Avance Piloto Tecno

7/26/2019 Avance Piloto Tecno

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UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLGICA DE

LIMA SUR

TECNOLOGA AMBIENTAL PARA RECUPERACIN DE SUELOS

Biorremediacin de suelos contaminados por

hidrocarburos mediante compost (rastrojos -

guano de cuy) y estircol vacuno.

DOCENTE

Ing. Marcelino Tarmeo Edgar

INTEGRANTES

Duran Torres Katherine

Gonzales Berrocal Andy

Paredes Salome Frank Machaca Venturo Yoselin

Villegas Lopez Yulissa

PERIODO

2016- I


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TABLA DE CONTENIDOI. RESUMEN ............................................................................................................................................ 4

II. ABSTRACT ............................................................................................................................................ 4

III. INTRODUCCIN ............................................................................................................................... 5

IV. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA .................................................................................................. 6

GENERAL ................................................................................................................................................. 6

ESPECFICOS ............................................................................................................................................ 6

V. OBJETIVOS ........................................................................................................................................... 6

GENERAL ................................................................................................................................................. 6

ESPECFICOS ............................................................................................................................................ 6

VI. HIPTESIS ........................................................................................................................................ 6

GENERAL ................................................................................................................................................. 6

ESPECFICOS ............................................................................................................................................ 6

VII. MARCO TERICO ............................................................................................................................ 7

7.1. EL SUELO .......................................................................................................................................... 7

7.1.1. Introduccin .................................................................................................................................. 7

7.1.2. Funciones del suelo. ...................................................................................................................... 8

7.1.3. Composicin del suelo. ................................................................................................................. 8

Minerales. .........................................................................................................................................11

Aire agua. .......................................................................................................................................11

Materia orgnica. ..............................................................................................................................11

Perfil del suelo. .................................................................................................................................11

Propiedades del suelo .......................................................................................................................12

Relacin carbono: Nitrgeno (C/N). .................................................................................................14

Microbiologa del suelo. ....................................................................................................................14

7.2. CONTAMINACIN DEL SUELO CON HIDROCARBUROS ..................................................................16

7.2.1. Generalidades. ............................................................................................................................16

7.2.2. Fuentes de generacin de contaminacin del suelo con hidrocarburos. ...................................19

7.2.3. Clasificacin de las fuentes de contaminacin de acuerdo al origen. ........................................19

7.2.4. Efectos de los hidrocarburos en el suelo. ...................................................................................20

7.2.5. Efectos de los hidrocarburos en los seres vivos. ........................................................................23

Efectos de la contaminacin por hidrocarburos en el ser Humano. ................................................24

Daos a la fauna y flora. ...................................................................................................................26


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Hidrocarburos Totales de Petrleo (TPH). ........................................................................................26

7.3. BIORREMEDIACIN ........................................................................................................................27

7.3.1. Antecedentes ..............................................................................................................................27

7.3.2. Tcnicas de remediacin biolgicas. ..........................................................................................27

7.3.3. Degradacin natural (Atenuacin Natural). ................................................................................29

7.3.4. Biorremediacin in situ. ..............................................................................................................30

7.3.5. Compostaje. ................................................................................................................................30

7.3.6. Fitorremediacin.........................................................................................................................30

7.4. BIORREMEDIACIN DE HIDROCARBUROS .....................................................................................32

7.4.1. Definicin y generalidades. .........................................................................................................32

7.4.2. Bacterias degradadoras de hidrocarburos. .................................................................................35

VIII. MATERIALES Y MTODOS ............................................................................................................... 1

IX. ANTECEDENTES ............................................................................................................................... 2

X. PROCEDIMIENTO ................................................................................................................................ 4

XI. PRESUPUESTO ................................................................................................................................. 7

XII. BIBLIOGRFIA ...................................................................................Error! Marcador no definido.

XIII. ANEXOS ............................................................................................Error! Marcador no definido.


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I. RESUMEN

La biorremediacin de suelos contaminados por hidrocarburos es una tcnica que consiste en usar

organismos vivos para el consumo de los hidrocarburos de petrleo en el suelo. Para descartar la

disminucin de Hidrocarburos Totales de Petrleo del suelo de los talleres mecnicos, ubicados en elcruce de la avenida Separadora Industrial y la avenida Las Lomas, distrito de Villa el Salvador, provincia

de Lima. Se instal el experimento en la chacra urbana de la Universidad Nacional Tecnolgica de Lima

Sur, aplicndose el modelo estadstico de Diseo Experimental Completamente al Azar (DCA), con dos

repeticiones y cuatro tratamientos para las plantas indicadores de girasol (Helianthus annuus)y pasto

(Paspalum notaste), sumando un total de 16 macetas experimentales para lo cual se emple estircol

de vaca y compost de cuy, que sern sembradas y controlados por un periodo de 2 meses.

Palabras claves: biorremediacin, hidrocarburos, estircol de vaca y compost de cuy.

II. ABSTRACT

Bioremediation of contaminated soils by hydrocarbons is a technique which consists of using living

organisms for petroleum hydrocarbons consumption. An experiment was carried out at bio test level for

discarding Total Petroleum Hydrocarbons in soil of the mechanics workshops, located at the intersection

of Separadora Industrial Avenue and Las Lomas Avenue, Villa El Salvador district, Lima province. The

experiment was installed in the urban farm in the National Technological University of Lima South,

applying the statistical model used is called Experimental Design Completely Random (DCA) with two

repetitions and four treatments for indicators sunflower (Helianthus annuus) and grass plants

(Paspalum notatum), adding up to a total of 16 experimental. For this purpose, cow manure andcompost cuy compost, which will be planted and monitored for a period of two months, was used.

Keywords:bioremediation, hydrocarbons, cow manure and compost cuy compost.
https://es.wikipedia.org/wiki/Paspalum_notatumhttps://es.wikipedia.org/wiki/Paspalum_notatumhttps://es.wikipedia.org/wiki/Paspalum_notatumhttps://es.wikipedia.org/wiki/Paspalum_notatumhttps://es.wikipedia.org/wiki/Paspalum_notatumhttps://es.wikipedia.org/wiki/Paspalum_notatumhttps://es.wikipedia.org/wiki/Paspalum_notatum


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III. INTRODUCCIN


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IV. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

GENERAL

Es posible remediar o recuperar un suelo contaminado por Hidrocarburos totales de Petrleo,usando compost de estircol de cuy y vacuno; empleando como plantas indicadora pasto(Paspalum notatum) y girasol (Helianthus annuus), sembrados y controlados por un periodo de3 meses en Villa el Salvador - Lima?

ESPECFICOS

Cunta es la variacin del crecimiento de pasto (Paspalum notatum) y girasol (Helianthusannuus) en relacin a los diferentes tratamientos?

Cunta es la concentracin de hidrocarburos en el suelo despus de haber sido cultivado conlas plantas pasto (Paspalum notatum) y girasol (Helianthus annuus)?

V. OBJETIVOS

GENERAL

Determinar la recuperacin de un suelo contaminado con Hidrocarburos totales de Petrleo,usando compost de estircol de cuy y de vacuno; empleando como plantas indicadora a el pasto(Paspalum notatum) y girasol (Helianthus annuus), sembrados y controlados por un periodo de2 meses en Villa El Salvador-Lima.

ESPECFICOS

Evaluar la eficiencia de cada uno de los tratamientos respecto a la reduccin de la concentracinde hidrocarburos.

Evaluar las variaciones del crecimiento de el pasto (Paspalum notatum) y girasol (Helianthusannuus) con relacin a diferentes tratamientos.

Identificar la concentracin de hidrocarburos en el suelo despus de haber sido cultivado con elpasto (Paspalum notatum) y girasol (Helianthus annuus).

VI. HIPTESIS

GENERAL

Las concentraciones de TPH redujeron, recuperndose de esta manera el suelo afectado porlos talleres mecnicos ubicados en Villa El Salvador.

ESPECFICOS

Las macetas que contienen compost de cuy y estircol vacuno redujeron en mayores cantidadessu concentracin de TPH.

En las macetas que contiene compost de cuy y estircol vacuno las plantas presentaron unmayor crecimiento.


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VII. MARCO TERICO

7.1. EL SUELO

7.1.1. Introduccin

La palabra suelo se deriva del trmino latn Solum que significa tierra slida, los primeros estudio s

cientficos del suelo son del siglo XIX en la escuela geogrfica rusa, donde se realiz varios estudios, en

los cuales se reconoca por primera vez que los suelos estn formados por varias capas. Luego se

manifest la relacin que existe entre las propiedades de los suelos y los factores ambientales (clima y

la vegetacin). Las ciencias encargadas de estudiar al suelo se conocen como ciencias del suelo, entre

las que se distingue la Edafologa, esta ltima estudia la composicin del suelo, funciones, formacin y

el entorno que le rodea.

