apoyo tÉcnico proyecto no. 140917: biorremediaciÓn de...
TRANSCRIPT
APOYO TÉCNICO PROYECTO No. 140917: BIORREMEDIACIÓN DE SUELO
CONTAMINADO CON HIDROCARBUROS EN UN PREDIO UBICADO EN LA
LOCALIDAD DE FONTIBÓN
BRAYAN ALBERTO SILVA CABRA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
INGENIERÍA AMBIENTAL
BOGOTÁ D.C.
2018
APOYO TÉCNICO PROYECTO No. 140917: BIORREMEDIACIÓN DE SUELO
CONTAMINADO CON HIDROCARBUROS EN UN PREDIO UBICADO EN LA
LOCALIDAD DE FONTIBÓN
Presentado por:
BRAYAN ALBERTO SILVA CABRA
Código: 20122180072
Trabajo de grado en modalidad de pasantía presentado como requisito para
optar por el título de Ingeniero Ambiental
Directora interna:
Lic. Esp. MARTHA CECILIA GUTIÉRREZ SARMIENTO
Mg. Desarrollo Sustentable y Gestión Ambiental
Directora externa:
Ing. ADRIANA PARGA PRIETO
Directora de proyectos de APIC Servicios Ambientales e Ingeniería S.A.S
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD DEL MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES
INGENIERÍA AMBIENTAL
BOGOTÁ D.C.
2018
3
DEDICATORIA
A Dios por haberme puesto en este camino y por darme las fuerzas para finalizar esta maravillosa etapa mi vida; a mis padres y abuela por ofrecerme su apoyo incondicional y por ser la principal motivación para luchar día tras día; y a mis familiares más cercanos por sus consejos y continua colaboración.
4
AGRADECIMIENTOS
A la docente Martha Cecilia Gutiérrez Sarmiento por haber apoyado la realización
de esta pasantía y por haberse interesado en abordar este tema y por motivarme a
realizar este proyecto.
A la ingeniera Adriana Parga Prieto por haberme brindado la oportunidad de
desarrollar la presente pasantía en APIC Servicios Ambientales e Ingeniería S.A.S
y por permitirme aprender de su conocimiento y gran experiencia en el sector
ambiental, además, del apoyo brindado por mis compañeros de trabajo que me
ayudaron a adaptarme a la dinámica del mundo laboral.
5
CONTENIDO
RESUMEN ............................................................................................................. 12
INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 13
1. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................. 14
2. OBJETIVOS .................................................................................................... 16
2.1 Objetivo general .................................................................................... 16
2.2 Objetivos específicos............................................................................. 16
3. MARCOS DE REFERENCIA ........................................................................... 17
3.1 Marco geográfico ................................................................................... 17
3.1.1 Descripción del sitio .................................................................. 17
3.1.2 Caracterización biofísica y socioeconómica de la zona ............ 19
3.1.3 Hallazgos y posibles problemas de contaminación ................... 22
3.1.4 Receptores sensibles potenciales y fuentes de impacto ........... 24
3.2 Marco normativo .................................................................................... 25
3.2.1 Normatividad general ................................................................ 26
3.2.2 Normatividad específica y manuales técnicos ........................... 27
3.3 Marco teórico ......................................................................................... 30
3.3.1 Los compuestos de hidrocarburos ............................................ 30
3.3.1.1 Descripción y Clasificación ..................................................... 30
3.3.1.2 Química de los hidrocarburos con relación a la degradación . 34
3.3.1.3 La emulsión asfáltica: definición y componentes .................... 38
3.3.1.4 Contaminación por hidrocarburos en el suelo y el agua
subterránea ........................................................................................ 42
3.3.1.5 Efectos de los hidrocarburos en el suelo y el agua subterránea
........................................................................................................... 44
3.3.1.6 Efectos de los hidrocarburos sobre la salud humana ............. 46
3.3.2 Generalidades de la biorremediación ........................................ 47
3.3.2.1 Antecedentes ......................................................................... 47
3.3.2.2 Descripción del proceso de biorremediación .......................... 48
3.3.2.3 Tipos de biorremediación ....................................................... 50
3.3.2.4 Factores que condicionan la biorremediación ........................ 58
6
3.3.2.5 Microorganismos comúnmente utilizados en la degradación de
hidrocarburos ..................................................................................... 63
3.3.2.6 Descripción de los productos biológicos empleados durante
este proyecto para la biorremediación de suelos y aguas contaminadas.
........................................................................................................... 65
3.3.2.7 Parámetros indicadores de la metabolización de los
hidrocarburos ..................................................................................... 68
4. DESCRIPCIÓN METODOLÓGICA ................................................................. 69
4.1 Fase de diagnóstico .............................................................................. 69
4.1.1 Perforaciones exploratorias e instalación de piezómetros de
observación y monitoreo .................................................................... 69
4.1.2 Acompañamiento técnico para la toma de muestras de suelo .. 77
4.1.3 Acompañamiento técnico para la toma de muestras de agua
subterránea ........................................................................................ 78
4.1.4 Comparación de los resultados con la normatividad aplicable .. 79
4.2 Fase de biorremediación in situ ............................................................. 79
4.2.1 Dosificación del producto biológico ........................................... 79
4.2.2 Tiempo de aplicación ................................................................ 80
4.2.3 Procedimiento de aplicación del producto biológico .................. 80
4.3 Fase de evaluación posterior a la biorremediación in situ ..................... 81
5. RESULTADOS E INTERPRETACIÓN ............................................................ 83
5.1 Fase de diagnóstico .............................................................................. 83
5.1.1 Resultados de las perforaciones exploratorias e instalación de
piezómetros de observación y monitoreo ........................................... 83
5.1.2 Resultados e interpretación para la matriz suelo ....................... 93
5.1.3 Resultados e interpretación para la matriz agua subterránea ... 94
5.1.4 Cálculo de la conductividad hidráulica mediante pruebas slug . 95
5.2 Fase de biorremediación in situ para la matriz suelo ............................ 99
5.3 Fase de evaluación posterior a la biorremediación in situ ................... 100
6. CONCLUSIONES .......................................................................................... 102
7. RECOMENDACIONES ................................................................................. 103
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 104
ANEXOS………………………………………………………………………………...110
7
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Zonas de interés en el predio .................................................................. 23
Tabla 2. Normatividad general aplicable. .............................................................. 26
Tabla 3. Normatividad y guías específicas. ........................................................... 27
Tabla 4. Hidrocarburos aromáticos volátiles bencénicos (BTEX) .......................... 36
Tabla 5. Hidrocarburos poliaromáticos PAH´s priorizados por la EPA debido a su
toxicidad. ................................................................................................................ 37
Tabla 6. Parámetros que influyen en el transporte de contaminantes en el suelo. 45
Tabla 7. Tratamientos más comunes de biorremediación in situ. .......................... 51
Tabla 8. Tratamientos más comunes de biorremediación ex situ. ......................... 56
Tabla 9. Factores medioambientales que intervienen en la biorremediación de un
suelo y agua subterránea ...................................................................................... 59
Tabla 10. Factores físicos que intervienen en la biorremediación del suelo y el agua
subterránea. ........................................................................................................... 61
Tabla 11. Factores químicos que intervienen en la biorremediación del suelo y el
agua subterránea. .................................................................................................. 62
Tabla 12. Especies microbianas más utilizadas en la degradación de petróleo y sus
derivados. .............................................................................................................. 64
Tabla 13. Especificaciones técnicas del producto biológico .................................. 67
Tabla 14. Localización de los puntos de perforación exploratoria dentro de las zonas
definidas dentro del predio ..................................................................................... 70
Tabla 15. Descripción estratigráfica del suelo para la zona 1. .............................. 84
Tabla 16. Resultados de COV´s para la zona 1. ................................................... 84
Tabla 17. Descripción estratigráfica del suelo para la zona 2. .............................. 85
Tabla 18. Resultados de COV´s para la zona 2. ................................................... 85
Tabla 19. Descripción estratigráfica del suelo para la zona 3. .............................. 86
Tabla 20. Resultados de COV´s para la zona 3. ................................................... 86
Tabla 21. Descripción estratigráfica del suelo para la zona 4. .............................. 87
Tabla 22. Resultados de COV´s para la zona 4. ................................................... 87
Tabla 23. Descripción estratigráfica del suelo para la zona 5. .............................. 88
Tabla 24. Resultados de COV´s para la zona 5 .................................................... 88
Tabla 25. Descripción estratigráfica del suelo para la zona 6. .............................. 89
Tabla 26. Resultados de COV´s para la zona 6. ................................................... 89
Tabla 27. Descripción estratigráfica del suelo para la zona 7. .............................. 90
Tabla 28. Resultados de COV´s para la zona 7. ................................................... 90
Tabla 29. Evaluación de los resultados de suelo respecto a los LGBRs de referencia
............................................................................................................................... 93
Tabla 30. Evaluación de los resultados de agua subterránea respecto a los LGBRs
de referencia. ......................................................................................................... 94
8
Tabla 31. Consolidado de conductividad hidráulica para el piezómetro 4. ............ 98
Tabla 32. Valores de referencia para la conductividad hidráulica.......................... 98
Tabla 33. Consolidado de hallazgos del proceso de biorremediación para el
piezómetro 4. ......................................................................................................... 99
Tabla 34. Evaluación de los LGBRs después de haber terminado el proceso de
biorremediación. .................................................................................................. 101
9
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. UPZ´s de la localidad de Fontibón ......................................................... 17
Figura 2. Ubicación del primer predio de interés ................................................... 18
Figura 3. Ubicación del segundo predio de interés ............................................... 18
Figura 4. Zonas de interés identificadas ............................................................... 22
Figura 5. Camas de soporte tanques de almacenamiento de hidrocarburo .......... 23
Figura 6. Zona de infiltración……………………………………………………….…..24
Figura 7. Agua con iridiscencia ............................................................................. 24
Figura 8. Cajas subterráneas con residuos de hidrocarburo. ................................ 24
Figura 9. Receptores sensibles potenciales .......................................................... 25
Figura 10. Niveles de evaluación establecidos en el MTEAR ............................... 29
Figura 11. Clasificación de los hidrocarburos saturados. ...................................... 31
Figura 12. Estructura molecular de algunos hidrocarburos saturados. ................. 31
Figura 13. Clasificación de los hidrocarburos aromáticos. .................................... 32
Figura 14. Estructura molecular de algunos hidrocarburos aromáticos. ............... 33
Figura 15. Estructura molecular de los asfaltenos y algunas resinas .................... 34
Figura 16. Orden de biodegradabilidad de algunos hidrocarburos........................ 34
Figura 17. Composición de la emulsión asfáltica .................................................. 39
Figura 18. Componentes de los asfaltos. .............................................................. 40
Figura 19. Características de los asfaltenos. ........................................................ 40
Figura 20. Características de las resinas. ............................................................. 41
Figura 21. Proceso de degradación aerobia y anaerobia. ..................................... 49
Figura 22. Volumen de agua subterránea presente dentro del piezómetro .......... 80
Figura 23. Medición de COV´s empleando un fotoionizador ................................. 83
Figura 24. Recolección de las muestras de suelo ................................................. 91
Figura 25. Esquema general de un piezómetro. ................................................... 92
Figura 26. Sonda para la medición de niveles de agua en piezómetros. .............. 96
Figura 27. Medición de los niveles de agua subterránea para el piezómetro 4. ... 97
Figura 28. Fórmula de cálculo de la conductividad hidráulica. ............................. 97
10
LISTA DE ANEXOS
Anexo A. Mapa geológico de Santa Fe de Bogotá a escala 1:50.000…………….110
Anexo B. Mapa hidrogeológico de Santa Fe de Bogotá a escala 1:50.000……….111
Anexo C. Mapa de promedio de isopiezas de Bogotá (1999- 2010) a escala 1:100.000………………………………………………………………………………..112
Anexo D. Mapa de zonificación geotécnica de Santa Fe de Bogotá a escala 1:50.000…………………………………………………………………………………113
Anexo E. Mapa de morfoestructura y modelados de Cundinamarca a escala 1:1.200.000……………………………………………………………………………...114
Anexo F. Mapa de estructura ecológica principal de Bogotá………………………115
Anexo G. Mapa de usos predominantes para la UPZ San Pablo Fontibón……….116
Anexo H. Ficha de seguridad de la emulsión asfáltica……………………………...117
Anexo I. Ficha técnica del producto biológico Biodyne® 101……………………...123
Anexo J. Ficha de seguridad del producto biológico Biodyne® 101………………125
Anexo K. Ficha técnica del biofertilizante Fertibacter………………………………128
Anexo L. Resultados de diagnóstico para la matriz suelo………………………….129
Anexo M. Resultados de diagnóstico para la matriz agua subterránea…………...135
Anexo N. Cálculo de la conductividad hidráulica para el piezómetro 4……………149
Anexo O. Registro fotográfico de la aplicación de producto biológico…………….163
Anexo P. Resultados de evaluación de la biorremediación in situ…………………176
11
GLOSARIO
BAILER: Tubo de teflón o acero, corto, provisto de una cuerda que permite
introducirlo en un piezómetro para utilizarlo en el muestreo químico de aguas
subterráneas.
