 2013).
Tabla 5. Indicadores de diversidad en seis grupos según la caracterización bioecológica
Grupo Estimadas Registradas Endémicas Amenazadas
Peces - 21 4 -
Escarabajos 67 41 7 -
Anfibios y
Reptiles
118 79 30 8
Mamíferos 128 82 5 3
Aves 282 263 7 6
MECN, 2013
60
Figura 6. Recuento UFC/ml procedentes de los pases a 15, 30 y 45 días de los cultivos Muñiz, 2015
4.2. Comparación de las diferentes técnicas de biorremediación en aguas
contaminadas por petróleo a través de casos de estudios realizados mediante
fuentes bibliográficas
4.2.1. Primer caso
Se analizaron las poblaciones bacterianas cultivables en los tiempos
prestablecidos durante el diseño experimental y se realizaron diluciones seriadas
(103-107) a partir de los cultivos de enriquecimiento, las cuales fueron sembradas
en placas de medio GAE. Muñiz (2015) indica: “A partir de las siembras en placa,
se realizaron recuentos bacterianos y se aislaron, mediante el método de siembra
por estría, las bacterias predominantes que presentaban una morfología
diferenciada”.
En la figura 6 se observa a primera vista que existe una mayor presencia de
bacterias en los enriquecimientos en los que se utilizan 20 mg/l de TCE lo que
podría explicarse por el hecho de que las bacterias mejoran sus capacidades
61
Figura 7. Gel de electroforesis de DGGE a partir del ADN cromosómico Muñiz, 2015
degradativas para el compuesto al trabajar en conjunto con otras bacterias
actuando como consorcios.
La dinámica poblacional presente en los cultivos de enriquecimiento a lo largo
del tiempo y en presencia de distintas concentraciones de TCE (10 mg/l y 20 mg/l)
se analizó utilizando la técnica de Electroforesis en Gel con Gradiente
Desnaturalizante (DGGE). Con esta aproximación obtendremos un patrón
correspondiente a las poblaciones tanto cultivables como no cultivables y además,
se podrá determinar la posible persistencia de algún individuo a lo largo de los
distintos pases de enriquecimiento (1, 2, 3) y en las diferentes concentraciones de
TCE (Muñiz, 2015).
62
En la figura 7 se observa el patrón de bandas obtenido a partir de ambos cultivos
de enriquecimiento. Las bandas corresponden tanto a bacterias cultivables como
no cultivables de modo que nos da un valor global más representativo de las
poblaciones presentes. Muñiz (2015) indica:
Las muestras A, B, C son poblaciones microbianas presentes en el cultivo de enriquecimiento con 20 mg/l de TCE a los pases 1, 2 y 3 respectivamente. En este caso, destaca la presencia de ciertas bandas que se mantiene a lo largo del tiempo (señaladas en rojo en la imagen). A su vez se observa, la presencia de ciertas bandas (señaladas en azul), que no se presentan en la muestra tomada a los 15 días (calle A) y que por el contrario están presentes en la población en tiempos posteriores (calles B y C). Por otro lado, se observan bandas que se han ido perdiendo a lo largo del tiempo (señaladas en amarillo), lo cual sugiere una cierta especialización de la población. Del mismo modo, las calles D, E y F representan las poblaciones microbianas presentes a los pases 1, 2 y 3 en el cultivo de enriquecimiento donde la concentración de TCE es de 10 mg/l. Como en el caso anterior, aparecen bandas que se mantienen a lo largo de tiempo (señaladas en rojo), bandas que se intensifican a lo largo del tiempo (señaladas en azul) y otras que desaparecen después del primer pase de cultivo (señaladas en amarillo). Lo que sugiere, como en el caso anterior, un proceso de adaptación bacteriana. El hecho de que en ambos cultivos de enriquecimiento no se observe una repetición en el patrón de bandas en los distintos tiempos analizados, indica que aún es necesario mantener dichos cultivos un tiempo más prolongado que permita obtener un consorcio estable y especializado con las capacidades metabólicas necesarias que permitan su uso futuro en aplicaciones biotecnológicas destinadas a la recuperación de emplazamientos contaminados con TCE. (p.15)
En la tabla 6 se presenta que la degradación cometabólica del TCE ha sido
ampliamente evaluada en numerosas publicaciones. En el caso de este trabajo la
degradación cometabólica se abordó utilizando tres tipos diferentes de
cometabolitos: fenol y componentes de aceites esenciales derivados de plantas
concretamente el citral y el limoneno. La cuantificación del TCE se llevó a cabo
mediante análisis químico. Paralelamente se realizaron recuentros bacterianos a 0
y 7 días y por último se observó la viabilidad de las bacterias ensayadas
(Pseudomonas, Rhodococcus y la bacteria del orden Sphingomonadales) mediante
microscopía láser confocal a los 7 días de haberse iniciado el experimento (Muñiz,
2015).
63
Tabla 6. Cuantificación de TCE mediante GC-MS a los tiempos 0 y 7 días con Pseudomonas
Tratamiento % degradación
Control (MM+TCE) 63
TCE (MM+TCE+bacteria(B)) 61.3
CITRAL (MM+TCE+B+CITRAL) 69.5
LIMONENO (MM+TCE+B+lim) 67.4
FENOL (MM+TCE+B+fenol) 58.5
Muñiz, 2015
Por otra parte, los resultados de la Tabla 7 indican que Rhodococcus sin la
adición de co-sustratos tiene un efecto positivo muy apreciable sobre la
degradación de TCE, mostrando un resultado muy semejante a lo observado
cuando el co-sustrato utilizado es el citral. Por el contrario, la adición tanto de
limoneno como de fenol tiene un efecto negativo sobre la degradación. En síntesis,
los compuestos anteriores no tienen un papel cometabólico apreciable en la
degradación de TCE e incluso perjudican el proceso. En cuanto a la viabilidad, se
observó un resultado positivo en TCE en el microscopio de fluorescencia de barrido
laser confocal (Muñiz, 2015).