El recurso suelo constituye el 29 % de la superficie del planeta y se define como el medio poroso formado

en la superficie terrestre mediante el proceso de meteorizacin durante largos perodos, aportados por

los fenmenos biolgicos, geolgicos e hidrolgicos.

Los suelos se consideran como sistemas biogeoqumicos, multicomponentes y abiertos, sometidos a los

flujos de masa y energa con la atmsfera, la bisfera y la hidrsfera, su composicin es altamente

variable. Siendo este un sistema dinmico de 3 componentes: partculas minerales, detritos y

organismos que se alimentan de estos1.

En el suelo existe gran cantidad de microorganismos (bacterias, actinomicetos, hongos, algas y

protozoos) los mismos que pueden ser beneficiosos, para recuperar este cuando haya sufrido algn tipo

de contaminacin. Para lo cual es importante conocer las caractersticas del suelo desde el punto de

vista biolgico, siendo estas su composicin qumica, estructura, porosidad y permeabilidad.

Ilustracin 1: El suelo

1 TULAS, Libro VI, anexo 2, Norma de calidad ambiental del recurso suelos y criterios de remediacin para

suelos contaminados, 2.49, p. 6.


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7.1.2. Funciones del suelo.

Cumple tres funciones, muy relacionadas pero diferentes.

Recurso natural: es el sustrato de una amplia variedad de plantas, animales y microorganismos,

resulta bsico para la produccin primaria de los ecosistemas terrestres, siendo el factor de

productividad primario por excelencia. Se considera al suelo como un recurso no renovable y

social, su uso depende de sus caractersticas que lo hacen ms o menos atractivo para

realizar distintas actividades agrarias, forestales y como en su proyeccin para proporcionar

biodiversidad y diferenciacin paisajstica.

Soporte de vida: es un sistema complejo en el que interaccionan materiales orgnicos e

inorgnicos, agua, vegetales, animales superiores y multitud de microorganismo en evolucin,

cambio y regulacin contina.

Receptor de efluentes: ejerce un papel de tapn, se comporta como filtro y elemento

transformador entre la atmsfera y la capa fretica, permite retener y procesar los

contaminantes que lleguen a l evitando su paso directo al agua, a los ecosistemas o al hombre.

Las actividades humanas provocan efectos positivos y negativos en el recurso suelo, los efectos

negativos como la contaminacin produce el deterioro de las caractersticas de este, lo que conlleva a

la degradacin de una o ms de sus funciones.

7.1.3. Composicin del suelo.

La matriz de un suelo est compuesta principalmente por:

Ilustracin 2: Composicin del Suelo

Fuente: Modificado de Cepeda Juan, Qumica de Suelos, 1.991


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Minerales.

Son el principal componente estructural del suelo representan el 45 % del volumen total, el mineral

predominante es el dixido de silicio (SiO2), adems estn presentes en menor cantidad el aluminio (AL)

y el hierro (Fe), tambin se encuentran en menor cuanta el calcio (Ca), magnesio (Mg), potasio (K),

titanio (Ti), manganeso (Mn), nitrgeno (N), azufre (S), sodio (Na) y fsforo (P)2.

Aireagua.

Estos componentes constituyen el volumen de poros, ocupando el 25 % el agua y 25 % el aire, del

volumen total del suelo. La proporcin aireagua vara considerablemente con la humedad del suelo.

Materia orgnica.

Representa el 5 % del volumen del suelo, proviene de los residuos de vegetales y animales, clulas

microbianas y productos del metabolismo microbiano (humus), siendo este ltimo la fraccin ms

estable de la materia orgnica. En el humus existe gran cantidad de microorganismos que ayudan a

descomponer ciertos elementos (ciclo natural de degradacin), segn esto se puede emplear

microorganismos para transformar compuestos especficos presentes en un suelo contaminado.

Perfil del suelo.

Entre las caractersticas del suelo existe una comn entre todos, la aparicin de una serie de capas

(horizontes) desde la superficie hacia abajo, el conjunto de los horizontes se llama perfil del suelo.

En la mayora de suelos se distingue tres horizontes principales, los mismos que desde arriba hacia abajo

son:

Horizonte A: conocido tambin como zona de lavado vertical, es la capa ms superficial en

donde la actividad de las plantas y animales es mayor, su color es oscuro debido a la abundancia

de materia orgnica (humus), razn por la cual est sujeta a lixiviacin.

Horizonte B: conocido como zona de precipitado, en este horizonte se encuentran las races ms

profundas de los rboles y arbustos, carece de humus, su color es ms claro, y en l se depositan

materiales arrastrados desde arriba entre los cuales estn, materiales arcillosos, xidos e

hidrxidos metlicos.

Horizonte C: o subsuelo, formado por rocas ms o menos alteradas, que sirven de soporte a los

dos horizontes anteriores, es la zona de contacto entre el suelo y la roca madre.

2ALEXANDER, M. Introduccin to soil m icrobiology, edisiones Wily, 1991, Nueva York, tomado de WCB/MCGRAW-HL, Principios de biorrecuperacin, p 28.


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Ilustracin 3: Horizontes del suelo

Fuente: Suelo,http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo

Propiedades del suelo

Textura del suelo: La textura es la porcin en la que se encuentran los elementos que lo

constituyen (arena, limo y arcilla), y depende de la naturaleza de la roca madre y de los

procesos de evolucin del suelo. La textura del suelo determina la capacidad de absorcin,

retencin de agua, la cantidad de aire que contiene el suelo, su capacidad portante y

parcialmente su fertilidad, la textura se puede determinar desmenuzando el suelo entre

los dedos.

Ilustracin 4: Diagrama triangular para determinar la textura del suelo.

Fuente:www.pr.nrcs.usda.gov, tomado de Crosara Alicia, textura del suelo,

http://edafologa.fcien.edu.uy/archivos/Practico%203.pdf
http://xn--edafologa-n5a.fcien.edu.uy/archivos/Practico%203.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Suelohttp://www.pr.nrcs.usda.gov/http://www.pr.nrcs.usda.gov/http://xn--edafologa-n5a.fcien.edu.uy/archivos/Practico%203.pdfhttp://xn--edafologa-n5a.fcien.edu.uy/archivos/Practico%203.pdfhttp://www.pr.nrcs.usda.gov/http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo


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A continuacin se presentan los elementos que conforman el suelo.

Arena: Se subdividen en (arena muy gruesa, arena gruesa, arena media, arena fina, arena muy fina),

estos agregados forman los suelos arenosos, las partculas son las de mayor tamao y tienen poca

capacidad de retencin de agua.

Arcilla: Las partculas que contienen arcilla forman los suelos arcillosos, son las que mayor efectoproducen sobre las propiedades de los suelos, las partculas son de naturaleza coloidal, poseen carga

superficial negativa y presenta forma plana, adems son buenos absorbentes de agua, iones y gases.

Limo: Los limos son suelos de granos finos y estn constituidos por materiales heredados en l y las

transformaciones son mayores.

Tabla 1: Clasificacin de las partculas del suelo

Tipo de partcula Sistema Americano

Dimetro (mm)

Sistema Internacional

Dimetro (mm)

Arena

Arena muy gruesa 2,00-1,00 -----------Arena gruesa 1,00-0,50 2,00-0,20

Arena media 0,50-0,25 ---------

Arena fina 0,25-0,10 0,20-0,02

Arena muy fina 0,10-0,05 -------

Limo 0,05-0,002 0,02-0,002

Arcilla


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factores que afectan el pH son, la naturaleza del material original, el factor bitico, las

precipitaciones y el complejo adsorbente.

El pH del suelo puede afectar significativamente la actividad microbiana y los procesos de

biorremediacin, el crecimiento de muchos microorganismos est dentro de un rango de

pH de 6 a 8, condiciones altamente alcalinas o bsicas generalmente inhiben la actividad

microbiana.

Salinidad del suelo. Un suelo salino es aquel que contiene exceso de sales solubles, esto

se puede dar de manera natural (suelos bajos y planos) y antropognica. Cuando este

proceso tiene origenantropognico,se asocia a sistemas de riego, contaminacin del

suelo por hidrocarburos. Generalmente la sal dominante es elcloruro de sodio (NaCl), una

consecuencia de la salinizacin del suelo es la prdida de fertilidad, lo que perjudica el

cultivo agrcola.

Relacin carbono: Nitrgeno (C/N).

Es la relacin que existe ente la materia orgnica y el contenido de nitrgeno del suelo, las variaciones

de esta relacin estn influenciadas por las condiciones climticas, temperatura cantidad y distribucin

de lluvias.

Microbiologa del suelo.