BIORREMEDIACIÓN: Tecnología que utiliza el potencial metabólico de los
microorganismos para transformar contaminantes en compuestos más simples
poco o nada contaminantes.
CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA: Propiedad del medio que define la permeabilidad
o facilidad de flujo del agua subterránea.
DESARROLLO: Operación mediante la cual se deja un piezómetro en condición de evaluación. Esta condición consiste en la extracción de agua de un piezómetro con el fin de limpiar los residuos de perforación o exceso de contaminante.
FOTOIONIZADOR: Equipo de medición específico y portátil indicado especialmente para detectar y determinar la concentración total de COV´s (Compuestos Orgánicos Volátiles), incluso en bajas concentraciones y con buena resolución para los hidrocarburos aromáticos.
IRIDISCENCIA: Brillo similar a los colores del arcoíris producido por algunos hidrocarburos sobre la lámina de agua y que indica que el medio está contaminado por alguna clase de hidrocarburo.
MONITOREO: Control o seguimiento del comportamiento y calidad del agua subterránea y del suelo.
PERFORACIÓN EXPLORATORIA: Perforaciones de prueba para conocer la estratigrafía del suelo y tomar los registros e información complementaria que permita evaluar la ocurrencia de aguas subterráneas y el estado de sus estratos.
PIEZÓMETRO: Dispositivo que consta de un tubo o tubería con elemento poroso o sección perforada (rodeada por un filtro) en la parte inferior (punta del piezómetro), que se instala y sella en el suelo a un nivel apropiado dentro de la zona saturada, para propósitos de medición del nivel del agua, medición de presión hidráulica y/o muestreo de agua subterránea.
POZOS DE MONITOREO: Red de piezómetros utilizada para evaluar la calidad de las aguas subterráneas.
ZONA SATURADA: Parte de una formación en el que los espacios de los poros se encuentran completamente saturados con agua.
12
RESUMEN
El presente documento muestra el informe de las actividades realizadas durante el desarrollo de la pasantía en la empresa APIC Servicios Ambientales e Ingeniería S.A.S, apoyando técnicamente un proyecto de biorremediación de suelo contaminado con compuestos derivados de hidrocarburos. En primera medida, se hizo el acompañamiento técnico en la toma de una serie de muestras de suelo y de agua subterránea para evaluar el grado de contaminación de los mismos respecto a la normatividad aplicable que para este caso corresponde al Manual Técnico para la Ejecución de Análisis de Riesgos para Sitios de Distribución de Derivados de Hidrocarburos (MTEAR) del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (hoy Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible). Se trabajó adicionalmente, la medición de la conductividad hidráulica y posteriormente, se apoyó el seguimiento del proceso de biorremediación de la zona, aplicando un producto biológico especializado en el encapsulamiento de hidrocarburos.
PALABRAS CLAVE: BIORREMEDIACIÓN, HIDROCARBURO, AGUA, SUELO, CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA, PRODUCTO BIOLÓGICO.
13
INTRODUCCIÓN
Uno de los problemas ambientales más importantes de la actualidad es la
contaminación de ecosistemas terrestres y acuáticos por derrames de
hidrocarburos de petróleo y sus derivados. En el caso de los suelos, las principales
consecuencias ambientales que se presentan después de un evento de
contaminación por hidrocarburos son: la reducción o inhibición del desarrollo de la
cobertura vegetal en el lugar del derrame, cambios en la dinámica poblacional de la
fauna, de la biota microbiana y contaminación por infiltración a cuerpos de agua
subterráneos, además, de los impactos de tipo económico, social y de salud pública
en las zonas aledañas al lugar afectado1.
En este sentido, surge la necesidad de darle solución a esta clase de impactos
entendiendo su magnitud y persistencia en el medio y es por ello que surgen
diversas alternativas de tratamiento y entre las más empleadas hasta ahora para la
eliminación de los hidrocarburos presentes en los suelos, podemos citar la
extracción de hidrocarburos por vacío, el lavado del suelo contaminado con agua,
la incineración y la recuperación electrocinética entre otros 2. Con algunas de estas
técnicas se han conseguido efectos positivos, pero su elevado costo económico
constituye hoy en día un obstáculo a tener en cuenta para su empleo3.
Por ello, se ha planteado la posibilidad de buscar alternativas viables para la
eliminación de los hidrocarburos contenidos en los suelos que sean ambientalmente
correctas, simples y económicas. Aparecen así las técnicas de biorremediación, que
consisten en hacer uso de microorganismos o plantas para conseguir eliminar
mediante biodegradación una contaminación por compuestos orgánicos4 , y
constituye una tecnología en clara expansión y muy competitiva, capaz de conseguir
la biodegradación de los hidrocarburos contenidos en los suelos.
De esta manera, se abordarán en este trabajo los aspectos más relevantes de la
biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos, y se describirán los
criterios técnicos y los aprendizajes adquiridos durante la etapa práctica del proceso
y las fases involucradas en el mismo.
1 PARDO, J, et.al. Efecto de la Adición de Fertilizantes Inorgánicos Compuestos en la Degradación de Hidrocarburos en Suelos Contaminados con Petróleo. Bogotá, Colombia: NOVA - Publicación Científica ISSN:1794-2370 Vol.2 No. 2, 2004, p.1-108. 2 PAUL, E. y CLARK FE. Soil microbiology and biochemistry. San Diego: Academic Press; 1998. 3 RIOJAS, H, et.al. Efectos de los surfactantes en la biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos. Revista Química Viva - Número 3, año 9, diciembre 2010, p. 121.
4 BOLLAG, J. Decontaminating soil with enzymes: An in situ method using phenolic and anilinic compounds. Environ. Sci. Technol. 26:1876–1881.
14
1. JUSTIFICACIÓN
La contaminación asociada a la presencia de los derivados de hidrocarburos
(gasolina, queroseno, aceites, combustibles, parafinas, y el asfalto, entre muchos
otros) no solo impactan la capa superficial del suelo, sino también corren el riesgo
de ser movilizados hasta aguas subterráneas generando así su contaminación, o
incluso su transporte por escorrentía incrementado aún más el daño ambiental5.
Una vez derramado el hidrocarburo en el suelo, la mayoría de los compuestos
alifáticos se pierden por volatilización, mientras que algunos hidrocarburos como los
policíclicos persisten en la superficie6, generando un gran impacto en virtud de sus
efectos tóxicos y recalcitrantes para los seres vivos 7. Los hidrocarburos más
estudiados son benceno, tolueno, etilbenzeno y xileno agrupados también bajo la
apelación BTEX y los poliaromáticos (HAP), el diaromático naftaleno y los
triaromáticos fenantreno, antraceno y fluoreno8 que generan un impacto negativo a
los ecosistemas y a la salud de los seres vivos 9.
Dicha contaminación afecta las condiciones fisicoquímicas del agua y las
propiedades del suelo al presentarse una disminución de oxígeno disuelto debido a
la reducción de la transferencia de oxígeno entre la fase atmósfera – agua, al igual
que la entrada de luz al medio, lo que inhibe el crecimiento de ciertas especies y
disminuye la fijación de nutrientes, así, como efectos adicionales tanto en agua
como en suelos producto del consumo oxígeno, que aumentan la demanda
bioquímica en el medio y pueden generar condiciones anóxicas. Además, su
impacto en la salud humana, ha sido demostrado a través de numerosos estudios,
enfocados en las propiedades carcinogénicas de ciertas clases de hidrocarburos
5 JIMÉNEZ, D. Estudio de impacto ambiental generado por un derrame de hidrocarburos sobre una zona
estuarina, aledaña al terminal de ecopetrol en Tumaco. Bogotá, Colombia: Universidad de la Salle - Facultad
de Ingeniería Ambiental y Sanitaria, 2006.
6 JIMÉNEZ, DJ, et.al. Propiedades, aplicaciones y producción de biotensoactivos. Rev. Int. Contam. Ambient. 26 (1), 2010, p. 65-84. Citado por RIOJAS, H, et.al. Efectos de los surfactantes en la biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos. Revista Química Viva - Número 3, año 9, diciembre 2010, p. 121. 7 MAKKAR, R y ROCKNE, K. Comparison of synthetic surfactants and biosurfactants in enhancing degradation of polycyclic aromatic hydrocarbons. Environ Toxicol Chem Vol. 22, No. 10, 2003, pp. 2280–2292. Citado por RIOJAS, H, et.al. Efectos de los surfactantes en la biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos. Revista Química Viva - Número 3, año 9, diciembre 2010, p. 121. 8 BOLLAG, J. Op. Cit., p. 1876- 1881. 9 GÓMEZ, SE, et.al. Factores bióticos y abióticos que condicionan la biorremediación por Pseudomonas en suelos contaminados por hidrocarburos NOVA- ISSN:1794-2470 Vol.6 No.9, 2008, p. 101-212. Citado por RIOJAS, H, et.al. Efectos de los surfactantes en la biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos.
Revista Química Viva - Número 3, año 9, diciembre 2010, p. 121.
15
que indican que algunas formas de cáncer, pueden ser causadas por la exposición
a los mismos, en especial, los aromáticos10.
En este sentido, si se tiene en cuenta la magnitud de sus impactos y su persistencia
en el medio, entre los procesos de remediación de hidrocarburos, la biorremediación
está emergiendo como una tecnología prometedora, ya que se ha definido como "el
acto de utilizar procesos naturales inducidos a ambientes contaminados para
producir una aceleración de los procesos de degradación", logrando mejores tasas
de remediación en menor tiempo. Esta tecnología se basa en la premisa de que un
gran porcentaje de los componentes del hidrocarburo son biodegradables en la
naturaleza, además de presentar varias ventajas potenciales sobre las tecnologías
convencionales, tales como su bajo costo, ser menos intrusivas en el sitio
contaminado, más respetuosas del medio ambiente en términos de sus productos
finales y requieren de un mínimo o ningún tratamiento posterior 11.
10 CAMPOS, I.Saneamiento Ambiental. San José de Costa Rica, Costa Rica: EUNED, 2003. 11 EPA. Literature Review on the use of Commercial Bioremediation Agents for Cleanup of Oil-Contaminated Estuarine Environments. Citado por ÑUSTEZ, D. Biorremediación para la degradación de hidrocarburos totales presentes en los sedimentos de una estación de servicio de combustible. Pereira, Colombia: Universidad Tecnológica de Pereira, 2012.
16
2. OBJETIVOS
2.1 Objetivo general
Recuperar a través de procesos de biorremediación el suelo contaminado con hidrocarburos en el predio de interés ubicado en la localidad de Fontibón.
2.2 Objetivos específicos
Evaluar el estado actual del suelo y agua subterránea a través de muestreos y mediciones en campo.
Realizar el acompañamiento técnico a los procesos de biorremediación del suelo identificando los criterios y condiciones de funcionamiento.
Verificar el cumplimiento normativo mediante la implementación del manual técnico para la ejecución de análisis de riesgos para sitios de distribución de derivados de hidrocarburos.
17
3. MARCOS DE REFERENCIA
3.1 Marco geográfico
3.1.1 Descripción del sitio
El lugar de estudio se encuentra ubicado en la ciudad de Bogotá, específicamente
en el barrio Brisas Aldea de la UPZ San Pablo de la localidad de Fontibón. Allí se
ubican dos predios contiguos propiedad actual de la empresa HNN ARANGO & CIA
S CA; uno se ubica en la calle 22 B N° 127-55 en las coordenadas geográficas
4°41´39.01” N y 74°09´27.47” y CHIP catastral N° AAA0080CZHK; el segundo se
ubica en la calle 22 B N° 126-21 en las coordenadas geográficas 4°41´34.49”N y
74°09´22.94”O y CHIP catastral N° AAA0080CZFZ 12. A continuación, se muestra
su localización:
Figura 1. UPZ´s de la localidad de Fontibón
Fuente: OBSERVATORIO SOCIAL DE FONTIBÓN, 2018
12 SINUPOT. Consultado el 14 de enero de 2018. Disponible en internet en
http://sinupotp.sdp.gov.co/sinupot/index.jsf, Colombia, 2018.
18
Fuente: SINUPOT- Escala 1:1000
Figura 3. Ubicación del segundo predio de interés
Fuente: SINUPOT- Escala 1:1000
Figura 2. Ubicación del primer predio de interés
19
3.1.2 Caracterización biofísica y socioeconómica de la zona
Medio abiótico
Geología: En la zona predominan los depósitos fluvio lacustres (terrazas altas)
que están constituidos por depósitos de arcillas con, intercalaciones importantes
de bancos de arena y grava, ocasionalmente delgadas capas de cenizas
volcánicas y turbas 13. Se recomienda ver el anexo A.
Hidrogeología: La zona hace parte de un complejo acuífero de extensión
regional conformado por unidades plio cuaternarias. Es un acuífero de tipo libre
a confinado, está conformado por una alternancia de niveles de arcillas, limos y
niveles de arenas finas, medias, gruesas hasta gravas 14. Las líneas de flujo
indican que el agua subterránea confluye hacia esta zona proveniente en parte
de los cerros de Suba y de los humedales Jaboque y Córdoba 15. Se recomienda
ver los anexos B y C.