Tabla 7. Cuantificación de TCE mediante GC-MS a los tiempos 0 y 7 días con Rhodococcus Tratamiento % degradación
Control (MM+TCE) 63
TCE (MM+TCE+bacteria(B)) 93.75
CITRAL (MM+TCE+B+CITRAL) 91.60
LIMONENO (MM+TCE+B+lim) 63.24
FENOL (MM+TCE+B+fenol) 62.50 Muñiz, 2015
64
En el caso de la bacteria 32 perteneciente al orden Sphingomonadales los
resultados son similares a los discutidos arriba con Rhodococcus, pero en este
caso el limoneno tiene efecto positivo, mientras que el citral y en menor proporción
el fenol, afectan negativamente a la degradación, presentados en las tablas 8, 9,
10 y 11 (Muñiz, 2015).
Tabla 8. Cuantificación de TCE mediante GC-MS a los tiempos 0 y 7 días con bacteria del orden Sphingomonadales Tratamiento % degradación
Control (MM+TCE) 63
TCE (MM+TCE+bacteria(B)) 93.6
CITRAL (MM+TCE+B+CITRAL) 51.7
LIMONENO (MM+TCE+B+lim) 90.5
FENOL (MM+TCE+B+fenol) 72.6 Muñiz, 2015
Tabla 9. Cuantificación de TCE por GC-MS a los 0 y 7 días con pseudomonas
Tratamiento % degradación
CONTROL (MM+TCE) 63
TCE (MM+TCE+bacteria(B)) 74.8
CONTROL VOLATILIDAD (MM-TCE+CITRAL) 52.6
CITRAL (MM+TCE+B+CITRAL) 51.7
CONTROL VOLATILIDAD (MM+TCE+LIMONENO) 38.5
LIMONENO (MM+TCE+B+lim) 64.4
CONTROL VOLATILIDAD (MM+TCE+FENOL) 57.6
FENOL (MM+TCE+B+fenol) 57.3
Muñiz, 2015
65
Tabla 10. Cuantificación de TCE por GC-MS a los 0 y 7 días, en el experimiento con Rhodococcus Tratamiento % degradación
CONTROL (MM+TCE) 62
TCE (MM+TCE+bacteria(B)) 80.7
CONTROL VOLATILIDAD (MM-TCE+CITRAL) 48
CITRAL (MM+TCE+B+CITRAL) 72.8
CONTROL VOLATILIDAD (MM+TCE+LIMONENO) 14.1
LIMONENO (MM+TCE+B+lim) 61.1
CONTROL VOLATILIDAD (MM+TCE+FENOL) 50.4
FENOL (MM+TCE+B+fenol) 78.4
Muñiz, 2015 Tabla 11. Cuantificación de TCE por GC-MS a los 0 y 7 días, en el experimento con Sphingomonadales Tratamiento % degradación
CONTROL (MM+TCE) 62
TCE (MM+TCE+bacteria(B)) 63.5
CONTROL VOLATILIDAD (MM-TCE+CITRAL) 39
CITRAL (MM+TCE+B+CITRAL) 71.7
CONTROL VOLATILIDAD (MM+TCE+LIMONENO) 49.7
LIMONENO (MM+TCE+B+lim) 72.5
CONTROL VOLATILIDAD (MM+TCE+FENOL) 65.6
FENOL (MM+TCE+B+fenol) 47.4
Muñiz, 2015
66
Figura 8. Influencia de los diferentes tratamientos en el caso de la bacteria pseudomonas Muñiz, 2015
A partir de los resultados anteriores se realizó un estudio estadístico utilizando
el programa SPSS IBM Statistics 22. Primero se realizó el análisis de los
estadísticos descriptivos, Se obtuvieron los valores de la media y el error, éstos
fueron representados gráficamente en las Figuras 11,12, 13. Posteriormente se
realizó el test ANOVA de un factor mediante el cual se realizó el análisis de la
varianza estudiando los diferentes tratamientos utilizados (TCE, citral, limoneno y
fenol) y los porcentajes de degradación obtenidos para cada uno de ellos entre los
tiempos 0 y 7 días, como se muestra en las figuras 8, 9, 10 y 11 (Muñiz, 2015).
Figura 9. Influencia de los diferentes tratamientos en el caso de la bacteria Rhodococcus Muñiz, 2015
67
Figura 11. Influencia de los diferentes tratamientos en el caso de la bacteria Sphingomonadales Muñiz, 2015
Figura 10. Influencia de los diferentes tratamientos en el caso de la bacteria Sphingomonadales Muñiz, 2015
Figura 11. Datos obtenidos a partir del test Anova de un factor Muñiz, 2015
Se observa que los valores de significancia son ≥ 0.05, lo que indica que no
existen diferencias significativas entre los diferentes tratamientos utilizados para
cada cepa bacteriana. Muñiz (2015) indica:
Los resultados obtenidos de los dos experimentos de degradación de TCE son contradictorios en el caso de Pseudomonas y la bacteria del orden Sphingomonadales, en el medio mínimo MM con TCE sin adición de co-sustratos. Rhodococcus es la bacteria que muestra evidencias más consistentes de degradar TCE. Si consideramos, no obstante, la volatilidad del TCE en las condiciones específicas de cada experimento y los valores de degradación en cada uno de ellos, la degradación de TCE por Rhodococcus o la bacteria del
68
orden Sphingomonadales en presencia de citral o limoneno es también significativa (Tablas 8 y 9). (p.25)
De forma general se observa que las poblaciones bacterianas disminuyen a los
7 días, debido probablemente a la limitación nutricional en cuanto a la fuente de
carbono. Sin embargo, esta disminución es menos acusada en Pseudomonas en
el medio con TCE y citral y Rhodococcus en los medios con TCE con fenol y
limoneno. Hay que hacer notar, por otra parte, que podría existir una degradación
parcial del TCE en presencia de las correspondientes oxigenasas, inducidas o no
cometabólicamente, sin que esto se refleje en el crecimiento bacteriano (Muñiz,
2015).