La microbiologa del suelo es una rama de la edafologa que estudia los microorganismos que en el

habitan, sus funciones y actividades. En el suelo se desarrollan tanto microorganismos Eucariotas (algas

hongos y protozoos) y Procariotas (bacterias y arqueas). La actividad biolgica depende de algunas

propiedades del suelo, como la estructura, el volumen de poros y la permeabilidad, adems la

comunidad microbiana favorece al suelo en su fertilidad, ciclos biogeoqumicos y as como tambin el

uso potencial de microorganismos especficos (bacterias) para aplicaciones ambientales.

Las bacterias y hongos son los encargados de reciclar el carbono en la naturaleza, esto les confiere

capacidades para degradar compuestos txicos o xenobiticos por medio de su actividad metablica.

Las bacterias llegan a presentarse en poblaciones de miles por gramo de suelo4.

Bacterias: exceden la poblacin de todos los otros grupos de microorganismos presentes en el suelo,

podemos encontrar todo tipo de bacterias desde autotrficas, heterotrficas, aerobias y anaerobias. Las

bacterias son un grupo muy diverso de organismos con variaciones extensivas de las propiedades

morfolgicas, ecolgicas y fisiolgicas, y son los principales degradadores de compuestos orgnicos y

xenobiticos.

Presentan tres formas generales, esfricas (cocos), forma de bastn (bacilos) y forma de espiras

(espirilos), su estructura est constituida por una capa exterior poco organizada compuesta

principalmente de polisacridos, una pared celular rgida, una membrana celular, la cual encapsula el

citoplasma donde se dan todas las reacciones necesarias y la regin nuclear compuesta del material

gentico de la clula.
http://es.wikipedia.org/wiki/Antropog%C3%A9nicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Riegohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_sodiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Agriculturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Agriculturahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_sodiohttp://es.wikipedia.org/wiki/Riegohttp://es.wikipedia.org/wiki/Antropog%C3%A9nico


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Existe un grupo conocido como actinomicetos, son microorganismos intermedios entre las bacterias

procariotas ms primitivas y los hongos eucariotas, taxonmicamente son clasificados como bacterias.

Capaces de crecer en un rango de pH de 4 y 10, se desarrollan en suelos alcalinos o neutros, son

intolerantes a condiciones de anegamiento, existen especies que crecen a altas temperaturas, son

capaces de degradar muchas sustancias y son los principales productores de un sin nmero de

antibiticos, tambin ayudan a aumentar las estructura del suelo5.

Hongos: Son protistas, poseen pared celular no tienen movimiento y emplean materia orgnica como

fuente de energa, se encuentran principalmente en suelos bien aireados, algunos suelen ser patgenos

de plantas, otros son importantes al degradar compuestos orgnicos, favorecen la estructura del suelo

al unir las partculas para formar agregados estables. Los hongos toleran generalmente pH cidos6.

Algas: Son inmviles altamente protistas, con pared celular, mayormente encontramos algas verdes y

diatomeas en la superficie o cerca de sta ya que necesitan luz para llevar a cabo fotosntesis. Estas

juegan un papel importante en suelos erosionados o desrticos, ya que como son fotosintticos inician

la acumulacin de materia orgnica en esa rea.

Protozoarios: Pueden ser mviles y no, unicelulares carecen de pared celular se alimentan por

predacin, ingestin de bacterias o de otros organismos como las levaduras, esporas de hongos y de

otros protozoos.

4 CEPEDA Juan, Qumica de suelos, Editorial Trillas, Mxico, 1991, p. 44

5 ARBOLEDA, Viviana, BRVO, Vernica, Biorremediacin del suelo contaminado con Hidrocarburos de la central

hidroelctrica del campamento secoya mediante landfarming, 2008,

http://repositorio.eppetroecuador.ec/handle/20000/102

6 HENDRIZ P, Components of Sustainable Agroecosystems: Sustainable Agricultutal Systems, 2 ed, Soil and Water Commun, Toronto, 1.990, p

696
http://repositorio.eppetroecuador.ec/handle/20000/102http://repositorio.eppetroecuador.ec/handle/20000/102http://repositorio.eppetroecuador.ec/handle/20000/102


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Ilustracin 5: Microorganismos del suelo

La superficie de las partculas slidas del suelo, es el lugar donde se forman las colonias de

microorganismos, los principales factores que influyen en el desarrollo de los microorganismos son:

El agua.

La presencia suficiente de oxgeno en la atmsfera del suelo.

La riqueza de nutrientes.

El pH, la Humedad y la temperatura.

7.2. CONTAMINACIN DEL SUELO CON HIDROCARBUROS

7.2.1. Generalidades.La contaminacin por hidrocarburos es una problemtica de carcter mundial y amplia distribucin

geogrfica, teniendo en cuenta que independiente de la zona afectada (lagos, suelos, zonas freticas,

ros y playas) por procesos biolgicos y fsicos, los hidrocarburos tienen como destino final los mares y

ocanos7.

7 Shahidul Md, Tanaka M, 2.004. Impact of pollution on coastal and marine ecosystems including

coastal and marine fisheries and approach for management tomado de Silvia Narvez-Flrez, Martha L.

Gmez y Mara M. Martnez; Seleccin de bacterias con capacidad degradadora de hidrocarburos

aisladas a partir de sedimentos del Caribe Colombiano, 2008;http://www.scielo.unal.edu.co/scielo.
http://www.scielo.unal.edu.co/scielohttp://www.scielo.unal.edu.co/scielo


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En la actualidad existe un creciente inters por la contaminacin del suelo con hidrocarburos, por parte

de los pases dedicados a la explotacin de petrleo, organizaciones e instituciones afines al medio

ambiente, debido a los riesgos directos que ocasionan a la salud humana y el entorno, adems los altos

costos que implican los procesos de limpieza y mitigacin de los lugares afectados. Los antecedentes

descritos estn direccionando sus polticas hacia la disminucin y la remediacin de la contaminacin

por hidrocarburos.

As un suelo contaminado se define como todo aquel cuyas caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas

naturales, han sido alteradas debido a actividades antropognicas y representa un riesgo para la salud

humana o el medio ambiente8.

Ilustracin 6: Suelo contaminado con hidrocarburos en la central termoelctrica el Descanso

Fuente: ELECAUSTRO S.A. 2.009

8 TULAS, Libro VI, anexo 2, Op. Cit. p. 6.


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La contaminacin de suelo por hidrocarburos es dinmica, los componentes individuales pueden

separarse de la mezcla original como se detalla a continuacin:

Los Compuestos Orgnicos Voltiles (COVs) se evaporan.

Algunos se solubilizan gracias a la polaridad de sus molculas.

Otros se absorben en la superficie de la fase slida del suelo por reacciones qumicas o debido

a fuerzas fsicas, (siendo la primera la que fija los contaminantes, limita el transporte y disminuye

la biodisponibilidad para los microorganismos).

Mientras otros son degradados por microorganismos en el suelo.

Como resultado de estas transformaciones los hidrocarburos se enriquecen en compuestos pesados,

ms difciles de degradar9.

9 EWEIS, J., ERGAS, S., CHANG, D., SCHROEDER, E., Principios de biorrecuperacin. Mc Graw-

Hill/Interamericana, Madrid 1999, p 132


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7.2.2. Fuentes de generacin de contaminacin del suelo con hidrocarburos.

Las fuentes de contaminacin son aquellas instalaciones, procesos o actividades que provocan

contaminacin ambiental, la contaminacin del suelo debido a la presencia de los hidrocarburos puede

ser puntual y difusa.

Fuentes puntuales: Son aquellas en que los contaminantes llegan al medio receptor desde un

punto de descarga fijo y definido, o ubicacin geogrfica particular, que se puede determinar de

forma precisa, como pueden ser los sistemas de tratamiento residuales, las industrias,

hospitales, edificios pblicos y canales.

Fuentes difusas: Cuando los contaminantes llegan a los medios receptores desde zonas amplias

y extendidas, geogrficamente disgregadas y difcilmente identificables, como pueden ser los

escurrimientos agrcolas, mineros y urbanos.

Ilustracin 7: Fuentes fijas y puntuales de contaminacin

Fuente: Carmen C. Terry Berro; Contaminacin Ambiental;

http://www.medioambiente.cu/uptpml/files/Clase2.pdf.

7.2.3. Clasificacin de las fuentes de contaminacin de acuerdo al origen.

Las fuentes de contaminacin pueden ser de origen natural y antropognico, representando ste ltimo

el de mayor trascendencia debido a que este tipo de contaminacin supera todos los procesos de auto

recuperacin natural de los suelos.

Entre las fuentes naturales se encuentran, la erosin, erupciones volcnicas, deslizamientos, losterremotos, Tsunamis, inundaciones y dems desastres naturales que de una u otra manera provocan

la contaminacin del suelo. Las fuentes de contaminacin de origen antropognico comprenden todas

las actividades en las que interviene de una u otra manera el hombre como:

Fuentes tecnolgicas

Fuentes industriales

Fuentes agrcolas
http://www.medioambiente.cu/uptpml/files/Clase2.pdfhttp://www.medioambiente.cu/uptpml/files/Clase2.pdf


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Fuentes pecuarias

Fuentes domsticas y municipales

La industria que ms genera contaminacin del suelo por hidrocarburos es la industria petrolera, adems

la mayora de actividades en las que se utiliza los derivados del petrleo, producen contaminacin, las

causas ms comunes generalmente son:

Los derrames

Fugas

Atentados terroristas

Negligencia operacional

La falta de normativas ambientales ms rigurosas por parte de las autoridades

correspondientes.