Geotécnia: Zona de suelos blandos caracterizada por la presencia de arcillas
blandas de alta compresibilidad 16. Se recomienda ver el anexo D.
Geomorfología: Se presentan depósitos detríticos de origen aluvial 17. Se
recomienda ver el anexo E.
Suelos: La composición principal de la zona corresponde a arcillas limosas muy
blandas 18.
Hidrología: La hidrografía de la localidad está compuesta principalmente por
dos corrientes muy importantes, que, a su vez, bordean el límite sur y occidental
13 INGEOMINAS. Mapa geológico de Santa Fe de Bogotá a escala 1:50.000. Bogotá, Colombia: Subdirección de ingeniería geoambiental, 1997. 14 INGEOMINAS. Mapa hidrogeológico de Santa Fe de Bogotá a escala 1:50.000. Bogotá, Colombia: Proyecto de microzonificación sísmica de Santa Fe de Bogotá, 1996. 15 SECRETARÍA DISTRITAL DE AMBIENTE. Mapa de promedio de isopiezas de Bogotá (1999- 2010) a escala 1:100.000. Bogotá, Colombia: Sistema de modelamiento hidrogeológico del Distrito Capital, 2010. 16 UNIVERSIDAD DE LOS ANDES. Mapa de zonificación geotécnica de Santa Fe de Bogotá a escala 1:50.000.
Bogotá, Colombia: Proyecto de microzonificación sísmica de Santa Fe de Bogotá, 1996. 17 INGEOMINAS. Mapa de morfoestructura y modelados de Cundinamarca a escala 1:1.200.000. Bogotá, Colombia, 1988. 18 MONTAÑA, D. Características de compresibilidad y resistencia de arcillas típicas del depósito lacustre de Bogotá. Bogotá, Colombia: Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, 2013, p.18.
20
de la localidad. El río Fucha (resultado de la confluencia del río San Cristóbal y
San Francisco) y el río Bogotá receptor de las aguas del río Fucha a la altura de
la zona conocida como Sabana Grande 19.
Clima: El clima de la localidad es frío, con una temperatura promedio anual de
14,6ºC y precipitación de 794 mm. Promedio anual. Los periodos lluviosos
corresponden a los meses de abril-junio y octubre-noviembre y los periodos
secos a diciembre-enero y julio-agosto. La humedad relativa es 77.5% promedio
anual 20.
Medio biótico
La localidad forma parte de tres de los ocho territorios ambientales en los que está dividido el Distrito Capital, son los territorios Fucha, río Bogotá y Humedales, con los cuales interactúa y participa de sus procesos y dinámicas. Es decir, allí interactúan partes de la estructura ecológica principal del Distrito como el recurso hídrico con sus rondas y zonas de manejo especial de los ríos Bogotá y Fucha; los canales San Francisco, Boyacá y Fontibón Oriental; los parques ecológicos distritales humedal de Capellanía y Meandro del Say, además, del parque metropolitano Zona Franca, y los parques zonales: Atahualpa, Sauzalito y Carmen de la laguna 21. De esta manera, la localidad es un eje estructural de ordenamiento ambiental, en tanto contiene un sistema espacial, estructural y funcionalmente interrelacionado, que define un corredor ambiental de soporte, de vital importancia para el mantenimiento del equilibrio ecosistémico del territorio22. Se realiza la identificación de las posibles zonas aledañas al predio que puedan
verse afectadas con base en la información del Visor geográfico de la Secretaría
Distrital de Ambiente, en donde se referencian las áreas de protección de ronda
hídrica, áreas protegidas, franja de adecuación, corredor ecológico de la ronda del
Río, parques urbanos, la Reserva Forestal Productora Protectora RFPP Cuenca
Alta del Río Bogotá y la ZMPA. Se observa que el predio no se ubica en las áreas
19 ALCADÍA LOCAL DE FONTIBÓN. Plan ambiental local de Fontibón 2017 – 2020. Bogotá, Colombia: 2017. p.20. 20 Ibid., p. 19. 21 SECRETARÍA DISTRITAL DE AMBIENTE. Agenda ambiental localidad 9 Fontibón. Bogotá, Colombia: Alcaldía Mayor de Bogotá, 2009, p. 19. 22 APIC Servicios Ambientales e Ingeniería S.A.S. Proyecto N° 140917: Biorremediación de suelo contaminado con hidrocarburos en un predio ubicado en la localidad de Fontibón. Bogotá, Colombia, 2017.
21
determinadas por el Decreto 364 de 201323 pero algunas zonas de la UPZ si lo
están. Se recomienda ver el anexo F.
Medio socioeconómico
La UPZ Fontibón San Pablo es de clasificación predominantemente industrial, se
localiza al noroccidente de la localidad de Fontibón. Tiene una extensión de 360
hectáreas, que equivalen al 10,82% del total de área de las UPZ de esta localidad.
Esta UPZ limita, por el norte con la avenida Luis Carlos Galán y con la UPZ
Aeropuerto El Dorado. Al oriente, con la avenida Versalles (Kr 116) y las UPZ
Fontibón; al sur, con la avenida Centenario (Calle 13) UPZ Zona Franca; y al
occidente con el rio Bogotá y con el municipio de Funza 24.
A pesar de estar catalogada como una zona eminentemente industrial y ser una de
las más grandes de la localidad, en los últimos 10 años empezó a tener un
crecimiento habitacional rápido, desmesurado y con muy poca planeación. Uno de
los recursos naturales que la bordea es el río Bogotá, entendido en el POT como
espacio de alto valor ambiental y escénico, cuya protección y tutela priman sobre
cualquier otra acción de ordenamiento 25.
Esta UPZ se ha formado como sector industrial y, favorecido por el POT, ha venido
presentando un fenómeno de migración, es decir, reubicación de industrias de otros
sectores, lo cual agrava la problemática industrial. Unido a este factor se evidencia
la presencia de urbanizaciones en una zona no establecida así por el POT. También
es notorio el incremento de actividades informales realizadas por sus habitantes en
otras unidades de planeación zonal. Las características enunciadas, que describen
esta UPZ como industrial (lo cual debe hacerse según la clasificación del POT)
están en contraposición de la realidad que se presenta, en donde se presenta
claramente una división en zona industrial y zona residencial, predominante esta
última26. Se recomienda ver el anexo G.
23 Ibid. 2017.
24 COGUA, M. Dinámica de la construcción por usos localidad de Fontibón. Bogotá, Colombia: Alcaldía Mayor de Bogotá – Bogotá Humana, 2013, p. 36. 25 INSTITUTO DE ESTUDIOS URBANOS UNAL. Diagnóstico Local con Participación Social Fontibón – Localidad 09. Bogotá, Colombia: Universidad Nacional de Colombia, s.f, p.225. 26 Ibid., p. 226.
22
3.1.3 Hallazgos y posibles problemas de contaminación
La Subdirección del Recurso Hídrico y del Suelo de la Secretaría Distrital de Ambiente de Bogotá realizó una visita técnica a los predios de interés para determinar si había algún grado de contaminación que sugiriera una afectación significativa sobre el recurso hídrico y el suelo producto de las actividades industriales realizadas hace unos años por los antiguos propietarios de los predios que eran las empresas NACIONAL DE TRENZADOS S.A. y SOLVECO. S.A., las cuales desarrollaban la fabricación de formas básicas de plástico y la elaboración de productos básicos de cordelería.
De esta manera, la autoridad ambiental definió una serie de zonas de interés dentro del primer predio las cuales deberían ser priorizadas para su intervención debido a las condiciones en las que se encontraban y su historial de uso asociado principalmente al almacenamiento de combustible y de sustancias derivadas de hidrocarburos tales como emulsión asfáltica o neme. Las áreas de interés se muestran a continuación:
Figura 4. Zonas de interés identificadas
Fuente: APIC, 2017 (Adaptado de Google Earth)
23
Las zonas de interés identificadas en la anterior figura se describen a continuación:
Tabla 1. Zonas de interés en el predio
Zonas de interés Descripción
Zona 1 Zona de infiltración
Zona 2 Zona de infiltración
Zona 3 Zona de infiltración
Zona 4 Antigua zona de almacenamiento de hidrocarburo.
Zona 5 Zona de almacenamiento de canecas de 55 galones de emulsión asfáltica o neme.
Zona 6 Zona de almacenamiento de canecas de 55 galones en zona verde de emulsión asfáltica o neme.
Zona 7 Pozos sépticos – PS 2. Fuente: APIC, 2017
Igualmente, entre los principales hallazgos se encontró la existencia de cajas
subterráneas las cuales presentaban residuos de emulsión asfáltica y agua con
iridiscencia, además, de camas de soporte que indicaban la posible presencia de
tanques de almacenamiento de hidrocarburo. Las áreas de interés y los principales
hallazgos se muestran a continuación:
Figura 5. Camas de soporte tanques de almacenamiento de hidrocarburo
(a) Camas de soporte en la zona 1 (b) Camas de soporte en la zona 4
Fuente: APIC, 2017
24
Figura 6. Zona de infiltración. Figura 7. Agua con iridiscencia
Fuente: APIC, 2017 Fuente: APIC, 2017
Figura 8. Cajas subterráneas con residuos de hidrocarburo.
(a) Agua con residuos de hidrocarburo (b) Cajas subterráneas
Fuente: APIC, 2017
3.1.4 Receptores sensibles potenciales y fuentes de impacto
Los receptores sensibles potenciales corresponden a todos aquellos que se
encuentran dentro de una radio de 500 m a la redonda según lineamientos dados
por la guía de manejo ambiental para estaciones de servicio de combustible.
25
Figura 9. Receptores sensibles potenciales
Fuente: GOOGLE EARTH, 2018
Dentro de este rango de receptores se ubican en su mayoría predios industriales y
en menor proporción viviendas y conjuntos residenciales los cuales en teoría no
deberían estar en esta zona debido a que el uso del suelo para esa área según el
POT es de carácter industrial.
3.2 Marco normativo
En la legislación ambiental en Colombia y en el mundo, todo residuo contaminado
con hidrocarburos es considerado un residuo peligroso; por lo tanto, no puede ser
26
dispuesto en suelo, aguas o incinerado a cielo abierto 27. Es por ello que se han
establecido una serie de normas y lineamientos que sustentan lo anterior y entre las
más relevantes se encuentran:
3.2.1 Normatividad general
Tabla 2. Normatividad general aplicable.
Acto Administrativo Contenido
Decreto 2811 de 1974 de la Presidencia de la República.
Por el cual se dicta el Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente.
Constitución Política de 1991 Elevó a norma constitucional la consideración, manejo y conservación de los recursos naturales y el medio ambiente.
Ley 99 de 1993 del Congreso de la República
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente, se reordena el Sector Público encargado de la gestión y conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema Nacional Ambiental, SINA, y se dictan otras disposiciones.
Política Ambiental para la Gestión Integral de Residuos o Desechos Peligrosos del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (2005)
Es la directriz específica de la legislación de residuos peligrosos en Colombia, en la cual se plantea estrategias y acciones específicas para la prevención, reducción, aprovechamiento, tratamiento y disposición final de residuos o desechos peligrosos en los sectores económicos del país.
Decreto 4741 de 2005 de la Presidencia de la República.
Por el cual se reglamenta parcialmente la prevención y el manejo de los residuos o desechos peligrosos generados en el marco de la gestión integral.
Resolución 1402 de 2006 del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (2005)
Por la cual se desarrolla parcialmente el Decreto 4741 2005, en materia de residuos o desechos peligrosos.
Ley 1252 de 2008 del Congreso de la República
Por la cual se dictan normas prohibitivas en materia ambiental, referentes a los residuos y desechos peligrosos y se dictan otras disposiciones.
27 TRUJILLO, M., & RAMÍREZ, J. Biorremediación en suelos contaminados con hidrocarburos en Colombia.
Revista de Investigación Agraria y Ambiental – Volumen 3 - Número 2, 37 - 62. , 2012, p. 37.
27
Ley 1333 de 2009 del Congreso de la República
Por la cual se establece el procedimiento sancionatorio ambiental y se dictan otras disposiciones
Decreto 3930 de 2010 de la Presidencia de la República.
Modificado por el Decreto 4728 de 2010 en el artículo 3, estableció que los usuarios que exploren, exploten, manufacturen, refinen, transformen, procesen, transporten o almacenen hidrocarburos o sustancias nocivas para la salud y para los recursos hidrobiológicos, deberán estar provistos de un plan de contingencia y control de derrames, el cual deberá contar con la aprobación de la autoridad ambiental competente.
Decreto 2041 de 2014 de la Presidencia de la República
En su artículo 41 establece que si durante la ejecución de los proyectos, obras, o actividades sujetas a licenciamiento ambiental o plan de manejo ambiental ocurriese incendios, derrames, escapes, parámetros de emisión y/o vertimientos por fuera de los límites permitidos o cualquier otra contingencia ambiental, el titular deberá ejecutar todas las acciones necesarias con el fin de hacer cesar la contingencia ambiental e informar a la autoridad ambiental competente lo antes posible.
Resolución 0631 de 2015 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible
Por la cual se establecen los parámetros y los valores límites máximos permisibles en los vertimientos puntuales a cuerpos de aguas superficiales y a los sistemas de alcantarillado público y se dictan otras disposiciones.