4.2.2. Segundo caso
Los sedimentos tratados en cada mesocosmos presentan características
apropiadas para la remediación, la temperatura se encuentra dentro del rango
óptimo de 18-30° y permite la actividad enzimática e intercambio celular; el pH se
encontró en un intervalo adecuado para el crecimiento de bacterias, ya que las
condiciones favorables están entre 6,0 y 8,0 unidades. Ñústez, Paredes, y Cubillos
(2014) indica: “La humedad se encontró dentro del rango de 20-75% de la
capacidad de campo, lo cual es importante porque actúa como medio de transporte
de nutrientes y oxígeno a la célula”.
El resultado de la población inicial de bacterias hidrocarbocíclicas en los
mesocosmos, corresponde a poblaciones altas, que se podrían considerar como
adaptadas y típicas de suelos con presencia de hidrocarburos. De acuerdo con la
literatura, estos niveles pertenecen a suelos con un alto potencial de
biodegradación. Ñústez, Paredes, y Cubillos (2014) indica: “La población de
bacterias degradadoras en suelos no contaminados varía de 1×103 a 1×104 UFC/g
y en suelos contaminados de 1×106 a 1×108 UFC/g”.
69
Tabla 12. Condiciones iniciales para las unidades experimentales Promedio
Parámetros Bioestimulaci
ón (Sed)
Bioestimulación
+ Nutriente (SN)
Bioaumentación (SSM)
Bioaumentación + Nutriente
(SSMM)
Temperatura 19 20 20 19
pH(unidades) 7.39 7.46 7.43 7.48
%Humedad 24 24 22 23
Microorganismo
Hidrocarbocíclic
os (UFC/G)
3.9 X 106 1.1.X107 1.5X107 1.1.X107
HTP mg/Kgss 18239 17637
% Nitrógeno 0.06 0.08 0.08 0.07
% Materia
orgánica
2.65 3.40 3.65 2.45
Fósforo (ppm) 18 11 24 30
Potasio (meq/100g suelo)
0.30 0.28 0.40 0.38
Textura Franco limoso Ñústez et al., 2014
Paralelamente en la tabla 12, y con el fin de evaluar el efecto de la atenuación
natural sobre la remoción de los hidrocarburos totales en los mesocosmos
implementados, se decidió tomar una muestra de los sedimentos objeto de estudio,
sin ningún tipo de adición de nutriente o microorganismos durante un período de
tres meses (degradación natural del ambiente, sin intervención antrópica). Ñústez,
Paredes, y Cubillos (2014) menciona:
Los cuales mostraron una reducción del hidrocarburo de 5.484 mg/kg de suelo seco, pasando de una concentración inicial de 21.524 a 16.040 mg/ kgss, es decir, se redujo un 25%; este porcentaje de remoción es bajo, ya que con el uso de la biorremediación se puede reducir el 80% para un período de sólo 80 días. (p.27)
70
Figura 12. Comportamiento promedio de la temperatura Ñústez et al., 2014
La temperatura presentó para todos los casos un aumento entre las primeras
cinco semanas (Figura 12), pasando de 19 a 26° C y posteriormente en la semana
once, este parámetro descendió, y se estabilizó en valores cercanos a 21° C.
Ñústez, Paredes, y Cubillos (2014) menciona:
La importancia de este parámetro radica en que tanto el metabolismo de los microorganismos, la actividad enzimática y celular dependen de éste, siendo además un factor responsable de algunos cambios estructurales y químicos del petróleo [16], ya que, a bajas temperaturas, la viscosidad de los hidrocarburos y sus componentes tóxicos de alto peso molecular incrementan, retrasando el proceso de biodegradación.(p.28)
Tabla 13. Datos degradación de hidrocarburos (HTTP) Promedio Parámetros
Bioestimulación (Sed)
Bioestimulación + Nutriente (SN)
Bioaumentación (SSM)
Bioaumentación + Nutriente (SSMM)
Concentración inicial (mg/Kgss)
18239 17637
Concentración final (mg/Kgss)
2418 1277 3071 1000
Reducción en 23 semanas
15821 16962 14566 1633
% de reducción 87 93 83 94 Tasa degradación (mg/Kgss*d)
98 90
Ñústez et al., 2014
71
El proceso de Bioestimulación fueron del 87 al 93% que corresponde a tasas
diarias de degradación de 98 y 105 mg/Kgss*d en los mesocosmos empleados para
evaluar la bioestimulación, Sed y SN respectivamente; para el proceso de
bioaumentación se obtuvieron porcentajes del 83 al 94%, que corresponden a tasas
de reducción del hidrocarburo de 90 y 103 mg/Kgss*d en las unidades de
Bioaumentación, SSM y SSMN en su orden. Según los anteriores valores, los
procesos de Bioestimulación y Bioaumentación demostraron buenos resultados
respecto a este parámetro para sedimentos de la estación de servicio de
combustible, según otras investigaciones la adición de fuentes de nitrógeno y
fósforo origina cambios de la población microbiana y aumento de la degradación
del hidrocarburo [20]. Así mismo, favorece el crecimiento de especies dominantes.