En la Tabla 2 se presentan las industrias que generan contaminacin del suelo por hidrocarburos.

Tabla 2: Industrias que generan contaminacin de suelos con hidrocarburos

TIPO DE INDUSTRIA PRINCIPALES CONTAMINANTES DEL SUELO

INDUSTRIA PETROLERA HIDROCARBUROS AROMTICOS Y ALIFTICOS

FBRICAS DE GAS ALQUITRN, BENCENO FENOLES,

INDUSTRIA TEXTIL HIDROCARBUROS Y METALES PESADOS

ESTACIONES DE SERVICIO HIDROCARBUROS Y DERIVADOS DEL PETRLEO

CENTRALES TERMOELCTRICAS HIDROCARBUROS, DERIVADOS DEL PETRLEO Y

MINERA HIDROCARBUROS AROMTICOS, METALES

INDUSTRIA AGROPECUARIA HIDROCARBUROS, PESTICIDAS, PLAGICIDAS

FLORICULTURA PESTICIDAS, PLAGUICIDAS E HIDROCARBUROS

LAVADORAS DE VEHCULOS HIDROCARBUROS

MECNICAS AUTOMOTRICES HIDROCARBUROS, ACEITES

Fuente: Propia

7.2.4. Efectos de los hidrocarburos en el suelo.

Los efectos tienen una variedad de escenarios potenciales, debido a la difusin lenta de los

contaminantes, los cuales se redistribuyen por toda la superficie del suelo y hacia el interior de este.Cuando los hidrocarburos se filtran, se produce una separacin natural de los distintos constituyentes,

por la exposicin de la fase no acuosa a las fases, slida, gaseosa y acuosa del suelo, permaneciendo los

compuestos de alto peso molecular cerca de la fuente, debido a que tienen menor movilidad, mientras

que los compuestos ms livianos migran hacia porciones profundas del perfil por su mayor solubilidad

en agua.


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Cuando la cantidad de hidrocarburos disminuye ya sea por disolucin u otro mecanismo de remocin,

se reduce la fraccin del espacio poroso ocupado por los hidrocarburos, los conductos de comunicacin

entre los poros se tornan ms pequeos y tortuosos, reduciendo la capacidad de la fase orgnica de

desplazarse y cuando ya no existe suficiente volumen para que continu la migracin, la fase no

acuosa en el suelo se denomina saturacin residual10.

Los espacios degradados pierden algunas de sus funciones, caractersticas fsico qumicas y por lo tanto

un manejo inadecuado de los hidrocarburos puede causar problemas de gran envergadura socio-

ambiental.

Los principales efectos que los hidrocarburos causan en el suelo, dependen del tipo, volumen de

hidrocarburo, caractersticas fsicas, qumicas y microbiolgicas del suelo, y los factores ambientales

(humedad, temperatura, factores climatolgicos), todas las variables en su conjunto definen el tamao

en la distribucin de la contaminacin en una zona especfica, entre los efectos ms perjudiciales que

sufre el suelo tenemos:

Disminucin del rendimiento de los cultivos y prdida de calidad de los productos obtenidos. Impide o retarda el crecimiento de lavegetacin en el rea contaminada.

Alteraciones en la poblacin microbiana del suelo.

Contaminacin de aguas superficiales a travs de la escorrenta.

Contaminacin de aguas subterrneas a travs de lixiviados.

Contaminacin del aire por combustin, evaporacin, sublimacin o arrastre por el viento.

Envenenamiento a travs de la cadena alimenticia.

Cuando la concentracin de los contaminantes sobrepasa la capacidad de aceptacin del

suelo, se produce una disminucin o anulacin de su poder autodepurante.

Impacto paisajstico en el sector en que se encuentra la matriz contaminada.

Se impide el intercambio gaseoso con la atmsfera iniciando una serie de procesos fsicosqumicos simultneos.

Los elevados desniveles de salinidad pueden destruir la estructura terciaria de las protenas,

desnaturalizar enzimas y deshidratar clulas.

10 API; 2003.Answers to Frequently Asked Questions About Managing Risk at LNAPL Sites. API Soil and

Groundwater Research Bulletin Number 18. American Petroleum Institute, Washington, DC. US.
http://www.monografias.com/trabajos30/vegetacion-hidrografia/vegetacion-hidrografia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos30/vegetacion-hidrografia/vegetacion-hidrografia.shtml


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Ilustracin 8: Comportamiento de los hidrocarburos en el ambiente

Fuente: Modificado de Brady, Identificacin de fuentes contaminantes de hidrocarburos en el

suelo,http://www.monografias.com/trabajos54/identificacin-fuentes-contamiantes2.shtml

Los hidrocarburos ligeros penetran ms en suelo llegando a las capas freticas y resultan txicos para la

microflora del suelo, en cambio los ms pesados son menos txicos a corto plazo pero permanecen en el

ambiente por mucho ms tiempo. Los compuestos solventes se filtran y los slidos, permanecen en la

superficie o son llevados hacia tierras ms bajas. En la siguiente tabla se presentan los parmetros que

influyen en el transporte de los contaminantes.

Tabla 3. Parmetros que influyen en el transporte de contaminantes en el suelo

Parmetros que influyen en el transporte de contaminantes en suelo

Parmetros del Contaminante Parmetros del Suelo Parmetros Ambientales

Solubilidad Contenido y retencin de agua Temperatura

Presin de vapor Profundidad, densidad y

permeabilidad

Precipitacin

Nmero y tipo de gruposfuncionales

Contenido de arcilla Evotranspiracin

Polaridad Contenido de materia orgnica

Profundidad de agua subterrnea

Fuente: ORTINEZ Oscar, IZE Irina, GAVILAN Arturo, La restauracin de suelos contaminados con

hidrocarburos, 2003,http://www.ine.gob.mx/publicaciones/gacetas/422/restauracin.html
http://www.ine.gob.mx/publicaciones/gacetas/422/restauraci%C3%B3n.htmlhttp://www.monografias.com/trabajos54/identificaci%C3%B3n-http://www.monografias.com/trabajos54/identificaci%C3%B3n-http://www.ine.gob.mx/publicaciones/gacetas/422/restauraci%C3%B3n.htmlhttp://www.ine.gob.mx/publicaciones/gacetas/422/restauraci%C3%B3n.htmlhttp://www.monografias.com/trabajos54/identificaci%C3%B3n-


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7.2.5. Efectos de los hidrocarburos en los seres vivos.

Debido a la variedad de la composicin de los hidrocarburos, los efectos en los seres vivos son muy

diversos, y dependen de factores como, el tipo de compuesto qumico, la cantidad vertida y el tiempo de

exposicin. Segn el tipo de hidrocarburo se puede estimar la intensidad de los daos y efectos, as

combustibles ligeros como la gasolina y el queroseno resultan ms txicos que los medianos y pesados

como el Diesel o Fuel Ol, debido a que contiene grandes cantidades de hidrocarburos saturados y bajo

contenido de compuestos polares11, ya que su mayor volatilidad aumenta el contacto fsico entre el

contaminante y las clulas microbianas12.

11 Dorn B. P, Vipond E. T., Salanitro P. J., Wisniewski L. H. , Assessment of the acute toxicity of crudeoils using earthworms, microtox, and plants. 1998, tomado de Prez E, Garrido P, Laca M, Indicadoresmicrobiolgicos como marcadores de la contaminacin y recuperacin de suelos contaminados conqueroseno, 2008,http://www.revistaecosistemas.net/articulo.asp?Id=55712 Xu, J. G., Johnson, microbial activity and phosphatase activity in oil contaminated, remediated anduncontaminated soils planted to barley and field pea, 1995 tomado de Prez E, Garrido P, Laca M,Indicadores microbiolgicos como marcadores de la contaminacin y recuperacin de suelocontaminados con queroseno, 2008,http://www.revistaecosistemas.net/articulo.asp?Id=557
http://www.revistaecosistemas.net/articulo.asp?Id=557http://www.revistaecosistemas.net/articulo.asp?Id=557http://www.revistaecosistemas.net/articulo.asp?Id=557http://www.revistaecosistemas.net/articulo.asp?Id=557


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Efectos de la contaminacin por hidrocarburos en el ser Humano.