Decreto 1076 de 2015 de la Presidencia de la República
Por medio del cual se expide el Decreto Único Reglamentario del Sector Ambiente y Desarrollo Sostenible.
Fuente: ELABORACIÓN PROPIA
3.2.2 Normatividad específica y manuales técnicos
Tabla 3. Normatividad y guías específicas.
Acto administrativo Contenido
Resolución 1170 de 1997 Por medio de la cual se dictan normas sobre estaciones de servicio e
28
instalaciones afines y se deroga la Resolución 245 de 1997.
Decreto 321 de 1999 Ministerio del Interior
Adopta el Plan Nacional de Contingencia contra derrames de Hidrocarburos, Derivados y Sustancias Nocivas en aguas marinas, fluviales y lacustres –PNC-. Es el instrumento rector para el diseño y realización de actividades dirigidas a prevenir, mitigar y corregir los daños que éstos puedan ocasionar.
Manual técnico para la Ejecución de Análisis de Riesgos para Sitios de Distribución de Derivados de Hidrocarburos del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (2008)
Establece el procedimiento que permite manejar una situación de contaminación por hidrocarburos basados en un análisis de riesgos. Además, define las concentraciones de referencia de los compuestos de interés a partir de los cuales se toma la decisión de ampliar la evaluación del sitio o tomar acciones remediales.
Guía de manejo ambiental para estaciones de servicio del Ministerio del Medio Ambiente (1999)
El objetivo de la guía es presentar un marco de referencia, básico y conciso, para el manejo ambiental de las estaciones de servicio y actividades relacionadas con el sector hidrocarburos, de tal manera, que sirva para unificar criterios de evaluación ambiental, definir procedimientos a desarrollar en la elaboración de los estudios ambientales y fortalecer la gestión ambiental optimizando los recursos.
Fuente: ELABORACIÓN PROPIA
La norma aplicable al presente estudio corresponde al Manual Técnico para la
Ejecución de Análisis de Riesgos para Sitios de Distribución de Derivados de
Hidrocarburos (MTEAR) debido a que da las directrices y lineamientos para actuar
en lugares presuntamente contaminados con hidrocarburos. El alcance del presente
trabajo está sujeto al análisis de riesgos del Nivel 1 de la guía el cual abarca la
evaluación del sitio y la identificación de compuestos de hidrocarburos en suelo y
agua subterránea los cuales deben estar por debajo de los Límites Genéricos
Basados en Riesgos (LGBRs) establecidos por la guía.
29
Figura 10. Niveles de evaluación establecidos en el MTEAR
Fuente: MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL, 2007
30
3.3 Marco teórico
3.3.1 Los compuestos de hidrocarburos
3.3.1.1 Descripción y Clasificación
Los hidrocarburos son los compuestos orgánicos más simples, ya que, como su nombre lo indica, están constituidos únicamente por carbono e hidrógeno. Se encuentran principalmente en el petróleo y en el gas natural, que representan su mayor fuente de obtención. Su aplicación fundamental es como combustible, pero muchos de ellos se utilizan también extensamente como materia prima en la manufactura de numerosos productos, tales como drogas, plásticos, cauchos, resinas, entre otros 28. Los compuestos derivados del petróleo suelen dividirse en cuatro fracciones29 :
Hidrocarburos saturados
Los hidrocarburos saturados son aquellos que no poseen dobles enlaces. Se dividen en función de su estructura química en alcanos o parafinas y cicloalcanos o naftalenos. Los alcanos se pueden dividir a su vez en ramificados o no ramificados en función de su estructura química lineal. Están definidos por la fórmula general CnH2n+2
30.
Los cicloalcanos contienen al menos un anillo de átomos de carbono, aunque el número de anillos es muy variable. Su fórmula general es CnH2n y es relativamente común la presencia a lo largo de su estructura de sustituyentes del tipo alquilo 31. Esta clase de hidrocarburos se divide en:
28 RESTREPO F. y RESTREPO J. Hola Química Tomo 2. Medellín, Colombia: Susaeta Ediciones S.A, 2003. p .99. 29 LARGO, E. Degradación de alcanos mediante Alcanivorax venustensis inmovilizada en hidrogeles adhesivos
y biodegradables. España: Universidad del País Vasco, 2010.p.9.
30HARAYAMA, S, et.al. Petroleum biodegradation in marine environments. Citado por LARGO, E. Degradación
de alcanos mediante Alcanivorax venustensis inmovilizada en hidrogeles adhesivos y biodegradables. España:
Universidad del País, 2010. p.9.
31 Ibid. p.10
31
Figura 11. Clasificación de los hidrocarburos saturados.
Fuente: LARGO, 2010
De esta manera, a manera de ilustración se presentan algunas estructuras
moleculares de este tipo de hidrocarburos:
Figura 12. Estructura molecular de algunos hidrocarburos saturados.
Fuente: LARGO, 2010
Cíclicos
Hidrocarburos
saturados
Acíclicos
Normales (n – alcanos)
Ramificados
Parafinas
Pristano - Fitano
Isoparafinas MCNR
32
Hidrocarburos aromáticos
Los hidrocarburos aromáticos son aquellos que poseen uno o más anillos aromáticos, y pueden estar sustituidos, o no, por radicales alquilo. El petróleo incluye compuestos que poseen de uno a cinco anillos aromáticos. Estos compuestos son más estables que los cicloalcanos, debido a la compartición de sus electrones deslocalizados por los enlaces π32. En general, estos se subdividen en simples y en poliaromáticos (PAH’S):
Fuente: LARGO, 2010
El benceno es el más simple, y junto al tolueno, el etilbenceno y los tres xilenos son conocidos como BTEX, un conjunto de compuestos relativamente solubles en agua, y por lo tanto son de los más móviles de la gasolina. Además, poseen un potencial contaminante elevado, especialmente el benceno que es cancerígeno 33 , y por ello se suelen usar como indicadores de contaminación.
Los hidrocarburos con varios anillos aromáticos o poliaromáticos (PAH’s), como el antraceno y fenantreno, son producto de diversas operaciones industriales a altas temperaturas como el refinado del petróleo. Son en general poco solubles en agua y poco volátiles, y los incrementos en la masa molecular y el número de anillos, decrece aún más la volatilidad y solubilidad 34.
32 EWEIS, J, et.al. Principios de biorrecuperación: tratamientos para la descontaminación y regeneración de suelos y aguas subterráneas mediante procesos biológicos y fisico-quimicos. Citado por LARGO, E. Degradación de alcanos mediante Alcanivorax venustensis inmovilizada en hidrogeles adhesivos y biodegradables. España: Universidad del País Vasco, 2010. p.10.
33 Ibid.p.11. 34 LARGO, E. Op.Cit., p.11.
Hidrocarburos
Aromáticos
Simples
Poliaromáticos (PAH’s)
BTEX
Figura 13. Clasificación de los hidrocarburos aromáticos.
33
Figura 14. Estructura molecular de algunos hidrocarburos aromáticos.
Fuente: LARGO, 2010
Resinas y asfaltenos
La fracción del crudo conocida como resinas y asfaltenos, a diferencia de las anteriores, contiene compuestos polares no hidrocarbonados 35 . Son compuestos en general de alto peso molecular que además de carbono e hidrógeno, contienen trazas de oxígeno, nitrógeno y azufre. Su estructura puede incluir ramificaciones policíclicas aromáticas, incluso en ocasiones forman complejos con metales pesados como níquel y vanadio. Son compuestos recalcitrantes, debido a su insolubilidad y poseen grupos funcionales que les protegen de ataques microbianos, como las estructuras de anillos aromáticos 36.
Para discriminar entre resinas y asfaltenos se utiliza el parámetro de solubilidad en disolventes similares al n-heptano. Los asfaltenos son insolubles, mientras que las resinas, son compuestos que se disuelven en este tipo de disolventes 37. A continuación, se muestra un ejemplo de la estructura molecular de las resinas y los asfaltenos:
35 HARAYAMA, S, et.al. Op.Cit., p.12. 36 EWEIS, J, et.al. Op.Cit., p.12. 37 HARAYAMA et.al, S. Op.Cit., p.12.
34
Figura 15. Estructura molecular de los asfaltenos y algunas resinas
Fuente: LARGO, 2010
3.3.1.2 Química de los hidrocarburos con relación a la degradación
Los compuestos más fácilmente degradables son los alcanos o parafinas, normalmente hasta C15, luego los alcanos con ramificaciones y alquenos hasta C12, luego los monoaromáticos, los cicloalcanos y los aromáticos policíclicos (PAH´s) 38.
Desde un punto de vista de biodegradabilidad, los hidrocarburos pueden ordenarse de mayor a menor biodegradabilidad en los siguientes esquemas39 :
Fuente: OLSON, 1999
38 ROGEL, J. Tratamiento de suelo y agua freática contaminada. España: Universidad Politécnica de Madrid, S.F., p.4. 39 OLSON, J, et.al. Biodegradation rates of separated diesel components. Environmental Toxicology and Chemistry 18 (11), 1999, p. 2448 – 2453.
Alcanos lineales
Alcanos ramificados
Aromáticos
ligerosAlcanos cíclicos
Aromáticos pesados
Compuestospolares
Figura 16. Orden de biodegradabilidad de algunos hidrocarburos
35
Figura 9. Biodegradación de los compuestos de hidrocarburos más habituales.
Fuente: OLSON, 1999
A continuación, se hace una descripción de la degradación de algunos compuestos de hidrocarburos:
Hidrocarburos saturados
A manera general cuanto más insaturado sea una cadena carbonatada (más dobles y triples enlaces) más difícil o lenta será su degradación. De igual manera los alcanos de cadena larga son más resistentes a la biodegradación a medida que la longitud de su cadena aumenta. Cuando alcanzan un peso molecular superior a 500 dejan de servir como fuente de carbono para el crecimiento microbiano. En general también la presencia de ramificaciones reduce la tasa de biodegradación porque los átomos de carbono terciarios y cuaternarios interfieren con los mecanismos de degradación o lo bloquean totalmente 40.
40 BURGOS, R. Biodegradación: degradación de hidrocarburos [en línea]. Universitát Autónoma de Barcelona. Consultado el 04 de enero de 2018. Disponible en internet en http://bioinformatica.uab.es/biocomputacio/treballs02-03/RBurgos/dades/degradación_de_hidrocarburos.htm, España: Barcelona, 2018.
36
Hidrocarburos aromáticos
Los compuestos aromáticos y poliaromáticos se caracterizan por sus productos de
degradación intermediarios muy contaminantes y cancerígenos, estos compuestos
son más solubles que otros hidrocarburos y contaminan en general las aguas
subterráneas 41.Por esta razón, la EPA (Agencia de Protección Ambiental de los
Estados Unidos) los ha clasificado como contaminantes a tratar con prioridad. Se
acumulan en el ambiente debido a su estabilidad química, su baja solubilidad en el
agua y su fuerte adsorción a las partículas del suelo42
Los aromáticos volátiles bencénicos son derivados del benceno, el cual es un anillo
de seis átomos de carbonos unidos por tres enlaces sencillos y tres enlaces dobles
alternados (anillo aromático). Los aromáticos bencénicos pueden presentar uno o
varios anillos fusionados. El benceno, tolueno, etilbenceno y los xilenos (BTEX) son
los aromáticos volátiles de un anillo bencénico más analizados debido a su
movilidad y toxicidad ambiental 43.
Tabla 4. Hidrocarburos aromáticos volátiles bencénicos (BTEX)
Nombre Fórmula molecular
Benceno C6H6
Tolueno (metilbenceno) C7 H8 (C6 H5 CH3)
Etilbenceno C8 H10 (C6 H5 CH2 CH3)
Xilenos (m, p, o dimetilbencenos) C8 H10 (CH3 C6 H4 CH3)
Fuente: LUQUE, 2009
41 BURLAND, S, y EDWARDS, E. Anaerobic benzene biodegradation linked to nitrate reduction. Citado por BRAIBANT, C. Estudio del potencial de degradación de los hidrocarburos por Acinetobacter sp. y Pseudomonas putida para su aplicación en la biorremediación de suelos contaminados. Cartago, Costa Rica: Instituto Tecnológico de Costa Rica - Escuela de Biología. , 2004, p.11.
42 POTHULURI, J y CERNIGLIA, C. Current aspects on polycyclic aromatic hydrocarbon biodegradation processes. Citado por BRAIBANT, C. Estudio del potencial de degradación de los hidrocarburos por Acinetobacter sp. y Pseudomonas putida para su aplicación en la biorremediación de suelos contaminados.
Cartago, Costa Rica: Instituto Tecnológico de Costa Rica - Escuela de Biología. , 2004, p.11. 43LUQUE, J. Desempeño de cuatro especies vegetales para fitorremediar suelos contaminados con hidrocarburos en Patagonia. Argentina: Universidad Maimónides, 2009, p. 17.