Figura 13. Comportamiento promedio concentración HTTP. 13 datos y barras de errror-1DS
Ñústez, et al., 2014
En la figura 13 se pudieron evidenciar tasas de degradación un poco más altas
en los mesocosmos con adición de nutriente (Figura 13). Ñústez, Paredes, y
Cubillos (2014) indica:
Lo que indica que la fertilización y el manejo de las condiciones ambientales del suelo fue exitosa, que muestra que la biodegradación de hidrocarburos se puede favorecer eficientemente con la adición adecuada de nutrientes y el manejo del
72
contenido de humedad, temperatura, pH, nivel de aireación y otras condiciones de experimentación. (p.29)
Figura 14. Comportamiento promedio recuento de bacterias Hidrocarbocíclicos. 6 datos y barras de error-1DS Ñústez et al., 2014
En la figura 14 se evidencia la actividad microbiana en los sistemas de
Bioaumentación, también presentó concentraciones crecientes (Figura 14), con
valores promedio entre las unidades 5 SSM y 7 SSM de 1,8×107 UFC/g al inicio de
la investigación y 1,4×109 UFC/g después de la semana 19 de evaluación, así
mismo, los mesocosmos correspondientes a aquellos con adición de nutriente (6
SSMN-8 SSMN) mostraron promedios de bacterias de 1,1×107 y 1,6×109 UFC/g
en la semana 19 del monitoreo. Ñústez, Paredes, y Cubillos (2014) indica:
Estos mesocosmos de Bioaumentación sustentaron comportamientos de bacterias hidrocarbocíclicas muy similares al comparase con las unidades de Bioestimulación, sin embargo, se evidenció que éstos iniciaron con una mayor población de bacterias, indicando que el suelo contenía microorganismos ya adaptados a los hidrocarburos y que no fueron afectados por esta mezcla. (p.32)
4.2.3. Tercer caso
Se utilizaron suelos de un campo de cultivo de Texcoco de Mora en el Estado
de México, para la bioaumentación se utilizaron dos cultivos de BFNA junto con el
73
biosurfactante producido el cual fue adicionado a las biopilas completamente.
Conformación de las Biopilas. Pérez, Vigueras, Gómez y Calvas (2018) indica:
Se recubrió el interior de 9 charolas de aluminio de 40 x 50 cm con geomembranas, en ellas se colocó el suelo contaminado con el fenantreno o antraceno en su caso. El suelo fue tomado de un campo de cultivo de Texcoco de Mora en el Estado de México. Se tamizo y pesó 5 kg de suelo para cada biopila, se vaciaron en las 9 charolas. Contaminación de las biopilas. Se pesó 7.5 g de antraceno se disolvió en cloroformo y se disolvió con ayuda de un baño ultrasónico para que estuviera totalmente disuelto, después se dispersó en los 5 kilogramos de suelo tratando de homogenizar se dejó al aire libre para que se evaporara el solvente y durante una semana fue mezclado para eliminar totalmente el solvente. El fenantreno (7.5 g) fue disuelto en benceno y fue tratado igual que el antraceno, se dejó evaporar el solvente mezclando el suelo durante una semana. Cuando en el suelo no se percibe el olor a solvente se humedece con agua para lograr que el suelo adquiera el 40% de humedad. Se identificó las biopilas de fenantreno como B2, B3, B4 y B5, y las de antraceno con las etiquetas: B6, B7, B8 y B9.(p.45)
Inoculación de las biopilas y adición del biosurfactante
Microorganismo.
Para la inoculación de las biopilas el cultivo de BFNA en medio Renie a 30 °C
durante 7 días se verifico que se produjera el biosurfactante. Pérez, Vigueras,
Gómez y Calvas (2018) indican:
La biomasa obtenida se vertió en matraces de 1 L con 600 mL de solución salina hasta ajustar a una densidad óptica de 1 a 620 nm. Se inocularon las biopilas B3, B4, B7 y B8 con 250 de la suspensión de BFNA. Adición del biosurfactante. El biosurfactante obtenido en el sobrenadante después de la centrifugación es el que se vertió en una cantidad de 50 ml por Kg de suelo en las biopilas B2, B3, B6 y B7. Análisis de hidrocarburos. Para extraer los hidrocarburos de suelos contaminados se utiliza el método de reflujo con equipo Soxhlet, tomando como referencia los métodos D5369-93 de la ASTM14, EPA 3540C15 y EPA 354116. Para el análisis se utilizaron 10 g de suelo contaminado y se hicieron 30 ciclos de reflujo. Se realizaron las diluciones pertinentes para analizar el hidrocarburo remanente por cromatografía de gases.(p.36)
74
Figura 15. Conformación de las biopilas
Pérez et al., 2018
La figura 15 revela que durante los análisis de los diferentes tratamientos se
evaluó el pH encontrándose que se mantiene entre 6.5 y 7 para todos los
tratamientos, lo cual no muestra una gran diferencia durante los 6 meses de
tratamiento. La conductividad eléctrica para los tratamientos no tuvo una gran
variación: el control que es la biopila B1 tuvo un valor de 0.5 mS a lo largo de todo
el proceso de remediación y los tratamientos variaron desde 0.5 hasta 0.9 mS, por
lo que el suelo da como resultado ser un suelo no salino debido a que, en este
intervalo, el suelo es determinado con este indicador (Pérez, Vigueras, Gómez, &
Calva, 2018).