Las vas de ingreso de los hidrocarburos al cuerpo de las personas pueden ser, por va respiratoria cuando

se los inhala y cuando se los ingiere con los alimentos (cadena trfica), a travs del agua y por contacto

directo. Cuando ingresan por va drmica los contaminantes son absorbidos ms lentamente que cuando

son inhalados o ingeridos.

Luego de ingresar estos son ampliamente distribuidos por la sangre y se transforman rpidamente en

compuestos qumicos, pudiendo resultar ms dainos as como menos peligrosos, esto en funcin de

factores como el tipo, composicin y la cantidad expuesta de hidrocarburos; la mayora de los

hidrocarburos abandonan el cuerpo a travs de la orina o con el aire exhalado.

Los constituyentes de los hidrocarburos, de bajo peso molecular (benceno, tolueno, xileno) afectan el

sistema nervioso central, causan irritacin de la piel, dolores de cabeza, nuseas, hormigueos en manos

y pies, cuando la exposicin es alta pueden provocar la muerte.

Los principales peligros provenientes de elevadas concentraciones de hidrocarburos en general, estn

relacionados a los hidrocarburos Aromticos Policclicos (HAPs) principalmente por sus efectoscancergenos. Se ha demostrado que el benceno es responsable de causar cncer (leucemia) en los seres

humanos, adems la gasolina y benzopirenos son considerados como cancergenos para humanos. El n-

hexano afecta el sistema nervioso central de una forma diferente, causando un desorden nervioso

llamado neuropata perifrica caracterizada por el entumecimiento de las extremidades y en casos

graves, parlisis.

Cuando se ingiere gasolina y kerosene, se produce irritacin en la garganta y estmago, depresin del

sistema nervioso central, dificultad para respirar y neumona. Compuestos como el Antraceno, Pireno,

Fenanteno, benzopirenos, causan la irritacin de la piel, cncer de piel, testculos y pulmones, siendo los

alcanos presentes en las gasolinas depresores del sistema nervioso central.

Los metales pesados (cadmio, cromo, plomo, magnesio, cobalto, cobre) pueden originar enfermedades

diferentes cada uno, se bioacumulan en los seres vivos y entran a formar parte de las cadenas

alimenticias, producen la irritacin de piel, problemas reproductivos y cncer. Es fundamental tener en

cuenta los procesos de intemperizacin, ya que estos cambian la composicin de los productos y pueden

afectar los resultados, la capacidad para biorremediar y la toxicidad del producto liberado al ambiente.

Segn algunos estudios realizados en las poblaciones aledaas a instalaciones petroleras y zonas donde

existe contaminacin por hidrocarburos en el Ecuador, se afirma que existe una relacin directa entre

la exposicin a los hidrocarburos con una mayor prevalencia de enfermedades, las mismas que se

pueden manifestar a corto y largo plazo en la poblacin. A continuacin se presentan los estudiosepidemiolgicos realizados.


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Tabla 4. Estudios epidemiolgicos de las enfermedades ocasionadas por los hidrocarburos, en las

poblaciones que habitan cerca de instalaciones hidrocarburferas en Ecuador.

Fecha Institucin uOr anizacin

Nombre, ttulo delestudio

Efectos sobre las personas

1993UPPSAE (Unin dePromotoresPopulares de Saludde la AmazonaEcuatoriana)

Culturas baadas enpetrleo

ndices ms altos de abortosespontneos,aquecas, nuseas, anemias, dermatitis y

micosis, problemas neurolgicos,intoxicaciones respiratorias, molestiasdigestivas, articulares y malestar general. Lastasas de mortalidad son el doble (la principal

1994CDES (Centro deDerechosEconmicosSociales, Ecuador)

Violaciones dederechos en laAmazona ecuatorianalas consecuenciashumanas del desarrollo

Reportaron numerosos problemas de piel(dermatosis), de la poblacin expuestas.

2000Instituto deEpidemiologa ySalud ComunitariaManuel Amunrriz

Informe Yana Cur:Impacto de la actividadpetrolera en la salud depoblaciones rurales dela Amazona

Indica que las mujeres del grupo expuestohaban sufrido mayor frecuencia de hongos enla piel, mayor frecuencia de los siguientessntomas como irritacin de la nariz y los ojos;dolor de cabeza y dolor de odo, diarrea y

2002Instituto deEpidemiologa ySalud ComunitariaManuel Amunrriz

Cncer en la Amazonadel Ecuador (1985-1998)

El estudio revelo que existe mayor riesgo depadecer cncer por parte de la poblacin quehabitan en cantones con explotacinpetrolera, el riesgo fue significativamenteelevado para los cnceres de estmago, recto,melanoma, el de tejido conectivo y el de rin

en los hombre y los de cuello de tero y

2003 Accin EcolgicaEcuador ni es, ni serya pas amaznico

El estudio arrojo que las enfermedades que lapoblacin atribuye a la contaminacin son el96% problemas de piel, le siguen problemas

2004

San Sebastin yHurtig, en elInternacionalJournal of

Incidencia de leucemiaen nios y explotacinde petrleo en laAmazona del Ecuador

Los resultados del estudio indican, que existerelacin entre la cercana a la explotacinpetrolera y la incidencia de leucemia en nios

Fuente: modificado de NATLIA MOINO AGUILERA, ANE GALDOS BALZATEGI, Exposicin a la

contaminacin por actividad petrolera y estado de salud de la Comuna Yamanunka (Sucumbos, Ecuador),2.003


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Daos a la fauna y flora.

La contaminacin por hidrocarburos afecta a los animales desde los mamferos, aves, peces, las almejas,

los moluscos e insectos, cuando los derrames de petrleo son sobre cursos de agua afectan de manera

especial a la avifauna acutica, impidindoles nadar, alimentarse y con frecuencia volar. Numerosos

estudios realizados tanto en animales (de laboratorio y animales libres) demuestran que la exposicin al

petrleo causa lesiones en distintos rganos, cncer, defectos en la reproduccin e incluso su muerte,en los estudios realizados a los animales se presentan los siguientes efectos.

En las aves se ha presentado efectos negativos sobre la capacidad reproductiva.

En estudios realizados en patos que han ingerido crudo se ha observado anemia

hemoltica.

Algunos estudios en ratas han confirmado la presencia de tumores en la piel, por la

exposicin al crudo, adems se han presentado cambios funcionales en las clulas

hepticas de las ratas.

Tambin se produce destruccin de los hbitats, de especies endmicas, prdida de la diversidad de las

comunidades faunsticas que habitan cerca de lugares contaminados con hidrocarburos. En cuando a la

afeccin a la flora se producen los siguientes daos:

Efectos negativos en la reproduccin y propagacin de la flora.

Destruccin de las fuentes alimenticias de las especies superiores.

Incorporacin de carcingenos en la cadena alimentaria.

La fauna puede verse afectada por varios factores: la persistencia de una mancha de

crudo limita el paso de la luz y por tanto reduce la actividad fotosinttica de muchas

plantas, si la mancha las cubre dificulta tambin su funcin reproductora y la fijacin.

Prdida de parajes con valor natural, recreativo o vacacional.

Los fueles ligeros y el gasoil forman parte de la fraccin intermedia de destilacin en el proceso de

refinado, lo que implica un rango de puntos de ebullicin entre 185- 345C, encontrando compuestos

de 10 a 25 tomos de carbono, siendo los ms abundantes los C15-C17.

Hidrocarburos Totales de Petrleo (TPH).

El trmino TPH se usa para describir a un grupo de sustancias qumicas, derivadas del petrleo crudo,

debido al gran nmero de hidrocarburos involucrados generalmente no es prctico medir cada uno

de ellos, sin embargo es til medir la cantidad total del conjunto de hidrocarburos que se encuentran

en una muestra de suelo contaminada que sirve como indicador general del tipo de contaminacin del

sitio.


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7.3. BIORREMEDIACIN

7.3.1. Antecedentes

Fue a mediados del siglo XX donde se realizaron las primeras investigaciones, para estudiar el potencial

y la capacidad microbiolgica para degradar contaminantes, las primeras tcnicas se asemejan al

Landfarming y fueron desarrolladas por compaas petrolferas.

La primera biorremediacin In Situ (BIS) documentada, fue descrita por Jamison y Raymond en 1.975 al

este de Pensilvania, ellos afirman que posterior a la recuperacin del producto libre y la adicin de (58

toneladas de sulfato de amonaco, 29 toneladas de fosfatos momo y di bsicos y aire) se estim que se

haba degradado 172 m3 (1.080 barriles de gasolina) representado esto un tercio del derrame original

509 m3 (3.200 barriles)13.

Debido al trabajo pionero mencionado, la mayora de aplicaciones de biorremediacin se las han

utilizado para degradar los hidrocarburos presentes en matrices contaminadas. En la mayora de los

estudios incluyen descripciones de geologa, hidrogeologa, datos sobre concentraciones de

contaminantes y distribuciones entre las fases acuosas y slidas, as como resultados de los ensayos debiotratabilidad. Posteriormente en los aos 80 se generaliz el uso del aire y perxidos para suministrar

oxgeno a las zonas contaminadas mejorando la eficiencia de los procesos degradativos, al mismo tiempo

la implementacin en la prctica de aproximaciones experimentales en laboratorio permiti el

tratamiento de hidrocarburos clorados.