37
Los poliaromáticos (PAH´s) se consideran compuestos orgánicos persistentes, por lo que pueden permanecer en el medioambiente durante largos periodos de tiempo sin alterar sus propiedades tóxicas. Las propiedades semivolátiles de los PAH´s les otorgan gran movilidad en el medioambiente. Los principales impactos de los PAH´s en la salud humana se centran en sus propiedades genotóxicas, es decir, causan daños al material genético (teratogénicas, mutagénicas y carcinogénicas). Los más potentes carcinógenos son el benzo(a) antraceno, benzo(a) pireno y el dibenzo (ah) antraceno 44.
La EPA (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos) seleccionó 16 PAH´s como agentes contaminadores prioritarios. Estos están constituidos por 2 o más anillos bencénicos de forma simple o múltiple formando cadenas o racimos. Cuanto más anillo tenga el compuesto, mayor será la resistencia a la actividad degradadora o enzimática. En general, los PAH´s de 4 y 5 anillos son más difícilmente removidos mientras que los de menor peso molecular son más biodegradables, más solubles en agua y más volátiles que de los de mayor peso molecular 45.
Tabla 5. Hidrocarburos poliaromáticos PAH´s priorizados por la EPA debido a su toxicidad.
Nombre Fórmula N° de anillos
Naftaleno C10H8 2
Acenaftileno C12H8 3
Acenafteno C12H10 3
Fluoreno C13H10 3
Fenantreno C14H10 3
Antraceno C14H10 3
Fluoranteno C16H10 4
Pireno C16H10 4
Benzo(a)antraceno C18H12 4
Criseno C18H12 4
Benzo(b)fluoranteno C20H12 5
Benzo(k)fluoranteno C20H12 5
Benzo(a)pireno C20H12 5
Dibenzo (a, h) antraceno C22H14 5
Benzo(ghi)perileno C22H12 5
Indeno(1,2,3-cd) pireno C22H12 6 Fuente: LUQUE, 2009
44 Ibid.p.17. 45 Ibid.p.18.
38
Resinas y naftalenos
Las resinas y asfaltenos se consideran como compuestos resistentes a la
biodegradación. Esto se debe a que su estructura es muy compleja y deben
intervenir diferentes tipos de enzimas que sean capaces de oxidar tanto alcanos
lineales como cíclicos, hidrocarburos aromáticos, poliaromáticos y
heteropoliaromáticos 46.
3.3.1.3 La emulsión asfáltica: definición y componentes
La emulsión asfáltica se define como la combinación de tres componentes
principales: asfalto, agua y una cantidad específica de un agente emulsificante, que
permite la mezcla de dos sustancias que por su naturaleza química no podrían
mantenerse combinadas después de ser mezcladas 47.
Esto se logra a través de un molino coloidal o equipo especializado para separar las
partículas de asfalto en tamaños suficientemente pequeños que permita combinarse
con el emulsificante. Este tercer componente, el emulsificante, evita o retrasa la
separación del asfalto y el agua, manteniendo estable dicha combinación en un
tiempo determinado. En algunas ocasiones las emulsiones asfálticas pueden
contener otros aditivos como estabilizadores, mejoradores de recubrimiento, anti-
desnudantes o agentes de control de rompimiento 48.
Las emulsiones asfálticas se componen de un medio disperso (fase jabonosa o
acuosa) en la que se mantienen separadas las partículas de asfalto o la fase
dispersante, tal como se muestra a continuación49:
46 FERNÁNDEZ, C, et.al. Biodegradación de asfaltenos y resinas por microorganismos presentes en suelo contaminado con hidrocarburo. Caracas, Venezuela: Universidad de Carabobo, 2008.
47 ULLOA, A. Preparación de emulsiones asfálticas en el laboratorio. Costa Rica: Universidad de Costa Rica, Revista Métodos y Materiales – Volumen 2, 2012, p.18. 48 Ibid.p.18 49 Ibid.p.18
39
Figura 17. Composición de la emulsión asfáltica
Fuente. ULLOA, 2012
A continuación, se hace una descripción de los componentes que integran la
emulsión asfáltica:
Asfalto:
La emulsión asfáltica está compuesta entre un 50% y un 75 % de asfalto, y aun
siendo el elemento predominante en la emulsión, ninguna de sus propiedades
afecta la estabilidad de la misma50.
La composición química de los asfaltos es muy compleja, básicamente está
constituida por cadenas de moléculas compuestas fundamentalmente por carbono,
hidrógeno, azufre, oxigeno, nitrógeno y complejos de vanadio níquel, hierro, calcio
y magnesio. En un análisis detallado de los asfaltos se pueden encontrar
compuestos saturados, anillos nafténicos y aromáticos, sencillos o múltiples,
radicales ácidos, aldehídos, cetonas, entre otros 51.
El asfalto cuando es disuelto con un heptano puede separarse en dos partes
principales: los asfaltenos y los maltenos.
50 Ibid.p.19 51 REPSOL. Fisicoquímica del asfalto [en línea]. Consultado el 04 de enero de 2018. Disponible en internet en https://www.repsol.com/pe_es/peru/productos-servicios/asfaltos/fisico-quimica/composicion/, Perú, 2018.
40
Figura 18. Componentes de los asfaltos.
Fuente. REPSOL, 2018
Los asfaltenos son estructuras complejas de compuestos aromáticos de color negro
o marrón que contienen además del carbón otros elementos químicos tales como
nitrógeno, azufre, oxígeno, en general, son compuestos polares, de alto peso
molecular 52.
Figura 19. Características de los asfaltenos.
Fuente. REPSOL, 2018
52 Ibid. En línea.
41
Los maltenos son sustancias solubles en normal h-heptano y está constituido por resinas, saturados y aromáticos. Son compuestos muy polares de color marrón o marrón claro, sólidos o semisólidos, solubles en n-heptano y, al igual que los asfaltenos, son compuestos de carbón, hidrógeno y cantidades menores de nitrógeno, oxígeno y azufre. Las resinas son materiales muy adhesivos y actúan como dispersantes o peptizantes de los asfaltenos 53.
Figura 20. Características de las resinas.
Fuente. REPSOL, 2018
Agua:
Ciertos minerales y algunos químicos en el agua utilizada durante la elaboración de las emulsiones, pueden afectar la estabilidad y las condiciones de almacenamiento de la emulsión asfáltica. La presencia de iones de calcio y magnesio en el agua retrasan el rompimiento de los enlaces catiónicos en emulsiones con carga positiva, contrariamente, cuando se presentan carbonatos o partículas en suspensión, se produce una pérdida de estabilidad en la emulsión debido a un prematuro rompimiento 54.
Emulsificante:
53 Ibid. En línea.
54 ULLOA, A. Op.Cit., p.19.
42
El emulsificante está conformado una parte por cadenas de hidrocarbonos que son solubles en medios orgánicos como el asfalto y otra parte con carga eléctrica que es soluble en medios acuosos. Es por esta razón que a pesar de que el emulsificante es el componente en menor cantidad dentro de una emulsión, es quien provee las propiedades principales a la emulsión, le brinda estabilidad y determina finalmente qué tipo de emulsión asfáltica se obtendrá 55.
Finalmente, para complementar la información anterior se adjunta en el anexo H la ficha de seguridad de la emulsión asfáltica.
3.3.1.4 Contaminación por hidrocarburos en el suelo y el agua subterránea
El suelo es una matriz de partículas orgánicas e inorgánicas con diferentes características físicas y químicas que dependen del clima, altitud y latitud. Estas partículas están organizadas en forma de agregados particulares, que tienen propiedades que explican la absorción y la adsorción de contaminantes 56.
Cuando los hidrocarburos entran en contacto con las partículas del suelo, se adsorben a ellas y modifican las propiedades de las mismas. Los agregados del suelo se vuelven más estables al endurecerse con el tiempo y se vuelven menos porosos, más hidrofóbicos y su contenido en aire disminuye 57. Los cambios causados por la contaminación provocan un desequilibrio tal en el suelo, que toda clase de vida, vegetal como microbiana, se ve limitada en cantidad y diversidad y puede inclusive desaparecer rápidamente 58.
Los agentes contaminantes pueden encontrarse bajo cuatro formas o fases en el suelo y su presencia bajo una u otra de ellas implicará una disponibilidad y una toxicidad determinadas. Un contaminante presenta, por lo tanto, una toxicidad
55 ULLOA, A. Op.Cit., p.19. 56 WEBER, W, et.al. Microscale heterogeneities in soil properties and their effects on contaminant sorption and
bioavailability. Citado por BRAIBANT, C. Estudio del potencial de degradación de los hidrocarburos por
Acinetobacter sp. y Pseudomonas putida para su aplicación en la biorremediación de suelos contaminados.
Cartago, Costa Rica: Instituto Tecnológico de Costa Rica - Escuela de Biología. , 2004, p.11.
57 CASSIDY, D y IRVINE, R. Interactions between organic contaminants and soil affecting bioavailability. Citado
por BRAIBANT, C. Estudio del potencial de degradación de los hidrocarburos por Acinetobacter sp. y
Pseudomonas putida para su aplicación en la biorremediación de suelos contaminados. Cartago, Costa Rica:
Instituto Tecnológico de Costa Rica - Escuela de Biología. , 2004, p.11.
58 VENOSA, A, et.al. Microbial populations changes during bioremediation of an experimental oil spill. Citado
por BRAIBANT, C. Estudio del potencial de degradación de los hidrocarburos por Acinetobacter sp. y
Pseudomonas putida para su aplicación en la biorremediación de suelos contaminados. Cartago, Costa Rica:
Instituto Tecnológico de Costa Rica - Escuela de Biología. , 2004, p.12.
43
relacionada con su estructura química, y una toxicidad de fase, que depende de la presentación del contaminante en el medio 59 :
VP (Vapor Phase): el contaminante presenta un carácter volátil de manera que permanece aprisionado en los poros del suelo en fase gaseosa. La disminución de la concentración de oxígeno reduce las posibilidades de colonización del suelo por microorganismos capaces de consumir este contaminante 60.
AP (Adsorbed Phase): el contaminante es superficialmente adsorbido a las partículas del suelo y queda difícilmente disponible para los microorganismos.
DP (Dissolved Phase): el contaminante se encuentra disuelto en la fase acuosa del suelo según un equilibrio, donde es accesible para los microorganismos 61.
NAPL (Non-Aqueous-Phase Liquid): el contaminante líquido en fase no acuosa forma gotas o películas sobre las partículas del suelo. Esta fase es característica de los hidrocarburos 62 .
59 SCHWARTZ, A y BAR, R. Cyclodextrin-enhanced degradation of toluene and p-toluic acid by Pseudomonas
putida. Citado por BRAIBANT, C. Estudio del potencial de degradación de los hidrocarburos por Acinetobacter
sp. y Pseudomonas putida para su aplicación en la biorremediación de suelos contaminados. Cartago, Costa
Rica: Instituto Tecnológico de Costa Rica - Escuela de Biología. , 2004, p.12.
60 HANSON, K, et.al. Crude oil degradation by Acinetobacter sp. A3 as influenced by nitrogen, phosphorus and
surfactants. Citado por BRAIBANT, C. Estudio del potencial de degradación de los hidrocarburos por
Acinetobacter sp. y Pseudomonas putida para su aplicación en la biorremediación de suelos contaminados.
Cartago, Costa Rica: Instituto Tecnológico de Costa Rica - Escuela de Biología. , 2004, p.12.
61 HARRIS, S. Hydrocarbon bioremediation. Citado por BRAIBANT, C. Estudio del potencial de degradación de los hidrocarburos por Acinetobacter sp. y Pseudomonas putida para su aplicación en la biorremediación de suelos contaminados. Cartago, Costa Rica: Instituto Tecnológico de Costa Rica - Escuela de Biología. , 2004, p.12.
62 STELMACK, P, Et.al. Bacterial adhesion to soil contaminants in the presence of surfactants. Citado por BRAIBANT, C. Estudio del potencial de degradación de los hidrocarburos por Acinetobacter sp. y Pseudomonas putida para su aplicación en la biorremediación de suelos contaminados. Cartago, Costa Rica: Instituto Tecnológico de Costa Rica - Escuela de Biología. , 2004, p.12.
44
3.3.1.5 Efectos de los hidrocarburos en el suelo y el agua subterránea
Los efectos de los hidrocarburos en el suelo y el agua subterránea tienen una variedad de escenarios potenciales, debido a la difusión lenta de los contaminantes, los cuales se redistribuyen por toda la superficie del suelo. Cuando los hidrocarburos se filtran, se produce una separación natural de los distintos constituyentes, por la exposición de la fase no acuosa a las fases sólida, 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 más livianos migran hacia las porciones profundas del perfil por su mayor solubilidad en agua 63.
De esta manera, los contaminantes pueden alcanzar las aguas subterráneas en forma disuelta, por infiltración directa de aguas superficiales y disolución/lixiviación, o bien como un líquido independiente, si se encuentran en este estado. Cuando alcanzan el agua subterránea los contaminantes que puedan disolverse en ella se moverán con ella. Una combinación de una masa de agua subterránea en movimiento y de una fuente continua de contaminación puede, por tanto, contaminar grandes volúmenes de agua subterránea 64.