75
Figura 16. Variación total en los tratamientos contaminados Pérez et al., 2018
En la figura 16 se puede observar la variación obtenida para los cultivos, que
muestra un mayor crecimiento en todos los tratamientos a los 4 meses. Esto indica
que hubo una gran actividad metabólica, posiblemente debido a la estabilización
de los cultivos en la biopila y su recuperación después de recuperarse del solvente
utilizado para dispersar el contaminante y del mismo contaminante. También indica
que no se recupera, posiblemente debido a que los compuestos ya no pueden
soportar el crecimiento o que los productos que se encuentran aún no tienen la
capacidad para permitir que el microorganismo crezca. Pérez, Vigueras, Gómez, y
Calvas (2018) indican:
Esto es importante porque, en un proceso de biorremediación, resulta favorable ya que al terminarse el contaminante los microorganismos mueren por la falta de nutrientes. Para cuando se encuentran en antraceno muestra el mismo comportamiento y se puede observar que la caída es menos drástica, aunque el crecimiento presentado es mayor en este contaminante que en fenantreno. a) Fenantreno y b) Antraceno. 1=Biopila control (B1); 2=Biopila con biosurfactante + fenantreno (B2); 3=Biopila con Biosurfactante + BFNA + fenantreno (B3); 4=Biopila con BFNA + fenantreno (B4); 5=Biopila con fenantreno (B5); 6=Biopila con biosurfactante + antraceno (B6); 7= Biopila con biosurfactante + BFNA + antraceno (B7); 8=Biopila con BFNA + antraceno (B8); 9=Biopila con antraceno (B9). (p.38)
76
Figura 17. Remoción de fenantreno en las biopilas contaminadas con fenantreno Pérez et al., 2018
Como se puede observar en la figura 17 la remoción de fenantreno es notable
en los tratamientos B3 y B4 que tienen los cultivos de BFNA y en el B3, además,
tiene el biosurfactante.
Este resultado se alcanza con solo proporcionar a la biopila un mínimo de
humedad del 40% y controlar la evaporación de agua. Pérez, Vigueras, Gómez y
Calvas (2018) mencionan:
Que este resultado pudiera permitir proponer una tecnología de biorremediación de sitios contaminados con fenantreno y antraceno, aunque aún se tienen que hacer pruebas con biopilas de mayor tamaño, que pudiera presentar problemas mayores para mantener el agua en todo el sistema. (p.40)
77
Figura 18. Remoción de antraceno en las biopilas Pérez et al., 2018
En la figura 18, según las investigaciones el tratamiento B7 degrada el
antraceno a través de. Pérez, Vigueras, Gómez y calva (2018) indican:
Es un buen tiempo de eliminación del antraceno además de indicar que la remoción casi es total. En el caso de la B8, que es la que contiene solo el cultivo de BFNA, se observa que también tiene una alta remoción del 90%, por lo que este resultado también es un indicio de que se puede utilizar este cultivo para eliminar este contaminante del suelo en un periodo de 6 meses con una excelente remoción. Al igual que en el caso del fenantreno, éste pudiera ser un método para la remoción de estos contaminantes en el suelo. Aún se están realizando estudios para aplicar estos cultivos a un sistema a mayor escala. (p.41)
4.3. Propuesta de un plan ambiental de biorremediación más eficaz de
acuerdo a los objetivos anteriores y cumpliendo con el reglamento ambiental
de actividades hidrocarburíferas-RAOH decreto ejecutivo 1215.
En los proyectos y programas ambientales deben constar de la siguiente forma:
- Número del bloque y/o denominación del área; ubicación cartográfica.
La ubicación de la zona de estudio es en el Bloque -14 Petroriental entre los
cantones Las joyas de los Sachas y Francisco de Orellana (Ver en anexos figura
22).
- Razón social de la compañía operadora, dirección o domicilio, teléfono, fax, correo
electrónico; representante legal.
78
Se diseñó un registro de datos de la compañía petrolera (Ver en anexos figura
25 y 26).
- Diagnóstico y caracterización de la contaminación en base de análisis físico-
químicos y biológicos del suelo, aguas superficiales y subterráneas, inclusive
determinación exacta de la superficie del área afectada, evaluación de impactos y
volúmenes de suelo a tratarse.
Se elaboró registros de datos para el análisis físico, químico y biológico del
suelo, agua y subterráneos de acuerdo con el art. 29 tablas 4a y 4b. del Anexo 2
que corresponde al RAOHE decreto ejecutivo 1215 (Ver en anexos figura 23 y 24).
- Descripción de la(s) tecnología(s) de remediación a aplicarse.
Bioaumentación. En el tratamiento de aguas residuales, los microorganismos
(principalmente bacterias) utilizan la materia orgánica soluble en el flujo residual
como una fuente de nutrientes. Las bacterias consumen los compuestos orgánicos
y los convierten en dióxido de carbono, agua y energía para producir nuevas
células. Finalmente, los agentes contaminantes son convertidos en biomasa
insoluble, la cual puede ser removida mecánicamente del flujo de residuos y
eliminada.
- Cronograma de los trabajos de remediación.
Etapas de trabajo
Fase 1. Investigación y caracterización de la contaminación y del
emplazamiento
La caracterización del emplazamiento se lleva a cabo mediante el estudio del
mismo detallando la volumetría del suelo a tratar, las condiciones geológicas e
hidrogeológicas, analizando las características del suelo y sus propiedades (pH,
granulometría, humedad, porosidad, etc.).
79
La caracterización del contaminante se centra en la investigación del tipo y
concentración del mismo, así como la biodisponibilidad de los compuestos en el
suelo (aceptores de electrones, metales pesados, nutrientes, etc.).
Fase 2. Análisis y elección de las medidas biocorrectivas.
Para Identificar y cuantificar los contaminantes definiendo sus propiedades
fisicoquímicas más importantes: primero se debe identificar y clasificar los
componentes, luego realizar la concentración de suelos y aguas subterráneas
contaminadas, a su vez, identificar las variables de la presión de vapor, densidad y
solubilidad. Segundo: Conocer los factores que influyen en la transformación
biológica de los contaminantes tales como: humedad, oxígeno disuelto,
temperatura, pH, disponibilidad de nutrientes.
También, los factores microbiológicos tales como presencia de microorganismos y
aclimatación de las poblaciones microbianas.
Finalmente, consignar las medidas biocorrectivas en función de los factores
anteriormente expuestos para determinar el sistema de biotratamiento más
adecuado.
Fase 3. Diseño y evaluación del sistema.
