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BIORRESTAURACIÓN DE ÁREAS
IMPACTADAS POR CRUDO
POR MEDIO DE INTEBIOS® Y BIORIZE®
CARMEN INFANTE
l desarrollo de tecnologías amigables con el
ambiente, al igual que el
conocimiento y preservación de los ecosistemas, son aspectos en los que crecientemente se hacen mayores esfuerzos, tanto a nivel nacional como en el ámbito internacional. Por ello, la industria petrolera venezolana ha dedicado importantes
recursos para la investigación de suelos
afectados por derrames de crudos o por
la inadecuada disposición de desechos,
así como en la evaluación del grado de
recuperación ecológica en diversos ecosistemas, particularmente en los de sabana donde existe una alta actividad petrolera (Infante y Vásquez, 1999).
Como resultado de estas
investigaciones, se desarrolló la tecnología INTEBIOS®, la cual permite evaluar
no solamente la factibilidad de aplicar un
proceso de biorremediación o biodegradación, sino que define la modalidad de la
tecnología (compostero, tratamiento in situ, etc.) y los parámetros de control que
garanticen una correcta aplicación en
campo. Igualmente, el producto BIORIZE® surge como respuesta a la necesidad
de acelerar procesos de biodegradación
en ecosistemas sensibles, donde la combinación del desecho con mejoradores orgánicos facilita el proceso de biodegradación. En este trabajo se presenten algunas
de las características de la tecnología INTEBIOS® y del producto BIORIZE®, y se
ilustra su utilidad a través de varias situaciones en las que fueron empleados.
Tecnología INTEBIOS®
El biotratamiento de desechos orgánicos, el biosaneamiento o
biorremediación de áreas impactadas por
derrames de crudo u otros desechos orgánicos, son las terminologías que describen la aplicación del proceso de biodegradación para disminuir o suprimir las
fracciones tóxicas, como lo son los saturados y aromáticos, mediante la estimulación de los microorganismos autóctonos
presentes en el sitio de la contaminación,
con las adecuadas proporciones de nutrientes, aireación, materiales orgánicos y
mejoradores de la estructuración y porosidad del desecho a tratar.
INTEBIOS® incluye no
sólo la composición y dosificación de las
biomasas vegetales, sino los procedimientos y control de la tecnología, tanto a nivel de laboratorio, para evaluar factibilidad, como en el campo, donde se requiere garantizar su efectividad y cumplir con
las exigencias de la normativa ambiental
(Infante, 1999; Figura 1).
La clave para lograr el
éxito en su aplicación se fundamenta en
el conocimiento de los aspectos ecológicos, microbiológicos, fisicoquímicos, edafológicos y toxicológicos, asegurando que
no se transfiera el contaminante en el
suelo desde las primeras capas a profundidades mayores, impactando subsuelos y
aguas subterráneas, entre otros aspectos.
Para aplicar INTEBIOS®, se evalúan las
características del ecosistema (tipo, fragilidad), factores abióticos tales como pH,
humedad, textura del suelo, dosis máxima
y mínima del contaminante que pueden
ser biotratadas o no dependiendo del tipo
de desechos (crudo pesado, liviano, ripio
de perforación, suelo contaminado, etc.).
A través de una estricta
evaluación de la factibilidad de aplicación
a nivel de laboratorio y control en campo, empleando medidas respirométricas,
conteos de microorganismos, disminución
de las fracciones tóxicas de saturados y
aromáticos en función del contenido de
crudo, y medidas con bioensayos estandarizados del grado de toxicidad, se asegura
la calidad del biotratamiento mediante
INTEBIOS®.