Dicha contaminación afecta las condiciones fisicoquímicas del agua y las
propiedades del suelo al presentarse una disminución de oxígeno disuelto debido a
la reducción de la transferencia de oxígeno entre la fase atmósfera – agua, al igual
que la entrada de luz al medio, lo que inhibe el crecimiento de ciertas especies y
disminuye la fijación de nutrientes, así, como efectos adicionales tanto en agua
como en suelos producto del consumo de oxígeno que aumenta la demanda
bioquímica en el medio y pueden generar condiciones anóxicas 65.
Los principales efectos que los hidrocarburos causan en el suelo y el agua subterránea, dependen del tipo, volumen de hidrocarburo, características físicas, químicas y microbiológicas del suelo, y los factores ambientales (humedad, temperatura, factores climatológicos), todas las variables en su conjunto definen el tamaño en la distribución de la contaminación en una zona específica, entre los efectos más perjudiciales tenemos 66 :
Disminución del rendimiento de los cultivos y pérdida de calidad de los productos obtenidos.
Impide o retarda el crecimiento de la vegetación en el área contaminada.
63 CANDO, M. Determinación y análisis de un proceso de biorremediación de suelos contaminados por hidrocarburos. Cuenca, Ecuador: Universidad Politécnica Salesiana – Ingeniería Ambiental, 2011, p.22.
64 CASTRO, G. Informe final: Diseño monitoreo frente a derrames de hidrocarburos. Quillota, Chile: Ministerio de Agricultura de Chile, 2007, p. 44. 65 CAMPOS, I. Op.Cit.
66 CANDO, M. Op.Cit., p.23, 24.
45
Alteraciones en la población microbiana del suelo.
Contaminación de aguas superficiales a través de escorrentía.
Contaminación de aguas subterráneas a través de lixiviados.
Contaminación del aire por combustión, evaporación, sublimación o arrastre por el viento.
Envenenamiento a través de la cadena alimenticia.
Cuando la concentración de los contaminantes sobrepasa la capacidad de aceptación del suelo, se produce una disminución o anulación de su poder autodepurante.
Impacto paisajístico en el sector en que se encuentra la matriz contaminada.
Se impide el intercambio gaseoso con la atmósfera iniciando una serie de procesos físico químicos simultáneos.
Los elevados desniveles de salinidad pueden destruir la estructura terciaria de las proteínas, desnaturalizar enzimas y deshidratar células.
Tabla 6. Parámetros que influyen en el transporte de contaminantes en el suelo.
Parámetros del contaminante Parámetros del suelo Parámetros ambientales
Solubilidad Contenido y retención
de agua Temperatura
Presión de vapor Profundidad, densidad
y permeabilidad Precipitación
Número y tipo de grupos
funcionales Contenido de arcilla Evapotranspiración
Polaridad Contenido de materia
orgánica -
- Profundidad del agua
subterránea -
Fuente. CANDO, 2012
* De los anteriores parámetros para el presente trabajo se dispuso de algunos parámetros
del contaminante contenidos en la hoja de seguridad. Además, no se disponían de algunos
parámetros del suelo tales como densidad, M.O y contenido y retención de agua.
46
3.3.1.6 Efectos de los hidrocarburos sobre la salud humana
Algunos de los hidrocarburos presentes en el crudo y sus derivados tienen una
conocida toxicidad para el ser humano, pero, de la mayoría de ellos se desconoce
el grado de peligrosidad. Entre estos compuestos destacan por sus efectos en la
salud los hidrocarburos aromáticos simples y los policíclicos (PAH). Dependiendo
de la composición del crudo estos pueden encontrarse en mayor o menor cantidad.
La intoxicación por hidrocarburos se puede dar por la ingesta, aspiración o contacto 67 :
Ingesta: La ingestión de hidrocarburos puede afectar a tres sistemas
orgánicos fundamentales: pulmón, aparato gastrointestinal y sistema
nervioso. Cuando afecta al pulmón, los síntomas respiratorios son tos, ahogo,
sibilancias y ronqueras. Generalmente se inician inmediatamente después
de la ingesta de hidrocarburos. Cuando afecta al aparato gastrointestinal,
generalmente son irritantes de boca, faringe e intestino. Muchos presentan
vómitos espontáneos, náuseas, malestar intestinal, distensión abdominal,
eructos y flatulencia. Cuando afecta al sistema nervioso central podrán darse
los síntomas de letargia, aturdimiento estupor y coma, pero son inusuales.
Aspiración: El pulmón es el órgano más vulnerable en la intoxicación por
hidrocarburos. Y ésta aparece fundamentalmente por aspiración. Se produce
una lesión directa de los capilares y el tejido pulmonar. El riesgo de aspiración
depende de las propiedades de viscosidad, volatilidad, y tensión superficial
del hidrocarburo. El mayor riesgo de aspiración corresponde a un producto
de baja viscosidad, baja tensión superficial y gran volatilidad.
Contacto: El contacto con hidrocarburos produce irritación de la piel y
picores, y la piel en este estado facilita la absorción de los componentes del
crudo. Se ha asociado un aumento del riesgo de cáncer de piel con la
presencia de hidrocarburos poliaromáticos (PAH). También se produce la
irritación de los ojos por contacto con gotas de crudo y algunos componentes
pueden ser absorbidos a través de la córnea.
67 ALONSO, R. Proyecto de recuperación de suelos contaminados con hidrocarburos. Barcelona, España: Universidad Autónoma de Barcelona, 2012, p.17.
47
3.3.2 Generalidades de la biorremediación
3.3.2.1 Antecedentes
A nivel mundial
A nivel mundial existen diversas investigaciones relacionadas con la biorremediación con microorganismos para zonas impactadas con hidrocarburos. Por ejemplo, en México se realizó la biorremediación de suelo contaminado con aceites usados de talleres de servicio automotriz mediante biopilas utilizando cepas de Acinetobacter Sp, Sphingobacterium Sp y Stenotrophomona obteniendo porcentajes de remoción de las fracciones alifática de 93.7 a 87.1% y en la fracción aromática de 0 a 94.8% en 90 días de tratamiento 68.
Así mismo, en otro estudio realizado en Long Beach (California), aplicaron la biorremediación in situ en suelos contaminados con aceite diesel mediante el uso de microorganismos autóctonos complementada con la adición de nutrientes y oxígeno en el suelo (bioestimulación) 69, e inoculación de una mezcla enriquecida de consorcios bacterianos previamente extraída del mismo suelo (bioaumentación). Esto permitió encontrar consorcios bacterianos degradadores de hidrocarburos tales como Bacillus cereus, Bacillus sphaericus, Bacillus fusiformis, Bacillus pumilis, Acinetobacter junii, y Pseudomonas sp 70.
Finalmente, investigaciones similares realizadas en Cuba donde se estudió la capacidad de degradación por cepas aisladas de suelos contaminados con petróleo dejaron en evidencia que las Pseudomonas aeruginosas degradaron un 57% de la sustancia empleando el hidrocarburo como fuente principal de carbono y energía 71.
68 ANZA, H. Biorremediación de suelos contaminados con aceite automotriz usados mediante sistemas de biopilas. Campeche, México: Universidad Autónoma del Carmen, Revista Innovación más Desarrollo Vol. N°12, 2016, p. 50. 69 CUNNINGHAM, C. Comparison of Bioaugmentation and Bioestimulation in ex situ treatment of Diesel Contaminated Soil. Citado por BENAVIDES, J, et.al. Bioremediación de suelos contaminados con hidrocarburos derivados del petróleo. Bogotá, Colombia: Universidad de la Salle, 2006, p. 86. 70 TÉLLEZ, J. y VALDERRAMA, B. Microbiología del petróleo y sus derivados. Instituto de Biotecnología, Universidad Nacional Autónoma de México. 2000. Citado por BENAVIDES, J, et.al. Bioremediación de suelos contaminados con hidrocarburos derivados del petróleo. Bogotá, Colombia: Universidad de la Salle, 2006, p. 86. 71 PEREZ, R. Aislamiento y selección de una cepa bacteriana degradadora de hidrocarburos a partir de suelos contaminados con hidrocarburos. Santiago de Cuba, Cuba: Universidad de Oriente, Revista CENIC Ciencias Biológicas Vol. 39 (1), 2008.
48
A nivel nacional
En Colombia, existen algunas investigaciones donde se ha empleado la técnica de la biorremediación con microorganismos para descontaminar residuos y zonas impactadas por los hidrocarburos y sus derivados. Tal es el caso del tratamiento de lodos contaminados con aceites lubricantes usados provenientes de lavaderos de carros y lodos de alcantarillado de la zona industrial de Bucaramanga donde se aislaron, identificaron y conservaron cepas microbianas con capacidad degradadora de hidrocarburos totales de petróleo (HTP) como Pseudomonas spp., Pseudomonas aeruginosas, Acinetobacter spp, Enterobacter cloacae, Citrobacter spp., Bacillus brevis, Micrococcus sppy Nocardiaspp. Se obtuvieron porcentajes de remoción hasta 94% de HTP en 120 días y 84% en 40 días 72.
Otra investigación evaluó el efecto de la bioaumentación y bioestimulación de sedimentos contaminados con hidrocarburos de la Estación de Servicio de Combustible INTEGRA de Dosquebradas – Risaralda - Colombia, estos sedimentos eran producto del mantenimiento de las unidades de tratamiento de aguas residuales industriales, como lo eran: la trampa de grasa, canales perimetrales de la zona de distribución y/o venta del combustible, canales perimetrales de la zona de llenado de tanques de almacenamiento de combustible y desarenador del lavado de vehículos en la Estación de Servicio. Para el desarrollo de esta investigación, en la técnica de bioaumentación se adicionaron a los sedimentos de la Estación de Servicio, microorganismos adaptados a hidrocarburos, los cuales fueron incorporados con un suelo que fue contaminado anteriormente por un derrame de combustible, para la técnica de bioestimulación, a los sedimentos contaminados, se les adicionó un nutriente (Urea), se les agregaba agua y se realizaba un volteo manual, beneficiando el desarrollo y crecimiento de los microorganismos degradadores. Como resultado de esta investigación los mesocosmos presentaron tasas de degradación entre el 87,32 mg de Hidrocarburos totales de petróleo (HTP)/kg de suelo seco y 105,41 mg de HTP/kg de suelo seco, con porcentajes de reducción de contenido de hidrocarburo entre 79,7% y 95,1% 73.
3.3.2.2 Descripción del proceso de biorremediación
La biorremediación es una tecnología que utiliza el potencial metabólico de los microorganismos (fundamentalmente bacterias, pero también hongos y levaduras) para transformar contaminantes orgánicos en compuestos más simples poco o nada contaminantes, y, por tanto, se puede utilizar para limpiar terrenos o aguas
72 VÁSQUEZ, M, et.al. Biorremediación de lodos contaminados con aceites lubricantes usados. Bucaramanga, Colombia, Revista Colombiana de Biotecnología 12 (1), 2010, p. 141. 73 ÑUSTEZ, D. Biorremediación para la degradación de hidrocarburos totales presentes en los sedimentos de
una estación de servicio de combustible. Pereira, Colombia: Universidad Tecnológica de Pereira, 2012. p.1.
49
contaminadas 74. Se emplea en casos de contaminación por plaguicidas, gasoil, gasolinas, aceites pesados y algunos compuestos halogenados.
Es sabido que los microorganismos que viven en el suelo y las aguas subterráneas son capaces de metabolizar la mayor parte de los compuestos orgánicos de síntesis que llegan a dichas matrices, y entre ellos, los hidrocarburos, cuya composición química es muy similar a la de los compuestos orgánicos naturales, generando principalmente agua y dióxido de carbono. Para que estos procesos metabólicos se lleven a cabo a pleno rendimiento, y puedan ser utilizados en el saneamiento de las matrices ambientales, deben darse unas condiciones óptimas de humedad, temperatura y nivel nutricional en los suelos 75.
El fundamento bioquímico de la biorremediación se halla en las reacciones de óxido – reducción que tiene lugar en la cadena respiratoria con el fin de obtener energía. La cadena inicia con un sustrato orgánico, algún hidrocarburo, por ejemplo, que actúa como dador de electrones, de modo que la actividad metabólica de la célula acabado degradando y consumiendo dicho sustrato. Los aceptores más comúnmente utilizados por los microorganismos son el oxígeno, los nitratos, el hierro (III), los sulfatos y el dióxido de carbono. Cuando el oxígeno es utilizado como aceptor de electrones la respiración microbiana se produce en condiciones aerobias, y los procesos de biodegradación serán de tipo aerobio; sin embargo, si utiliza los sulfatos o el dióxido de carbono se produce en condiciones reductoras o anaerobias, y los procesos de biodegradación serán de tipo anaerobio 76. Los anteriores procesos se muestran a continuación:
Figura 21. Proceso de degradación aerobia y anaerobia.
Fuente. TORRES Y ZULUAGA, 2009.
74 GLAZER, A., y NIKAIDO, H. Microbial Biotechnology: Fundamentals of Applied Microbiology. Citado por:
TORRES, K., & ZULUAGA, T. Biorremediación de suelos contamiandos con hidrocarburos. Medellín, Colombia:
Universidad Nacional de Colombia: Facultad de Minas- Ingeniería Química., 2009, p. 35.
75 CASTELLS, X. Reciclaje y tratamiento de residuos diversos: Reciclaje de residuos industriales. Madrid,
España: Ediciones Díaz de Santos , 2012,p.1126.