Para el diseño de un sistema de biorrecuperación es necesario establecer unas
etapas de trabajo, en las cuales se determinan y evalúan los parámetros
fundamentales necesarios para su eficacia. Las etapas a seguir en el diseño de un
sistema de biotratamiento son:
a) se deben evaluar las condiciones de biotratabilidad, los objetivos de limpieza
exigidos y los gastos en el tratamiento necesario.
b) Estudiar los factores que afectan la eficacia de la técnica y las posibles mejoras
o acondicionamientos a aplicar.
80
c) Se debe llevar un plan de control y seguimiento del sistema. Para una correcta
optimización se deberán controlar los siguientes puntos:
Registro y control de la degradación y biodegradación de las variantes TPH,
BTEX, C02.
Control de los parámetros que afectan directamente en el funcionamiento del
sistema.
Fase 4. Análisis e interpretación de resultados.
Análisis de la información recopilada, realizando un balance de los objetivos
conseguidos. Se propone mejoras en el proceso del sistema que son las siguientes:
- Monitoreo físico-químico y biológico de la remediación inclusive cronograma.
- Plazo de ejecución del proyecto. Una vez finalizada la remediación, la empresa
operadora responsable presentará dentro de 15 días a través de la Dirección
Nacional de Protección Ambiental Hidrocarburífera un informe inclusive una
evaluación técnica del proyecto a la Subsecretaría de Protección Ambiental.
81
5. Discusión
De acuerdo con los resultados encontrados durante el proceso de investigación
se determina que existe vínculo entre la contaminación de agua con hidrocarburos
en el rio Coca por parte del bloque petrolero asentado en la zona y la técnica de
bioaumentación a través del método de la biorremediación para disminuir los daños
ambientales en la región.
Los resultados de esta investigación tienen relación con lo que señala Judith,
Peñafiel, y Rodríguez (2019) en los resultados de su estudio, indicando que la
técnica de bioaumentación fue efectiva (p=0.003) en la remoción del TPH
obteniéndose porcentajes por encima del 86%. El tiempo de mayor remoción del
TPH se obtuvo en la tercera semana de tratamiento con 92 %. Además, se obtuvo
remociones de DQO-40 %, Aceites y grasas -50 %, Tensoactivos -43 % cumpliendo
así la normativa vigente de descarga al alcantarillado público para el TPH.
En la investigación realizada por Pesántez, (2017) utilizó la bioaumentación para
aguas contaminadas por hidrocarburos, se utilizaron dos cultivos de BFNA los
cuales fueron inoculados en las biopilas con 1.5 g de hidrocarburo/kg de suelo, se
contaminaron con fenantreno y antraceno respectivamente. Estos cultivos
degradan el fenantreno y antraceno en un periodo máximo de seis meses, se
cuantificó la disminución de la concentración de hidrocarburos encontrando un
90%, como se corroboró en la presente investigación.
Finalmente, Gamba y Pedraza (2017), afirman que utilizando el método de
biorremediación ha sido una forma sustancial para disminuir el grado de
contaminación provocado por empresas dedicadas a la explotación petrolera y sus
derivados, información que se confirmó en este trabajo mediante revisión
bibliográfica. La discusión a este tipo de trabajo sería identificar la técnica de
82
biorremediación óptima para contrarrestar el problema ambiental reduciendo costo
y tiempo.
83
6. Conclusiones
Para desarrollar el primero objetivo se realizó una línea base ambiental
mediante fuentes bibliográficas confiables y se pudo determinar la gran diversidad
en los ecosistemas, la flora, la fauna, el clima, suelo, geología e hidrología de la
provincia de Orellana, fue una investigación compleja y exhaustiva en cada ámbito
natural, identificando la cantidad de especies o individuos existentes en la zona de
recorrido del Río Coca entre los cantones La Joya de los Sachas y Francisco de
Orellana.
Se investigó las diferentes técnicas de la biorremediación que se utilizaron en
diferentes casos ambientales, se pudo comprobar el vínculo que existe entre la
tecnología y el desarrollo de bacterias. Los desastres naturales en muchas
ocasiones por la ambición del hombre han sido causa principal para buscar nuevos
mecanismos, para recuperar el hábitat y disminuir el grado de contaminación. Los
tipos de biorremediación se concluyó que depende de factores o estado actual se
encuentran las regiones con problemáticas ambientales como son el derrame de
hidrocarburos y que los procedimientos ambientales deben cumplir a cabalidad las
leyes ambientales nacionales e internacionales para conseguir resultados eficaces
y eficientes.
Se concluyó que un programa ambiental utilizando la técnica de bioaumentación
pudo ser más eficaz para, evaluar, procesar, identificar y determinar los daños
ambientales por hidrocarburos en aguas contaminadas debido al accidente
geográfico que se encuentra el rio Coca y la variedad de ecosistemas que existe
en el lugar. Se planteó este programa ambiental ajustado al reglamento ambiental
de operaciones hidrocarburíferas en el Ecuador y comparando los casos
ambientales presentados en los objetivos anteriores.
84
7. Recomendaciones
Seguir utilizando la línea base ambiental para conocer el estado actual de los
recursos naturales que existen en la zona de estudio. Esto ayudará a identificar de
mejora forma la cantidad de especies o individuos que se encuentran en los
ecosistemas del Ecuador. Profundizar el contenido de la investigación para que
sirva a futuro la información recopilada a futuras generaciones.
Para el estudio de los diferentes tipos de biorremediación es aconsejable
estudiar a fondo las funciones que cumplen cada uno de ellos, conocer las ventajas
y desventajas de cada una de las técnicas de la biorremediación para realizar un
proceso eficaz en el resultado de una problemática ambiental.
Se recomienda aplicar la bioaumentación para daños ambientales provocados
por el derrame de petróleo, es el caso del río Coca y sistemas lacustres porque
ofrece la remoción mejorada del BO, mejora en el asentamiento de los sólidos, trata
de forma rápida el suelo o agua contaminada, no requiere de mucho capital, ni
costos de operación.