7.3.2. Tcnicas de remediacin biolgicas.

La remediacin mediante procesos biolgicos, constituye un campo de la ingeniera ambiental que est

evolucionando y expandindose rpidamente, se basan en la biodegradacin de los contaminantes

mediante, plantas, microorganismos (hongos, levaduras y bacterias), para degradar o transformar los

hidrocarburos a productos metablicos, realizndose est in situ o ex situ, en condiciones aerobias oanaerobias.

Una de las ventajas de la rehabilitacin biolgica, es que existe una menor alteracin de las

caractersticas naturales de los mismos, en comparacin a la mayora de las otras tcnicas. Adems de

su menor costo comparado con tratamientos fsicos y qumicos. Su inconveniente suele ser su lentitud

(proceso de degradacin natural), en el caso de procesos anaerobios, mientras que cuando se trata de

tratamientos aerobios el proceso es generalmente eficiente.

13 Jamison, V. W., R. L. Raymond and J.O. Hundson, Jr. 1975, Biodegration of High-Octane Gasoline in Groundwater, Dev Ind. Microbiol.

16:305-312. Tomado de LEVIN, Morris, GEALT, Michael, Biotratamiento de residuos txicos y peligros, ediciones McGraw-Hill, Espaa.


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Cabe indicar que se puede mejorar las condiciones de degradacin, implementando un proceso de

bioaumentacin conforme con las poblaciones nativas de microorganismos. La actividad degradativa de

poblaciones naturales de microorganismos es uno de los principales mecanismos por el cual se elimina

el petrleo y otros hidrocarburos contaminantes del ambiente14.

Como los organismos individualmente pueden metabolizar un limitado rango de hidrocarburos, estos se

asocian en poblaciones mixtas (consorcios) para adquirir una amplia y completa capacidad enzimtica,

suficiente para degradar complejas mezclas de hidrocarburos como el petrleo crudo en el suelo 15 .

A continuacin se detallan las tcnicas de biorremediacin ms importantes.

Ilustracin 15: Tcnicas de Biorremediacin

Fuente: propia.

14 Hidrocarburos "el petrleo, 2007, http://www.monografias.com/trabajos/petroleo2/petroleo2.shtml.

15 Microbiologa del petrleo y sus derivados,http://biblioweb.unam.mx/libros/microbios/Cap2/
http://www.monografias.com/trabajos/petroleo2/petroleo2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/petroleo2/petroleo2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/petroleo2/petroleo2.shtmlhttp://biblioweb.unam.mx/libros/microbios/Cap2/http://biblioweb.unam.mx/libros/microbios/Cap2/http://biblioweb.unam.mx/libros/microbios/Cap2/http://biblioweb.unam.mx/libros/microbios/Cap2/http://www.monografias.com/trabajos/petroleo2/petroleo2.shtml


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7.3.3. Degradacin natural (Atenuacin Natural).

La degradacin natural es de considerable importancia econmica y ambiental, se basa principalmente

en que el petrleo es rico en materia orgnica, los hidrocarburos que contiene son fcilmente atacados

en condiciones aerobias es decir en condiciones de aire y humedad16.

A diferencia de otros procesos de remediacin la degradacin natural no requiere de obras de ingeniera,

sino que la viabilidad de su implantacin debe estar garantizada por estudios previos exhaustivos

(Anlisis de factibilidad in vitro-laboratorio) que garantice el logro de objetivos de limpieza.

Los principales organismos degradadores de los hidrocarburos son las bacterias, levaduras y hongos,

cuando se produce un derrame de hidrocarburos las fracciones ms voltiles se evaporan con rapidez,

quedando los componentes alifticos y aromticos de cadena ms larga, los cuales son atacados por los

microorganismos nativos del suelo, los que oxidan parte del petrleo hasta dixido de carbono (CO2).

Todos los ecosistemas edficos del planeta, poseen en mayor o menor proporcin cepas de

microorganismos capaces de responder naturalmente, a los problemas de contaminacin por medio de

la biodegradacin de los contaminantes. Si bien estos procesos se dan de forma natural, la reducidacantidad de microorganismos hace que los tiempos de degradacin sean demasiado largos como para

observar un resultado que pueda ser considerado como positivo17.

16 CASTILLO Francisco, Op. Cit, p, 438

17 Varnam A & Evans M., Environmental microbiology. ASM Press, Washington, tomado de FONTURBEL RADA, Francisco, Uso de algunos

parmetros indicadores microbiolgicos y bioqumicos para la evaluacin de la contaminacin por hidrocarburos y la biodegradacin de los

mismos, en la zona del lago Titikaka, 2004,: mhttp://revistas.concytec.gob.pe/scielo.
http://revistas.concytec.gob.pe/scielohttp://revistas.concytec.gob.pe/scielohttp://revistas.concytec.gob.pe/scielo


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7.3.4. Biorremediacin in situ.

Consiste en la utilizacin de microorganismos (autctonos o de origen externo), el mtodo consiste en

potenciar la biodegradacin natural mediante el aporte e inyeccin de nutrientes, oxgeno y la

inoculacin de cultivos de bacterias, hongos y consorcios, adems que al mismo tiempo se modifican

factores ambientales como la humedad, la temperatura y el pH.

Los nutrientes se suministran mediante una corriente de agua y el oxgeno. Este tipo de tratamiento

normalmente es la opcin ms adecuada para la recuperacin de suelos, ya que no es necesario la

preparacin y excavacin del material contaminado. No obstante antes de decidir el tipo de tratamiento,

deben valorarse numerosos factores entre los que se destacan:

Impacto ambiental en la zona.

Actividades industriales que pueden verse afectadas.

Costos comparativos con otros tratamientos.

La dificultad de acceso a la zona contaminada para proveer de oxgeno y nutrientes.

La determinacin del porcentaje de tratamiento.

La velocidad del proceso.

7.3.5. Compostaje.

Es una tecnologa de biorrecuperacin aerobia similar al tratamiento en lechos, el suelo se mezcla con

algunos elementos (astillas de madera, paja u otro agente espesante) para proporcionar una porosidad

que permita un mejor flujo del aire. Esta tcnica puede llevarse a cabo en un biorreactor con el

suministro de aire forzado para proporcionar la aireacin, o en pilas abiertas (hileras) que se voltean

peridicamente para facilitar el contacto con el oxgeno.

Tambin se emplea la adicin de materiales espesantes para aumentar la actividad microbiana medianteel suministro de una fuente de carbono de fcil uso. El metabolismo de grandes cantidades de carbono

genera calor, por lo tanto los tratamientos de compostaje producen altas temperaturas.

7.3.6. Fitorremediacin.

Consiste en el uso de plantas arbreas, arbustivas, herbceas y algas, las mismas que actuando solas o

en simbiosis, mediante sus procesos metablicos permiten almacenar y eliminar sustancias toxicas18.

Algunas especies de plantas probadas con xito en la fitorremediacin de suelos contaminados con

hidrocarburos del petrleo son: Zea mays L., Panicum maximun Jacq., Paspalum virgatum L.,

Echinochloa polystachya H.B.K., Sorghum vulgare L., Phaseolus vulgaris L., Phaseolus coccineus L.,

Chamaecrista nictitans (L.) Moench, Brachiaria brizantha (Hochst. ex A. Rich) Stapf, Triticum aestivum

L., Hordeum vulgare L19.

18 GMEZ Domingo, Op, Cit, p 229

19 Revista Latinoamericana de Microbiologa vol. 48, Abril-Junio de 2006


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Las plantas absorben el contaminante para metabolizarlo o almacenarlo, reduciendo y evitando la

liberacin de contaminantes en otras zonas del medio, con mucha frecuencia loscompuestos orgnicos

pueden ser degradados y metabolizados para el crecimiento de la planta eliminado la contaminacin.

La fitorremediacin comprende procesos dirigidos a liberar el contaminante de la matriz del suelo

(fitodescontaminacin), como los encargados de secuestrarlos en dicha matriz (fitoestabilizacin).

Fitodescontaminacin:Proceso por el cual se reduce la contaminacin del suelo a

niveles tolerables, a travs de la accin de plantas y su microflora asociada, adems

de las tcnicas agronmicas apropiadas. La fitodescontaminacin comprende los

siguientes mtodos o tcnicas:

Fitoextraccin: Captacin y absorcin directa de los contaminantes mediante plantas

(races y su acumulacin en tallos y hojas), existen plantas con ciertas facultades que

les permiten realizar la absorcin selectiva de metales y compuestos orgnicos. En la

zona afectada se siembra, las especies de plantas seleccionadas previamente, cuando

estas crecen se recolectan y se incineran, las cenizas se pueden lavar para recuperarlos metales o se confinan a un vertedero controlado.