76 Ibid. p.1126.
50
La mayoría de los contaminantes se degradan bajo condiciones aerobias. Sin embargo, determinados compuestos, como los compuestos alifáticos clorados, que resultan estables en condiciones aerobias, son fácilmente degradados en condiciones anaerobias. Otros incluso, como es el caso de los PCBs, se degradan primero en condiciones anaerobias, produciéndose una decloración rápida, para luego continuar su degradación bajo condiciones aerobias 77.
3.3.2.3 Tipos de biorremediación
Las técnicas de biorremediación se pueden clasificar en in situ o ex situ. En los tratamientos ex situ el suelo es excavado y transportado hasta la localización donde se implementará la tecnología, mientras que en los in situ el suelo y las aguas subterráneas son tratadas en su emplazamiento natural 78. A continuación, se describe detalladamente las características más relevantes asociadas a cada tipo de tratamiento:
Biorremediación in situ
La principal ventaja de los tratamientos in situ es que permite tratar el suelo sin necesidad de excavar o transportar, dando como resultado una disminución de los costos. Sin embargo, este tipo de tratamientos generalmente requiere de periodos de tratamiento más largos, es menos seguro en cuanto a la uniformidad del tratamiento debido a la heterogeneidad propia del suelo ya que es más difícil verificar la eficacia del proceso 79. Los tratamientos in situ más comunes se presentan a continuación 80 :
77 Ibid. p.1127.
78 LLADÓ, S. Biorremediación de suelos contaminados por hidrocarburos pesados y caracterización de
comunidades microbianas implicadas. Barcelona, España: Universitat de Barcelona: Facultad de Biología -
Departamento de Microbiología., 2012, p.36.
79 VAN DEUREN, J, et.al. Remediation Technologies Screening Matrix and Reference Guide. Citado por
VOLKE, T. Biorremediación de suelos contaminados. México D.F, México: Centro Nacional de Investigación y
Capacitación Ambiental, Revista BioTecnología Vol. 7 (1),2002,p. 32.
80 VOLKE, T. Biorremediación de suelos contaminados. México D.F, México: Centro Nacional de Investigación
y Capacitación Ambiental, Revista BioTecnología Vol. 7 (1),2002,p.32 - 35.
51
Tabla 7. Tratamientos más comunes de biorremediación in situ.
Bioventeo
Descripción
El bioventeo es una tecnología relativamente nueva, cuyo objetivo es estimular la biodegradación natural de cualquier compuesto biodegradable en condiciones aerobias. El aire se suministra en el sitio contaminado a través de piezómetros de extracción, por movimiento forzado (extracción o inyección), con bajas velocidades de flujo, con el fin de proveer solamente el oxígeno necesario para sostener la actividad de los microorganismos degradadores.
Aplicaciones
Se utiliza para tratar compuestos orgánicos biodegradables semivolátiles (COS) o no volátiles. Además de favorecer la degradación de contaminantes adsorbidos, pueden degradarse COV, por medio de su movimiento a través del suelo biológicamente activo. Se ha utilizado con éxito para remediar suelos contaminados con HTP, solventes no clorados, pesticidas y conservadores de la madera, entre algunos otros químicos.
Limitaciones
Algunos factores que pueden limitar la efectividad del bioventeo según son:
el tipo y la concentración del contaminante
falta de nutrientes
bajo contenido de humedad
dificultad para alcanzar el flujo de aire necesario
Costos y
tiempos de remediación
Es una tecnología en la que los tiempos de limpieza pueden variar desde algunos meses hasta varios años, y sus costos de operación varían entre 10 y 70 USD/m3. Esta tecnología no requiere de equipo caro, pero los costos pueden variar en función de la permeabilidad del suelo, espacio disponible, número de piezómetros y velocidad de bombeo.
Bioestimulación
Descripción
La bioestimulación implica la circulación de soluciones acuosas (que contengan nutrientes y/u oxígeno) a través del suelo contaminado, para estimular la actividad de los microorganismos autóctonos, y mejorar así la biodegradación de contaminantes orgánicos o bien, la inmovilización de contaminantes inorgánicos in situ.
Aplicaciones
Se ha usado con éxito para remediar suelos contaminados con gasolinas, COV, COS y pesticidas. Estudios a escala piloto, han mostrado
52
la biodegradación de suelos contaminados con desechos de municiones.
Limitaciones
Esta tecnología no es recomendable para suelos arcillosos, altamente estratificados o demasiado heterogéneos, ya que pueden provocar limitaciones en la transferencia de O2. Otros factores que pueden limitar su aplicación, incluyen:
que el tipo del suelo no favorezca el crecimiento microbiano
incremento en la movilidad de los contaminantes
obstrucción en los piezómetros de inyección provocada por el crecimiento microbiano
Costos y
tiempos de remediación
La limpieza de una pluma de contaminación, puede tomar varios años. Su costo oscila entre 30 y 100 USD/m3. La naturaleza y profundidad de los contaminantes y el uso de bioaumentación puede aumentar sus costos.
Bioaumentación
Descripción
Esta tecnología se utiliza cuando se requiere el tratamiento inmediato de un sitio contaminado, o cuando la microflora autóctona es insuficiente en número o capacidad degradadora. Consiste en la adición de microorganismos vivos, que tengan la capacidad para degradar el contaminante en cuestión, para promover su biodegradación o su biotransformación. El tamaño del inóculo a utilizar, depende del tamaño de la zona contaminada, de la dispersión de los contaminantes y de la velocidad de crecimiento de los microorganismos degradadores.
Aplicaciones
Se ha usado para tratar suelos contaminados con herbicidas (2,4-D, clorofam), insecticidas (lindano, clordano, paratión), clorofenoles (PCP) y nitrofenoles, BPC, HTP y HAP.También se ha aplicado efectivamente para tratar desechos con concentraciones relativamente altas de metales.
Limitaciones
Antes de llevar a cabo la bioaumentación en un sitio, deben realizarse cultivos de enriquecimiento, aislar microorganismos capaces de cometabolizar o utilizar el contaminante como fuente de carbono, y cultivarlos hasta obtener grandes cantidades de biomasa.
Costos y tiempos de remediación
Es una tecnología que puede durar varios meses o años, y su utilización no implica mucho capital ni costos de operación.
53
Biolabranza
Descripción
Durante el proceso de biolabranza, la superficie del suelo contaminado es tratado en el mismo sitio por medio del arado. El suelo contaminado se mezcla con agentes de volumen y nutrientes, y se remueve periódicamente para favorecer su aireación. Las condiciones del suelo (pH, temperatura, aireación) se controlan para optimizar la velocidad de degradación y generalmente se incorporan cubiertas u otros métodos para el control de lixiviados. La diferencia entra la biolabranza y el composteo, es que, en la biolabranza, se mezcla el suelo contaminado con suelo limpio, mientras que el composteo generalmente se realiza sobre el suelo.
Aplicaciones
Los contaminantes tratados con éxito por biolabranza, incluyen diesel, gasolinas, lodos aceitosos, PCP, creosota y coque, además de algunos pesticidas y HTP. Es una tecnología de gran escala, que se practica en los Estados Unidos de América, Canadá, Reino Unido, Holanda, Suiza, Dinamarca, Francia y Nueva Zelanda.
Limitaciones
La biolabranza debe manejarse con cuidado para prevenir la contaminación de acuíferos, superficies de agua, aire o en la cadena alimenticia. El mayor problema es la posibilidad de lixiviados de los contaminantes hacia el suelo y el agua. Otra limitante para su utilización, es que, por la incorporación de suelo contaminado en suelo limpio, se genera un gran volumen de material contaminado. No es recomendable su uso para contaminantes diluidos, ni tampoco cuando no todos los contaminantes son biodegradables.
Costos y tiempos de remediación
Es una tecnología de mediano a largo plazo. El costo para su aplicación en desechos peligrosos oscila entre 30 y 70 USD/ m3.
Descripción
Es un proceso natural que permite reducir la concentración de contaminantes hasta niveles aceptables. No es una tecnología per se, si no que generalmente describe un rango de procesos fisicoquímicos y biológicos que, por la intervención humana deliberada, reduce la concentración, toxicidad o movilidad de los contaminantes.
54
Atenuación natural
La consideración de esta opción, generalmente requiere del modelamiento y evaluación de las velocidades de degradación del contaminante. Durante el proceso, es necesario llevar a cabo muestreo y análisis, para confirmar que la limpieza procede a una velocidad consistente con las metas de limpieza.
Aplicaciones
Los contaminantes que pueden tratarse por esta tecnología son: solventes volátiles (incluyendo BPCs), HTPs, metales y explosivos. Gasolinas y algunos solventes clorados, son los compuestos más comúnmente evaluados por atenuación natural.
Limitaciones
Esta tecnología puede considerarse para la remediación de contaminantes en suelos, solamente si los factores específicos del sitio permiten mantener su uso. Estos factores incluyen: condiciones geológicas y geoquímicas favorables, tiempos razonables de biodegradación y presencia de microorganismos degradadores. Además, es necesaria la caracterización exhaustiva del sitio, con un monitoreo a largo plazo (aumento de costos); así como la verificación de la toxicidad de intermediarios y/o productos, y de la migración de contaminantes antes de su degradación o transformación.
Costos y tiempos de remediación
Implica costos adicionales por el modelamiento para la predicción de velocidades de degradación. Implica costos adicionales para contenedores, muestreo y análisis para determinar el grado de contaminación y confirmar su degradación y el estado de la limpieza.
Descripción
La fitorremediación constituye una variación de las técnicas de biorremediación, que se basa en el uso de plantas y los microorganismos asociados a ellas, así como las enmiendas del suelo y técnicas agronómicas dirigidas a liberar, contener, o transformar en compuestos inocuos a los contaminantes del suelo. Hoy, las investigaciones en fitorremediación se encaminan no sólo al tratamiento de contaminantes inorgánicos (metales, metaloides, haluros y radionucleidos), sino también al tratamiento de contaminantes orgánicos; algunas
55
Fitorremediación
especies de plantas probadas con éxito en la fitorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos del petróleo 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 L., entre otras.
Aplicaciones
Puede aplicarse eficientemente para tratar suelos contaminados con compuestos orgánicos como benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos (BTEX); solventes clorados; HAP; desechos de nitrotolueno; agroquímicos clorados y organofosforados; además de compuestos inorgánicos como Cd, Cr(VI), Co, Cu, Pb, Ni, Se y Zn. Se ha demostrado también su eficiencia en la remoción de metales radioactivos y tóxicos de suelos y agua.
Limitaciones
Existen varias limitaciones que deben considerarse para su aplicación:
el tipo de plantas utilizado determina la profundidad a tratar
altas concentraciones de contaminantes pueden resultar tóxicas
puede depender de la estación del año
no es efectiva para tratar contaminantes fuertemente sorbidos
la toxicidad y biodisponibilidad de los productos de la degradación no siempre se conocen y pueden movilizarse o bioacumularse en animales.
Costos y tiempos de remediación
Se estima que la fitorremediación de un suelo contaminado con Pb (50 cm de profundidad) puede costar entre 24,000 y 40,000 USD/ha.
Fuente. VOLKE, 2002
De esta manera, teniendo como base la descripción anterior se hace la aclaración
de que el proceso de remediación utilizado en el presente informe de pasantía
corresponde a la bioaumentación donde se utilizó un microrganismo especializado
en la degradación de hidrocarburos para garantizar la recuperación del medio
afectado.
56
Biorremediación ex situ
Las tecnologías ex situ generalmente requieren de periodos más cortos de que los tratamientos in situ. Son más seguros en cuanto a la uniformidad del tratamiento, ya que el sistema puede homogeneizarse, protegerse y mezclarse continuamente. Otra ventaja, es que los subproductos permanecen dentro de la unidad de tratamiento hasta la obtención de productos no peligrosos. Sin embargo, los tratamientos ex situ requieren de la excavación del suelo, lo que provoca un aumento en los costos y en la ingeniería para equipos. Las tecnologías para la biorremediación de suelos ex situ, en general incluyen procesos de composteo (biopilas) y el uso de biorreactores (de lodos y en fase sólida)81. Los tratamientos ex situ más comunes son 82 :
Tabla 8. Tratamientos más comunes de biorremediación ex situ.
Biorremediación
en fase sólida
(composteo)
Descripción
El composteo es un proceso biológico controlado, por el cual pueden tratarse suelos y sedimentos contaminados con compuestos orgánicos biodegradables, para obtener subproductos inocuos estables. El material contaminado se mezcla con agentes de volumen (paja, aserrín, estiércol, desechos agrícolas), que son sustancias orgánicas sólidas biodegradables, adicionadas para mejorar el balance de nutrientes, así como para asegurar una mejor aireación y la generación del calor durante el proceso. Los sistemas de composteo incluyen tambores rotatorios, tanques circulares, recipientes abiertos y biopilas. Las pilas estáticas (biopilas) son una forma de composteo en el cual, además de agentes de volumen, el sistema se adiciona con agua y nutrientes, y se coloca en áreas de tratamiento (que incluyen alguna forma de aireación y sistemas para colectar lixiviados). Las pilas de suelo generalmente se cubren con plástico para controlar los lixiviados, la evaporación y la volatilización de contaminantes, además de favorecer su calentamiento.