La competitividad de
INTEBIOS® radica no solamente en sus
bajos costos, comparados con otras tecnologías de tratamiento de desechos, sino
en la flexibilidad de emplear diferentes
modalidades para el manejo de los desechos. Por ejemplo, se puede llevar a cabo
el biotratamiento in situ de manera más
efectiva, o aplicación en el mismo lugar
donde se encuentre el contaminante o desecho, sin necesidad de extraerlo y transportarlo. Con esta modalidad, como en el
caso de las fosas (sitio de almacenamien-
PALABRAS CLAVE / Fosas / Perforación / Derrames de Crudo / Biodegradación /
Recibido: 15/03/2001. Aceptado: 19/07/2001
Carmen Infante. Bióloga, Universidad Central de Venezuela (UCV). Ph.D. en Ciencias,
mención Ecología, UCV. Especialista en manejo de desechos. Autora de las marcas registradas INTEBIOS ® y BIORIZE®. Dirección: Departamento de Ecología y Ambiente, PDVSA-Intevep. Urb. Santa Rosa, Sector El Tambor, Los Teques, Estado
Miranda. P.O. B. 76343. Caracas 1070A, Venezuela. e-mail: [email protected]
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0378-1844/01/10/504-04 $ 3.00/0
OCT 2001, VOL. 26 Nº 10
to temporal de desechos en tierra), se reducen costos al eliminar aquellos que están asociados a la remoción y transporte
del contaminante, lo que además evita los
riesgos ambientales por el traslado y manipulación del desecho. Por el contrario,
cuando se generan desechos diariamente,
como es el caso durante las actividades
de perforación en la obtención del petróleo, la mejor modalidad es la denominada
composting-landfarming. Ésta se refiere a
la disposición y tratamiento en suelo del
desecho, formando pilas de hasta 50cm
de altura, tratando siempre de utilizar la
menor extensión de terreno para aplicar
la tecnología.
Para la aplicación de
INTEBIOS® no se requiere del uso de
preparaciones biológicas a base de microorganismos, práctica conocida como bioaumentación, en la que se prepara un cultivo bacteriano y luego se agrega en campo. Las experiencias, tanto de la industria
petrolera nacional, como a nivel internacional, señalan que la bioestimulación es
más eficiente en la disminución de las
fracciones de saturados y aromáticos de
un crudo en suelo que la bioaumentación
(Dott et al., 1999).
La aplicación de esta
tecnología de biorremediación permite
disminuir significativamente los componentes saturados y aromáticos, reduciendo
así los niveles de aceites y grasas (crudo)
establecidos en la normativa ambiental.
En estudios llevados a cabo en San
Tomé, en el oriente de Venezuela (Tabla
I). se aprecia la disminución significativa
de los componentes saturados y aromáticos por la aplicación de INTEBIOS® en
comparación con el control sin INTEBIOS®. Estos resultados demuestran el
efecto positivo de mejorar las condiciones
abióticas (relación C/N, C/P, textura, estructura, aireación, etc) para efectuar el
proceso de biorremediación de los hidrocarburos. Su aplicación exitosa en la industria petrolera ha permitido tratar suelos contaminados por derrames de crudo,
destoxificar ripios de perforación y sanear
fosas (Infante et al., 1999).
En otro estudio, también
conducido en San Tomé, en ecosistemas
de sabanas, se determinó el grado de recuperación o desarrollo de cobertura vegetal después de aplicada la tecnología
INTEBIOS® (Sanchéz et al., 1998). Un
alto porcentaje de las áreas de explotación del petróleo en el territorio venezolano comprende ecosistemas de sabanas.
En éstos, eventuales derrames de crudo
pueden destruir la cobertura vegetal y alterar las propiedades fisicoquímicas del
suelo. Para recuperar estos suelos y restablecer la cobertura vegetal, se evaluaron
tratamientos con diferentes fertilizantes y
OCT 2001, VOL. 26 Nº 10
Paquete tecnológico para aplicar el proceso de
biodegradación a contaminantes orgánicos
de la industria petrolera
• Caracterización físico-química del desecho
(humedad, contenido de crudo, saturados, pH,
textura, etc)
• Formulación y dosificación de mejoradores
orgánicos de origen vegetal.
• Dosificación de fertilizantes según el tipo desecho
• Modalidad del biotratamiento o forma de aplicar
la biodegradación
• Pruebas a nivel de laboratorio de la biodegradabilidad
del compuesto de interés.
• Escalamiento basado en resultados de laboratorio
• Seguimiento y control en el campo hasta cumplir
con normativa ambiental
Pruebas de laboratorio para evaluar
biodegradabilidad
• En reactor o composteros
• No adición de bacterias.
Se usa estimulación de bacterias y otros
microorganismos presentes en el desecho.
• Se evalúa la cinética de desaparición de
crudo, saturados y aromáticos en reactores
(30 días) y en composteros (90 días).
• Se realizan estudios de toxicidad del
desecho antes y al final de la
biodegradación.