85
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Figura 19. Mapa de monitoreo en los sistemas hídricos de la provincia PDYOT, 2015
Figura 20. Normas técnicas para la prevención y control en el medio ambiente Ministerio de Ambiente, 2015
9. Anexos
Tabla 14. Monitoreo de sedimentos en los sistemas hídricos de la provincia ESTACIÓN DE
MONITOREO
Sist.Hidr.
Nombre rio,
lugar, Vía
Km.
Fecha
muestreo
(°C)
pH
~
CE
O. D.
(mg/l)
Ba
(mg/l)
V
(mg/l)
Cr
(mg/l)
Pb
(mg/l)
Cd
(mg/l)
Cu
(mg/l)
Fe
(mg/l)
Mn
(mg/l)
Zn
(mg/l)
Ni
(mg/l)
HAP
(mg/l)
Aceites y
grasas
(mg/l)
Amoniaco
(mg/l)
Tensoactivos
(mg/l)
Coliformes
totales
(mg/l)
Coliformes
fecales
(mg/l)
~ ~ ~ 6* 1* 1* 0,05* 0,05* 0,01* 1* 1* 0,1* 5* 0,025* 0,00001* 0,3* 1* 0,5* 50* ~
E1 RÍO BUENO Rio Bueno
arriba 21/05/2014 26,5 8,25 694 7,43 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,87 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,10 <0,30 <0,30 100 100
E2 RÍO BUENO Rio Pucuno
arriba 15/04/2014 27,7 7,91 133 8,14 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,54 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,10 <0,30 <0,30 700 100
E3 RÍO BUENO Río Igino
arriba 14/03/2014 24,7 7,39 757 5,89 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,81 0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,05 <0,30 <0,30 600 300
E4 RÍO BUENO Rio Cotono
arriba 14/03/2014 25,3 7,72 358 7,89 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,4 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,05 <0,30 <0,30 400 100
E5 RÍO BUENO Río Dahuano
arriba 14/03/2014 24,7 7,91 376 7,96 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 <0,20 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,05 <0,30 <0,30 0 0
E6
RÍO BUENO
Rio
Huataraco-
Loreto
13/03/2014
23,4
8,1
382
8,29
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,03
<0,30
0,5
0,06
<0,10
<0,20
<0,00013
<0,05
<0,30
<0,30
1600
700
E7 RÍO BUENO Rio
Huataraco 1 13/03/2014 25,5 7,85 510 7,56 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,39 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 0,05 <0,30 <0,30 1400 200
E8 RÍO BUENO Estero
Huiruno 13/03/2014 25,8 7,82 541 7,56 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,26 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,05 <0,30 <0,30 2000 900
E9 RÍO BUENO Rio Suyuno 19/03/2014 25,9 8,06 499 7,67 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 <0,20 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,05 <0,30 <0,30 2100 400
E10 RÍO BUENO Rio Suno
Loreto abajo 13/03/2014 22,4 8,42 926 8,29 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,25 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,05 0,41 <0,30 700 200
E12
RÍO BUENO
Rio Juan Pio
Montufar
Reserva
19/03/2014
24,3
7,98
256
8,02
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,03
<0,30
<0,20
<0,05
<0,10
<0,20
<0,00013
<0,05
<0,30
<0,30
300
100
E13 RÍO BUENO Rio Suno
Pto.Muri aldo 22/05/2014 27 7,52 779 7,89 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,2 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,10 <0,30 <0,30 600 100
E14 RÍO BUENO Huataraco-
Puscococha 21/05/2014 28,9 6,4 560 8,39 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,30 <0,30 <0,20 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 0,2 <0,30 <0,30 900 800
E15 RÍO BUENO Pucuno 24 de
Mayo 15/04/2014 22,6 8,09 451 8,33 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 1 <0,05 - <0,20 <0,00013 0,1 <0,30 <0,30 1200 800
E19
PAYAMINO
Rio Pingullo
Captacion de
agua
10/03/2014
24,8
7,6
451
6,45
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,03
<0,30
1,15
0,07
<0,10
<0,20
<0,00013
<0,05
0,65
<0,30
1600
500
E20
PAYAMINO
Estero
Pingullo-
Paraiso
10/03/2014
25,4
7,41
486
6,01
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,03
<0,30
0,86
<0,05
<0,10
<0,20
<0,00013
<0,05
0,38
<0,30
2000
700
E21 PAYAMINO Rio Guachito-
Paraiso 28/04/2014 25,7 8,08 1040 6,8 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 1,11 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 0,4 <0,30 <0,30 800 100
E22
PAYAMINO
Killupakay-
Comuna
Corazón
28/04/2014
24,5
8,8
1182
6,81
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,30
<0,30
0,93
0,06
<0,10
<0,20
<0,00013
0,4
<0,30
<0,30
1100
200
93
E23
PAYAMINO
Estero
Ernesto
Tanguila-
Paraiso
10/03/2014
25,8
7,66
1132
6,41
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,03
<0,30
1,02
0,14
<0,10
<0,20
<0,00013
<0,05
<0,30
<0,30
1700
200
E25
PAYAMINO
Estero
añango-
estación
Payamino
06/04/2014
25,3
6,94
135,3
5,98
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,03
<0,30
1,03
0,06
<0,10
<0,20
<0,00013
0,4
<0,30
<0,30
500
200
E33
PAYAMINO
Estero
Pawayacu-
Armenia
15/04/2014
24,8
7,41
274
6,32
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,03
<0,30
0,75
<0,05
<0,10
<0,20
<0,00013
<0,10
<0,30
<0,30
1600
800
E31 ÁREAS MENORES Rio Manduro
arriba 06/04/2014 25,4 7,28 199,7 6,97 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 1,00 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 0,2 <0,30 <0,30 800 400
E36 ÁREAS MENORES Río km. 5 Vía