Fitovolatilizacin: Proceso por el cual las plantas y la actividad microbiana asociada,

a travs de enzimas especializadas que transforman, degradan y volatiliza los

contaminantes del suelo. La volatilizacin puede ocurrir tanto desde el sistema

radicular como desde la parte superficial del suelo.

Fitodegradacin: Las plantas toman el contaminante y lo metabolizan

transformndolo en un material sin riesgos para el medio natural.

Rizodegradacin: Es el proceso por medio del cual las races de las plantas, sumicroflora asociada y/o los productos excretados destruyen el contaminante en la

zona radicular.

Fitoestabilizacin Proceso que est encaminado al secuestro y estabilizacin de los

contaminantes en los suelos, se emplea plantas tolerantes al contaminante, capaces

de estabilizarlo mecnicamente, y por tanto impiden su transporte a otros medios,

incluyendo el agua subterrnea.
http://wapedia.mobi/es/Compuesto_org%C3%A1nicohttp://wapedia.mobi/es/Compuesto_org%C3%A1nico


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Ilustracin 19: Fitorremediacin

Fuente: Fitorremediacin;http://comunicacin-aguas-

residuales.blogspot.com/2010/04/fitoremediacin.html

Los lmites de la fitorremediacin son, el tiempo debido al perodo de crecimiento de las plantas, adems

se limita a la superficie y a la profundidad ocupada por las races (algunos contaminantes se mantienen

en la capa superior).

Otra desventaja es que los contaminantes pueden llegar hasta el nivel fretico debido a que no se puede

evitar el paso de los contaminantes solamente con las plantas. En la aplicacin de estas tcnicas se debe

prever el tratamiento y disposicin final del material vegetal.

7.4. BIORREMEDIACIN DE HIDROCARBUROS

7.4.1. Definicin y generalidades.

La descomposicin microbiana dehidrocarburos es de mucha importancia econmica y ambiental, por

los perjuicios que ocasionan los hidrocarburos en la salud de las personas y el medio ambiente. La

actividad degradativa de poblaciones naturales de microorganismos es uno de los principales

mecanismos por el cual se elimina el petrleo y otros hidrocarburos contaminantes del ambiente20.

Segn la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos EPA, recomienda el uso de tcnicas de

remediacin de suelos que impliquen, en forma significativa y permanente, una reduccin del volumen,

toxicidad y movilidad de las sustancias peligrosas y contaminantes y define el trmino tecnologa detratamiento como cualquier operacin unitaria, o serie de operaciones unitarias, que altera la

composicin de una sustancia peligrosa o contaminante a travs de acciones qumicas, fsicas o biolgicas,

de manera que reduzcan la toxicidad, movilidad o volumen del material contaminado
http://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#hidrohttp://www.monografias.com/trabajos10/petro/petro.shtml#hidro


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En los ltimos aos se ha incrementado el inters en el uso de biotecnologas destinadas a restaurar o

recuperar suelos contaminados con petrleo, que complementen los mtodos qumicos y fsicos

tradicionales.

Esta tecnologa conocida como biorestauracin, se basa en el uso de microorganismos para degradar los

hidrocarburos presentes en el petrleo y otros combustibles, y representa uno de los principales

mecanismos por los cuales estos contaminantes se pueden eliminar del ambiente.

Ilustracin 20: Biodegradacin del petrleo

Fuente:http://www.ingenieroambiental.com/GUIA-REMEDIACION-SUELOS-.pdf

Como los organismos individualmente pueden metabolizar un limitado rango de hidrocarburos, estos se

asocian en poblaciones mixtas para adquirir una amplia y completa capacidad enzimtica suficiente para

degradar complejas mezclas de hidrocarburos como el petrleo crudo en el suelo.

Los microorganismos transforman y metabolizan aerbicamente los hidrocarburos y otros compuestos

orgnicos hasta, dixido de carbono, agua y fuentes de alimento para sustentar su crecimiento y

reproduccin, es decir la biodegradacin ocurre naturalmente, en la siguiente tabla se presentan los

compuestos que son ms degradables y los menos degradables.

Tabla 15: Biodegradacin de los contaminantes
http://www.ingenieroambiental.com/GUIA-REMEDIACION-SUELOS-.pdfhttp://www.ingenieroambiental.com/GUIA-REMEDIACION-SUELOS-.pdfhttp://www.ingenieroambiental.com/GUIA-REMEDIACION-SUELOS-.pdf


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Biodegradacin Ejemplo del Contaminante Producto en el que se

Ms Degradables

n-butano, n-pentano, n-octano Gasolina

Nonano Diesel

Metil butano, dimetilpenteno, metiloctano GasolinaBenceno, tolueno, etilbenceno, Gasolina, Diesel, KeroseneDecanos Diesel

Dodecanos KeroseneTridecanos Combustible

Tetradecanos Aceites lubricantes

Menos

Naftalenos Diesel

Flurantenos KerosenePrenos Aceite para quemar

Fuente: OCP ECUADOR S.A ESTUDIOS AMBIENTALES/PLAN DE MANEJO ABRIL 2.001

La velocidad y viabilidad de la degradacin del petrleo, se determina por las caractersticas estructurales

de cada grupo de hidrocarburos, la fraccin liviana se degrada ms rpidamente que las fracciones

pesadas. Siendo generalmente mineralizada es decir completamente convertida en dixido de (CO2)

carbono y agua. El factor limitante para que lo propio ocurra con las fracciones ms pesadas, suele ser el

escaso grado de solubilizacin del compuesto y su lenta liberacin desde los poros del suelo20.

20 Pellini Lenadro; Biorremediacin estimulada por efluentes cloacales tratados de suelos contaminados con hidrocarburos; Escuela Superior

de Salud y Ambiente, Universidad Nacional del Comahue


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7.4.2. Bacterias degradadoras de hidrocarburos.

La presencia de petrleo y sus derivados en el suelo mejora selectivamente la comunidad microbiana,

capaz de adaptarse y utilizar el nuevo sustrato, creando una situacin selectiva. Los llamados organismos

hidrocarburoclsticos son bacterias capaces fisiolgica y metablicamente de degradar petrleo, la

fraccin del total de organismos que metabolizan hidrocarburos es altamente variable, 0.13 % a 50 %

para bacterias de la tierra, y 0.003 % a 100 % para bacterias marinas21.

En ecosistemas no contaminados, los microorganismos degradadores de hidrocarburos constituyen

menos del 0.1 % de la comunidad microbiana; mientras que en ecosistemas contaminados con

hidrocarburos estos pueden constituir porcentajes ms altos de la comunidad microbiana.

Las poblaciones dominantes en estas comunidades poseen caractersticas nutricionales relacionadas al

contaminante, y pueden ser tambin resistentes a muchas formas de estrs ambiental22.

Los microorganismos que se encuentran a menudo en el suelo son:

Las arqueobacterias (Matangenas, hipertermfilas).

Las bacterias Gram positivas con diferentes grados de ramificacin constituyen una

parte importante de la comunidad microbiana del suelo (comoArthrobacter,

Nocardioformes como Nocardia, Actinomicetos como Streptomyces),

Desempean un papel importante en la degradacin de los hidrocarburos, materiales vegetales viejos

y el humus26.

Las bacterias Gram negativas como las Pseudomonas, con gran cantidad de

nutrientes.

21 ARBOLEDA Viviana, BRAVO Vernica, Biorremediacin del suelo contaminado con hidrocarburos de la central hidroelctrica delcampamento secoya mediante landfarmig, 2008, http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/222/1/236T0006.pdf

22 Remediacin del pasivo ambiental en el pantano aledao a la estacin sacha central

www.biorremediacion.org/contenido/biorremediacion/docs.html

26 ESCORZA Juan, Estudio de inculos bacterianos como biorremediadores de suelos contaminados con petrleo, 2007,

http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/220/1/236T0001.pdf
http://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/222/1/236T0006.pdfhttp://www.biorremediacion.org/contenido/biorremediacion/docs.htmlhttp://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/220/1/236T0001.pdfhttp://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/220/1/236T0001.pdfhttp://www.biorremediacion.org/contenido/biorremediacion/docs.htmlhttp://dspace.espoch.edu.ec/bitstream/123456789/222/1/236T0006.pdf


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En la tabla 16 podemos observar los microorganismos que tienen capacidad degradadora del

petrleo.