Área recuperada y/o
desecho tratado.
Eliminación de
componentes tóxicos,
saturados y aromáticos, que
permiten establecimiento
o desarrollo de cobertura
vegetal.
Figura 1. Esquema representativo de la tecnología INTEBIOS®.
prácticas agroecológicas y se compararon
con INTEBIOS®. Para ello se llevaron a
cabo estudios en parcelas experimentales
de 15m2 (4 réplicas, 6 tratamientos), simulando un derrame de 12 l/m2 de un
crudo mediano. La mayor disminución de
las fracciones tóxicas del crudo (saturados y aromáticos), así como cambios significativos positivos de las propiedades físicas, se detectaron en los tratamientos
donde se aplicó INTEBIOS®. Una vez
detoxificado el suelo, se determinó el
grado de recuperación ecológica. Para
ello se evaluó la riqueza de especies y
cobertura vegetal en parcelas sembradas
con diferentes especies vegetales y se
comparó con la de parcelas, donde no
hubo siembra o introducción de especies.
Los resultados indican que en las parcelas, donde los suelos fueron detoxificados
mediante la descomposición de las fracciones de saturados y aromáticos por la
tecnología INTEBIOS®, y además no se
sembraron especies vegetales, la riqueza
de las especies y el grado de cobertura
vegetal se alcanzó más rápidamente (2
años) que en las parcelas donde no se
detoxificó el suelo o donde se sembraron
especies vegetales (mucho mayor a 2
años). La mayor riqueza de especies y
cobertura vegetal en el tratamiento donde
no se sembró, previa aplicación de
INTEBIOS®, sugiere que la clave para la
restauración de suelos de sabana impactados por crudo está en la bioestimulación
de los microorganismos autóctonos para
acelerar el proceso de biodegradación de
los hidrocarburos, lo cual a su vez permite el desarrollo del banco de semillas
propio del hábitat en cuestión.
Producto BIORIZE®
BIORIZE® consiste en
una formulación a base de biomasas vegetales que combina diferentes partes aéreas de plantas en proporciones específicas que suministran nutrientes, particularmente nitrógeno, a los procesos de biorremediación. Además del contenido de
nitrógeno y otros nutrientes, las biomasas
vegetales
actúan
mejorando
la
estructuración del desecho, al incrementar
la porosidad en el desecho y por ello el
intercambio de oxígeno. Todas estas características favorecen el proceso de bio-
505
Figura 2. Recuperación de suelos y vegetación, después de aplicada la tecnología INTEBIOS® con el
producto BIORIZE®. Parque Nacional Juan Manuel. La Solita. Estado Zulia, Venezuela.
degradación de los componentes saturados y aromáticos de un crudo, cuya dosis
de aplicación del producto varía en función de la concentración del crudo en el
desecho. BIORIZE® puede ser aplicado
en conjunto con INTEBIOS®, dependiendo del tipo de desecho, ecosistema y facilidades de obtención de las biomasas vegetales.
Este producto ha sido
aplicado exitosamente en áreas sensibles,
como en el parque Juan Manuel, La Solita, estado Zulia, para restaurar suelos altamente meteorizados que han sido afectados por derrames de crudo (Arias et al.,
2000). En este caso particular, se recuperaron 20000m2 de suelos, empleando el
producto BIORIZE® al 12% y la tecnología INTEBIOS®. Además de la biodegradación de los componentes saturados y
aromáticos, el producto actúa como un
mejorador orgánico, restaurando el equilibrio ecológico del suelo al favorecer el
desarrollo de la cobertura vegetal (Figura
2). Una vez aplicado, el producto es mezclado por medio de maquinarias en los
primeros horizontes del suelo o donde se
presente la contaminación, ajustando el
porcentaje de humedad del suelo a un
60% de la capacidad de campo. La frecuencia de aireación mediante mezclado,
el riego, la evaluación analítica de los
cambios en disminución de crudo, saturados, aromáticos, y producción o evaluación de CO2 y conteo bacteriano, son determinados mediante criterios establecidos
en la tecnología INTEBIOS®.
La aplicación de BIORIZE® no sólo se limita a la recuperación
de suelos impactados por crudo, al mejorar los procesos de biodegradación, sino
506
TABLA I
TASA DE BIODEGRADACIÓN DE CRUDO, EXPRESADA EN PORCENTAJE
EN FUNCIÓN DEL CONTENIDO DE SATURADOS Y AROMÁTICOS INICIAL.