Auca 21/04/2014 25,2 7,6 256 5,74 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,8 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 0,05 0,52 <0,30 700 300
E47
ÁREAS MENORES
Laguna
Taracoa (Yuca
km 35)
22/04/2014
29,2
7,43
305
9,49
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,03
<0,30
1,38
<0,05
<0,10
<0,20
<0,00013
0,1
0,58
<0,30
0
0
E50 ÁREAS MENORES Centinela d e
la patria 22/04/2014 26,9 7,05 499 1,55 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 1,29 0,12 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,10 <0,30 <0,30 300 100
E52 ÁREAS MENORES Río Yanayacu-
Balneario 12/03/2014 25,3 7,67 753 6,8 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 1,69 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,05 0,42 <0,30 2200 1300
E55
ÁREAS MENORES
Estero
Guamayacu
Alto
12/03/2014
25,8
7,38
654
5,99
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,03
<0,30
1,26
0,27
<0,10
<0,20
<0,00013
<0,05
-
-
-
-
E56
ÁREAS MENORES
Estero
Guamayacu
Castillo
12/03/2014
25,6
7,48
631
6,53
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,03
<0,30
1,43
0,16
<0,10
<0,20
<0,00013
<0,05
<0,30
<0,30
6800
4400
E60 ÁREAS MENORES RÍo Ba sura-
San Carlos 12/03/2014 26,6 7,6 1042 5,78 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,43 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,05 <0,30 <0,30 1900 900
E61
ÁREAS MENORES
Río Blanco-
Bomba de
Parker
11/03/2014
25,8
7,78
1485
6,75
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,03
<0,30
0,76
0,09
<0,10
<0,20
<0,00013
0,05
<0,30
<0,30
3000
600
E63
ÁREAS MENORES
Río Blanco
Reserva Juan
Montalvo
28/04/2014
25,2
8,5
1448
7,33
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,03
<0,30
0,66
<0,05
<0,10
<0,20
<0,00013
<0,10
<0,30
<0,30
2200
800
E65 ÁREAS MENORES Río Sacha-10
de Agosto 11/03/2014 25,6 7,51 1020 6,42 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 2,08 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 0,05 <0,30 <0,30 13600 10800
E66 ÁREAS MENORES S/N-Sachas-
10 de agosto 11/03/2014 26 7,57 1220 5,69 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,88 0,07 <0,10 <0,20 <0,00013 0,06 <0,30 <0,30 2000 600
E100 ÁREAS MENORES Garcia
Moreno 02/04/2014 24,1 6,99 170,5 7,57 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,45 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,10 <0,30 <0,30 1200 400
E104
ÁREAS MENORES
Rìo Tucan-La
belleza km.
33
16/04/2014
25,6
6,96
196,4
6,86
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,03
<0,30
0,95
<0,05
<0,10
<0,20
<0,00013
<0,10
<0,30
<0,30
2500
1300
E105 ÁREAS MENORES Estero km. 36
la B e l l e z a 16/04/2014 24,8 7,17 186,6 7,18 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,51 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,10 <0,30 <0,30 1300 800
E38 RIO COCA Rio Basura
Grande 10/03/2014 26,5 7,08 523 4,52 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 2,26 0,32 <0,10 <0,20 <0,00013 0,05 0,52 <0,30 800 200
E39 INDILLANA Rio Coca-
pamela 06/05/2014 25,9 7,6 1695 2,32 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 1,13 0,19 <0,10 <0,20 <0,00013 0,3 <0,30 <0,30 400 100
94
PDYOT, 2015
E42
INDILLANA
Estero El
Carmen Km 23
Vía Auca
08/04/2014
25,3
7,47
289
6,74
<1,00
<0,50
<0,30
<0,30
<0,30
<0,30
0,66
<0,05
<0,10
<0,20
<0,00013
<0,10
<0,30
<0,30
300
100
E43 INDILLANA Estero Km. 25
Vía Auca 17/03/2014 24,8 7,03 300 5,43 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,75 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 <0,05 0,42 <0,30 0 0
E44 INDILLANA Estero km. 26
Vía Auca 17/03/2014 26 7,28 322 6,3 <1,00 <0,50 <0,30 <0,30 <0,03 <0,30 0,54 <0,05 <0,10 <0,20 <0,00013 0,05 0,52 <0,30 0 0
Figura 21. Zonas intangibles y bloques petroleros en la provincia de Orellana PDYOT, 2015
Figura 22. Tabla 4A. Ministerio de Ambiente, 2020
Figura 23. Tabla 4B Ministerio de Ambiente, 2020
97
1.Datos generales
Recogidas por:
Fecha y hora de toma de muestra
Fecha y hora de ingreso al laboratorio
Fecha del análisis
Condiciones ambientales
Código de laboratorio
Identificación de la muestra
2.Parámetros y métodos/referencias Ítem Parámetros Unidad Nombre del
laboratorio Métodos/Norma Incertidumbre
(K=2)
3. Resultados Parámetro Unidad A
40477 Tabla No. 4a.
Responsable del informe:
Figura 24. Registro de datos No.1 Ministerio de Ambiente, 2020
98
Figura 25. Registro de datos No.2 Ministerio de Ambiente, 2020
1.Datos generales Recogidas por:
Fecha y hora de toma de muestra
Fecha y hora de ingreso al laboratorio
Fecha del análisis
Condiciones ambientales
Código de laboratorio
Identificación de la muestra
2.Parámetros y métodos/referencias Ítem Parámetros Unidad Nombre del
laboratorio Métodos/Norma Incertidumbre
(K=2)
3. Resultados Parámetro Unidad A
40477 Valor límite permisible
Responsable del informe:
Secretaria de Hidrocarburos, 2015
Figura 26. Mapas de bloques petroleros en el Ecuador
![Presentación Biorremediación 2014 [Recuperado]](https://img.pdfslide.es/doc/110x75/55cf8d275503462b139275ad/presentacion-biorremediacion-2014-recuperado.jpg)