Tabla 16. Gneros ms comunes de levaduras, hongos y bacterias que tienen la capacidaddegradadora del petrleo

Gneros de Gneros de Bacterias Gnero de Hongos

Cr tococcues Cor nebacterium M cobacterium As eri illus Gra hiumEndomyces Cytophaga Nocardia Aureobasidium Humicola

Hansen la Flavobacterium Proteus Beauveria MoniliaMycotorula Achromobacter Pseudomonas Botrytis Mortierela

Pichia Enwinia Sarcina Candida Paecelom cesRhodotorula Acinetobacter Serratia Chryisosporium Penicillium

Torulo is Alcali enes S irillum Clados rium RhodotorulaTrichsporon Arthrobacter Streptomyces Cladosporium Saccharomyces

Bacillus Vibrio Cochlobolus S icardiaBrevibacterium Xanthomonas Cylindrocarpon Tolypocladium

Actinom ces Beneckea Debar om ces ThrichodermaAeromonas Coryneforms Fusarium Verticillium

Arthrobcater Klebsiella GeotrichumLactobacullus Leumthrix

Moraxella Peptococcus

Spherotilus

Fuente: Murado y col., 1.996, Zhu y col., 2.001, Ferrer, 1.997


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Biorremediacin de suelos contaminados por hidrocarburos mediante compost (rastrojos -guano de cuy) y estircol vacuno.

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VIII. MATERIALES

16 Bolsas de vivero.

2 costales.

Pala plana Manta de polietileno

Semillas:

o Pasto.

o Girasol.

Estircol:

Estircol Vacuno

Compost de cuy.

Ilustracin 21:Toma de muestras

Semillas CostalCompost de cuy

Pala plana Bolsas de Vivero


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IX. ANTECEDENTES

En el Per, la normativa ambiental relacionada al manejo de los hidrocarburos de petrleo en

nuestro pas es propuesta por el Ministerio de Energa y Minas (MEM), autoridad ambiental

competente para las actividades del sector hidrocarburos competente para las actividades delsector hidrocarburos de acuerdo al D.S. N 053-99-EM del 28 de setiembre de 1999. La Ley

Orgnica de Hidrocarburos Ley # 26221 del 13 de agosto de 1993, y sus normas modificatorias

(Ley # 26734 del 31/12/96 y Ley # del 07/12/2000), es la norma base que regula las actividades

de hidrocarburos en el territorio nacional. El artculo 872 de esta ley establece que las personas

naturales o jurdicas que desarrollen actividades de hidrocarburos debern cumplir con las

disposiciones sobre proteccin al medio ambiente, las cuales se detallan en el Reglamento de

Proteccin Ambiental de las Actividades de Hidrocarburos - D.S. N 046-93-EM (12)11/93) y

normas modificatorias (D.S. # 009-95-EM del 13/05/95, D.S. # 053-99-EM del 27/09/99 y D.S. #

003-2002- EM del 27/01/02).

El MEM a travs de su Gua Ambiental para la Restauracin de Suelos en Instalaciones de

Refinacin y Produccin Petrolera y su Gua para el Manejo de Desechos de las Refineras de

Petrleo tambin recomienda el empleo de diferentes tcnicas para la recuperacin de suelos

contaminados con hidrocarburos, entre las que se encuentran las tcnicas biolgicas, como la

biorremediacin, fitorremediacin, as como la tcnica de landfarming

Volke y Velasco (2003) dice que la biorremediacin puede emplear

organismos autctonos del sitio contaminado o de otros sitios (exgenos),

puede realizarse in situ o ex situ, en condiciones aerobias o anaerobias.

Aunque no todos los compuestos orgnicos son susceptibles a labiodegradacin, los procesos de biorremediacin se han usado con xito para

tratar suelos, lodos y sedimentos contaminados con hidrocarburos del

petrleo.

Para nuestro proyecto hemos investigados fuentes relacionados con nuestro

tratamiento de biorremediacin donde todos los autores afirman que el

compost es un tratamiento de bajo costo y de fcil acceso.

USEPA (2003),recomienda que para la ejecucin de evaluaciones peridicas

sea necesaria para asegurar el avance del proceso de remediacin y ajustar

las principales variables del sistema. La medicin continua del oxgeno, la

concentracin de nutrientes, la concentracin de bacterias hetertrofas, elpH y el contenido de humedad permiten adecuar la frecuencia de las

aireaciones, la tasa de aplicacin de nutrientes, la frecuencia volumen de

riego y el pH. Dichas evaluaciones deben incluir tambin la medicin de las

concentraciones del contaminante para determinar el progreso del sistema

de tratamiento.

Hildrebrando Buenda Ros (2012), afirma en su tesis Biorremediacin de

suelos contaminados por hidrocarburos mediante compost de aserrn y

estircoles que si aplicamos estircoles orgnicos, como vacaza y cerdaza

ms aserrines de especies maderables del tipo suave (Bolaina y pino) reducir

la concentracin de los hidrocarburos totales de petrleo en el suelo. Adems


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de que la planta que se sembr (maz) es un buen indicador para evaluar la

reduccin de la concentracin de hidrocarburos en los suelos contaminados

a travs de sus variables la altura de la planta, peso seco foliar y peso seco

radicular. Norma Perez (2010), afirma en su proyecto llamado biorremediacin en el

campo de un suelo contaminado con gasolina y disel mediante adicin de

composta que la disminucin en la concentracin de disel y gasolina se

debi a la actividad microbiana del suelo con composta, ya que la composta

ayudo a mantener la humedad en el suelo, adems que de que la composta

hace que el suelo sea ms rico en nutrientes y materia orgnica para el

crecimiento de las plantas.

San Cristbal Tchira (2014), recomienda en su tesis Biorremediacin de

hidrocarburos y restauracin de suelos con residuos y compost que el

compostaje abierto, con volteo, es la modalidad ms usada en la

biorremediacin de suelos y otros desechos contaminados con hidrocarburos

y como resultado del compostaje de desechos contaminados con

hidrocarburos se obtiene un material que en algunos resulta en un compost

o enmienda para suelos o un material que aunque no tenga la calidad de

abono, sirve como reparador de suelos erosionados, mejorador de

propiedades fsicas de un suelo, o como un material adsorbente en caso

derrames en tierra.


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X. PROCEDIMIENTO

Muestreo de suelos

Hemos tomado las muestras del suelo contaminado con hidrocarburos, de los talleres mecnicosubicados en el Distrito de Lurn, luego ya teniendo nuestros puntos de muestreo, se empez a

limpiar la capa superficial y con una pala plana se extrajo en forma de de V y en Zigzag,

depositando finalmente las muestras en una manta de polietileno para su homogenizacin.

Ilustracin 20:Toma de muestras

rea de recoleccin de muestras de suelos contaminados con hidrocarburos.

Ya teniendo nuestra muestra compuesta, y teniendo tambin la muestra de alrededor de la zona

que no est contaminada, ambas muestras se mandarn al laboratorio para el anlisis de

caracterizacin fsico-qumico.

Distribucin del diseo experimental (DCA)

Para el presente trabajo de investigacin, hemos utilizado el diseo completamente al azar,

utilizando macetas experimentales con capacidad de 5 kg.

La dosificacin por maceta ser compartida por el suelo contaminado, el estircol vacuno,

compost (rastrojos y guano de cuy) de la hacienda Casa Blanca, los cuales se van a distribuir de

la siguiente manera.


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Tabla N 18: Combinaciones de los tratamientos de experimento:

INSUMOS Pasto 1 Pasto 2 Girasol 1 Girasol 2

Suelocontaminado

Compost(guano de cuy)

Estircol vacuno

Leyenda:

SC Suelo

contaminado.Co Compost

Ev Estircol vacuno

SC

SC + Co SC + Co

SC + Ev SC + Ev

SC +Ev +Co SC +Ev +Co

SC SC

SC + Co

SC +Ev

SC +Ev+Co

SC + Ev

SC + Co

SC

SC + Ev +Co


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Ilustracin21: Las 16 macetas de 5 Kg cada una.

Dosificacin por maceta

Suelo contaminado

3500 gr.

Compost

750 gr.

Estircol vacuno

750 gr.

Total: 5 000 gr.

De los insumos y plantas indicadores resaltamos que:

Buscamos conocer que tratamiento dar mejor resultado en las dos plantas

indicadoras, ya que deber mostrar un mejor tamao, peso seco foliar y peso

seco radicular.

Buscamos conocer cul de estas dos plantas indicadoras, es la que ms

hidrocarburos ha volatilizado.


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XI. PRESUPUESTO

Tabla N 19: Presupuesto

ITEM DESCRIPCION CANTIDAD MONTOTOTAL

I. COSTOS DIRECTOS

1 Anlisis inicial de TPH 1

2 Pala recta 1 25

3 Guantes 5 5

4 Semilla de pasto 1 sobre 2.00

5 Semilla de girasol 2 sobres 5.00

6 Compost (RastrojosCuy) 1 saco 24

7 Estircol vacuno 1 saco 9

8 Bolsas de vivero 18 189 Traslado - 64

II. COSTOS INDIRECTOS

11 Imprevistos (Anlisis final)

12 Otros 40

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