DERRAME DE CRUDO MEDIANO DE 18°API, EN LA REGIÓN ORIENTAL
DE VENEZUELA (SAN TOMÉ)
Tiempo de transcurrido el derrame (días)
T1
0
T2
15
T3
30
T4
42
T5
50
T6
68
INTEBIOS®
% Inicial Crudo
% Biodegradación
100
0
80
20
69
31
40
60
23
77
24
76
INTEBIOS®
% Inicial saturados + aromáticos
% Biodegradación
100
0
83
17
72
28
45
55
36
64
32
68
Control: suelo sin aplicar
INTEBIOS®
% Inicial crudo
% Biodegradación
100
0
98
2
95
5
94
6
97
3
98
2
Control: suelo sin aplicar
INTEBIOS®
% Inicial saturados + aromáticos
% Biodegradación
100
0
100
0
99
1
98
2
99
1
100
0
Los valores corresponden al promedio de dos muestras compuestas de tres réplicas.
TABLA II
PARÁMETROS QUÍMICOS DE LAS ARENAS PETROLIZADAS POR
EL DERRAME DE CRUDO DEL TANQUERO NISSOS AMORGOS,
TRATADAS CON BIORIZE® AL 3%, AL INICIO Y FINAL DEL ENSAYO
Tiempo
pH
1:1 en
H2O
MO
(%)
N total
(%)
P total Aceites Saturados Aromáticos RAS
(%) y grasas
(%)
(%)
(%)
(%)
Inicial
(8 días)
8,80
1,11
0,01
0,16
0,65
0,099
0,232
14,46
Final
(45 días)
7,30
1,98
0,02
0,44
0,32
0,060
0,070
6,48
Los valores corresponden al promedio de dos muestras compuestas de seis réplicas.
OCT 2001, VOL. 26 Nº 10
que se aplica al manejo de desechos durante la perforación, conocidos como ripios base aceite, y a la recuperación de
áreas, mediante el tratamiento orgánico,
como es el caso de las arenas petrolizadas que se produjeron como consecuencia
del derrame del tanquero Nissos Amorgos
en el Sistema de Maracaibo en 1997. En
este último caso, se produjo un derramamiento accidental de crudo, en la costa
de Caimare Chico, estado Zulia. Después
de intensas labores de recolección del
crudo, quedó un remanente de arenas petrolizadas. Éstas fueron apiladas y tratadas con BIORIZE® al 3%, previa evaluación, a nivel de laboratorio, de su efectividad. El producto BIORIZE® fue aplicado para mejorar la calidad orgánica de
60000m3 de desechos, consecuencia del
derrame más severo que ha experimentado la industria petrolera nacional en toda
su historia. La mejora de las arenas desde
el punto de vista biológico permitió su
disposición efectiva en áreas de dunas de
Caimare Chico, estableciéndose una rápida cobertura vegetal propia del ecosistema característico de esa región (Infante et
al., 1998).
En la Tabla II se muestran los resultados del efecto positivo del
uso de BIORIZE® sobre algunas propie-
OCT 2001, VOL. 26 Nº 10
dades químicas de las arenas petrolizadas,
según las exigencias de la normativa ambiental vigente en materia de desechos
sólidos (República de Venezuela, 1998).
Se observa un incremento del contenido
de matería orgánica (MO), nitrógeno y
fósforo total; asi como una disminución
de la relación de adsorción de sodio, pH,
y contenido de aceites y grasas. Estos
cambios, generados por la adición del
producto BIORIZE®, permitieron la restauración efectiva de estas áreas y el
cumplimiento de la normativa ambiental.
Conclusión
La industria petrolera
venezolana ha desarrollado procesos tecnológicos ambientalmente seguros, como
es el caso de la tecnología de biodegradación INTEBIOS®, para tratar o biorremediar una gran cantidad de desechos orgánicos, y el producto BIORIZE®, que permite acelerar o mejorar dicho proceso de
biodegradación. La efectividad de la tecnología y el producto, descritos anteriormente, ha sido demostrada en campo en
diferentes tipos de ecosistemas y varios
desechos generados en las actividades petroleras, lo cual facilita la recuperación
de las áreas impactadas.
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