El composteo se ha usado con éxito para remediar suelos contaminados con PCP, gasolinas, HTP, HAP. Se ha demostrado también la reducción, hasta niveles aceptables, en la concentración y toxicidad de explosivos (TNT). El uso de
81 VAN DEUREN, J. Op.Cit., p.36. 82 VOLKE, T. Op.Cit., p.36 -37.
57
Aplicaciones estrategias de composteo, se ha adoptado seriamente hasta los últimos tres a cinco años.
Limitaciones
Algunas limitaciones del proceso son:
necesidad de espacio
necesidad de excavar el suelo contaminado, lo que puede provocar la liberación de COV
incremento volumétrico del material a tratar
no pueden tratarse metales pesados
Costos y
tiempos de
remediación
El costo del composteo está en función de:
la cantidad y fracción de suelo a tratar
disponibilidad de agentes de volumen
tipo de contaminantes y proceso
necesidad de tratamientos previos y/o posteriores
necesidad de equipos para el control de COV.
Es una tecnología que puede llevar desde algunas semanas hasta varios meses. Los costos típicos se encuentran entre 130 y 260 USD/m3.
Biorremediación
en fase de lodos
(biorreactores)
Descripción
Los biorreactores pueden usarse para tratar suelos heterogéneos y poco permeables, o cuando es necesario disminuir el tiempo de tratamiento, ya que es posible combinar controlada y eficientemente, procesos químicos, físicos y biológicos, que mejoren y aceleren la biodegradación. Es la tecnología más adecuada cuando existen peligros potenciales de descargas y emisiones. Uno de los reactores más utilizados para biorremediar suelos es el biorreactor de lodos, en el cual el suelo contaminado se mezcla constantemente con un líquido, y la degradación se lleva a cabo en la fase acuosa por microorganismos en suspensión o inmovilizados en la fase sólida. El tratamiento puede realizarse también en lagunas construidas para este fin o bien en reactores sofisticados con control automático de mezclado.
Aplicaciones
Los biorreactores de lodos aerobios, se utilizan principalmente para tratar HTP, COS no halogenados y COV. Se utilizan también reactores secuenciales de lodos aerobios/anaerobios para
58
tratar BPC, COS halogenados, pesticidas y desechos de artillería.
Limitaciones
Algunos factores que pueden limitar el uso y efectividad de los biorreactores son:
el suelo debe tamizarse
suelos heterogéneos y arcillosos pueden generar problemas de manipulación
los productos intermediarios pueden ser más tóxicos que el contaminante original (en caso de explosivos o solventes clorados)
los residuos pueden requerir de tratamiento o disposición final
Costos y
tiempos de
remediación
Los biorreactores de lodos pueden clasificarse como una tecnología de corto a mediano plazo. El uso de biorreactores de lodos oscila entre 130 y 200 USD/m3.
Fuente. VOLKE, 2002
Una de las limitaciones que presentan las técnicas biológicas respecto a las técnicas fisicoquímicas es el tiempo necesario para alcanzar una biodegradación aceptable. Sin embargo, las técnicas físico-químicas, aun pudiendo ser más rápidas y efectivas en la disminución de la concentración de contaminantes, alteran o eliminan por completo la microbiota autóctona del suelo, modifican las características fisicoquímicas del suelo, y, además, no eliminan los contaminantes, si no que los trasladan a otro compartimento ambiental 83. Además, de que las técnicas biológicas son más rentables económicamente que las técnicas fisicoquímicas y no afectan otros compartimentos ambientales.
3.3.2.4 Factores que condicionan la biorremediación
La biodegradabilidad de una mezcla de hidrocarburos presente en un suelo y aguas
subterráneas contaminadas depende de diversos factores, los cuales pueden
clasificarse en cuatro en cuatro grupos 84:
83 LLADÓ, S. Op.Cit., p.38. 84 TORRES, K., & ZULUAGA, T. Biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos. Medellín,
Colombia: Universidad Nacional de Colombia: Facultad de Minas- Ingeniería Química., 2009, p. 37.
59
Factores medioambientales
Los factores medioambientales hacen referencia a aquellas condiciones del medio que determinan el desarrollo metabólico de los microorganismos encargados de la biorremediación. Entre los factores más relevantes se encuentran los citados por 85:
Tabla 9. Factores medioambientales que intervienen en la biorremediación de un suelo y agua subterránea
pH
No existen unas condiciones preestablecidas que sean óptimas en todos los casos, pero en términos generales el crecimiento de la mayor parte de los microorganismos es máximo dentro de un intervalo de pH situado entre 6 y 8. En general, el pH óptimo para las bacterias heterótrofas es neutro (pH 6 - 8), mientras que es más ácido para los hongos (pH 4 - 5). El pH óptimo establecido para procesos de biodegradación es neutro (pH 7,4 - 7,8) 86. Es necesario tener en cuenta que la variación del pH, además de afectar la actividad microbiana, también afecta la solubilización, adsorción y absorción de los contaminantes y de los iones87. Las formas catiónicas (NH4+, Mg2+, Ca2+) son más solubles a pH ácido mientras que las formas aniónicas (NO3 -, NO2 -, PO4 3- , Cl-) son más solubles a pH alcalino 88. Por lo tanto, si es necesario alcalinizar un suelo se utiliza arena de caliza e iones Ca2+ y Mg2+, mientras que para acidificar un suelo se utiliza FeSO4 89.
Es uno de los factores ambientales más importantes que afecta la actividad metabólica de los microorganismos y la tasa de biodegradación. Generalmente, las especies
85 Ibid. p. 38. 86 DIBLE, J., & BARTHA, R. Effect of environment parameters on the biodegradationof oil sludge. Applied
environmental microbiology 37,1979,p. 729 - 739.
87 STAUNTON, S.Effect of pH and some organic anions on the solubility of soil phospphate: implications for P
bioavailability. Eur J Soil Sci, 47 ,1996,p. 231 -239 .
88 SING et.al , B. Effects of soil pH on the biodegradation of chlorpyrifos and isolation of a chlorpyrifos-degrading
bacterium. Appl Environ Microbiol 69, 2003, p. 5198 - 5120.
89 BAKER, K. Bioremediation of surface and subsurface soils. New York, : McGraw-Hill., 1994.
60
Temperatura bacterianas crecen a intervalos de temperatura bastante reducidos, entre 20 y 30 °C (condiciones mesófilas), decreciendo la biodegradación por desnaturalización de las enzimas a temperaturas superiores a 40 °C e inhibiéndose a inferiores a 0 °C.
Humedad
Los microorganismos requieren unas condiciones mínimas de humedad para su crecimiento. El agua forma parte del protoplasma bacteriano y sirve como medio de transporte a través del cual los compuestos orgánicos y nutrientes son movilizados hasta el interior de las células. Un exceso de humedad inhibirá el crecimiento bacteriano al reducir la concentración de oxígeno en el suelo (el rango varía en función de la técnica). En términos generales, una alta humedad puede impedir la transferencia de gases a través del suelo, que afecta los procesos de biorremediación, así como problemas durante la excavación y transporte, además de aumentar costos durante el uso de métodos de remediación térmicos 90. Igualmente, una baja humedad reduce la actividad metabólica bacteriana91.
Oxígeno
Es el aceptor final de electrones generalmente empleado en procesos biológicos y también es necesario en determinados tipos de reacciones de oxidación – reducción catalizada por enzimas. Los microorganismos, oxidan compuestos orgánicos o inorgánicos, obteniendo así la energía necesaria para su crecimiento. El proceso de oxidación da lugar a electrones que intervienen una cadena de reacciones en el interior de la célula y, al final, deben ser vertidos en el entorno. El aceptor final de electrones es el receptor de los mismos y, en el caso de un metabolismo aerobio, O2 es el aceptor y H2O es el producto. La mayor parte de hidrocarburos presentes en los productos petrolíferos son degradados con mayor extensión y rapidez de forma aeróbica (O2 como aceptor final de electrones), ya que en ausencia de O2, y en presencia de aceptores de electrones alternativos (NO3 -, SO4 2- , CO2, Mn4+ y Fe3+) los hidrocarburos pueden ser
90 KEEL et.al, C. Conservation of the 2,4-diacetylphloroglucinol biosynthesislocus among fluorescent
Pseudomonas strains from diverse geographic locations. Appl Environ Microbiol. 62, 1996, p. 552 -563.
91 DIBLE, J., & BARTHA, R. Op.Cit.
61
degradados, pero con unas tasas de biodegradación muy inferiores a las aeróbicas.
Necesidad de nutrientes
inorgánicos
Los nutrientes principalmente requeridos son el fósforo y el nitrógeno, por tanto, las concentraciones asimilables de dichos elementos presentes en el suelo, suelen ser limitantes para un incremento y activación de la población microbiana, mientras que otros nutrientes esenciales como el Ca2+, Na+, Fe2+ y SO4 2- ya están presentes en cantidades suficientes. La adición de fuentes de N y P inorgánicas, generalmente tiene un efecto positivo incrementando las poblaciones microbianas y las tasas de biodegradación de hidrocarburos en suelos contaminados. Las proporciones molares de C: N: P, descritas en la bibliografía, respecto al contenido de carbono a degradar son muy distintas; el rango normal de C: N: P depende del sistema de tratamiento a emplear, siendo de modo habitual 100:10:1. Sin embargo, el uso excesivo de nutrientes inorgánicos también puede inhibir los procesos de biodegradación.
Fuente: TORRES Y ZULUAGA, 2009.
Factores físicos
Los factores físicos están ligados estrechamente con los medioambientales descritos anteriormente debido a que también determinan las condiciones del medio, y, por ende, el desarrollo metabólico de los microorganismos encargados de la biorremediación. Entre los factores más relevantes se encuentran según 92:
Tabla 10. Factores físicos que intervienen en la biorremediación del suelo y el agua subterránea.
Biodisponibilidad
La tasa de degradación depende tanto de la capacidad de transporte y del metabolismo microbiano, como de la transferencia de masas del compuesto. La relación entre estos factores se conoce como biodisponibilidad. En los suelos uno de los factores limitantes para la biodegradación es la transferencia de masas, ya que los microorganismos de los suelos contaminados, suelen tener amplias capacidades biodegradativas al estar expuestos a una gran variedad de compuestos orgánicos diferentes. Por lo tanto, la adsorción, la absorción, desadsorción, disolución y la difusión son fenómenos, propios de la transferencia de
92 TORRES, K., & ZULUAGA, T. Op. Cit, p.40.
62
masas, que condicionan la biodisponibilidad de los contaminantes. Con la finalidad de aumentar la biodisponibilidad de los contaminantes existen numerosos ejemplos en la bibliografía de la utilización de tensoactivos sintéticos y biotensoactivos en la biorremediación de suelos contaminados por hidrocarburos.
Presencia de agua
Ésta es necesaria ya que, como se ha visto con anterioridad, los microorganismos toman en carbono orgánico, los nutrientes inorgánicos y los aceptores de electrones, necesarios para el crecimiento microbiano, de la fase líquida. Por lo tanto, el agua debe estar en contacto con los contaminantes en cantidades que permitan el desarrollo de las comunidades microbianas. Sin embargo, el agua puede llegar a inhibir el flujo de aire y reducir el sumito de oxígeno necesario para la respiración microbiana. Existen valores de humedad óptima para biorremediación de terrenos no saturados, que habitualmente están entre 150 y 250 grados de agua por kg de terreno seco.
Fuente: TORRES Y ZULUAGA, 2009.
Factores químicos
Los factores químicos hacen referencia fundamentalmente al estudio de las propiedades fisicoquímicas del contaminante y sus interacciones con el ambiente y los microorganismos degradadores. Entre los factores a considerar están 93:
Tabla 11. Factores químicos que intervienen en la biorremediación del suelo y el agua subterránea.
Estructura química
La inherente biodegradabilidad de un hidrocarburo depende, en gran medida, de su estructura molecular. Siendo los parámetros que más van a afectar la halogenación, la existencia de ramificaciones, la baja solubilidad en el agua y la diferente carga atómica. De las distintas familias de hidrocarburos del petróleo, los n-alcanos y los alcanos ramificados (isoprenoides) de cadena intermedia (C10-C20) son los sustratos más fácilmente degradables por los microorganismos del suelo, y que por lo tanto tienden a ser eficazmente biodegradados. Sin embargo, los alcanos de cadena larga (>C20) son más difíciles de degradar debido a su (elevado peso molecular) y su baja
93 TORRES, K., & ZULUAGA, T. Op. Cit, p.41.
63
solubilidad en agua. Los cicloalcanos, por norma general, se degradan más lentamente que los n-alcanos y alcanos ramificados. De igual forma, los HAPs que contienen de 2 a 3 anillos aromáticos pueden ser biodegradados eficazmente en el suelo en condiciones ambientales óptimas, mientras que los HAPs de 4 anillos, y especialmente, los de 5 o más anillos bencénicos presentan una mayor recalcitrancia inherente y una baja solubilidad. Las fracciones de resinas y asfaltenos son las que presentan una menor degradabilidad debido a las complejas estructuras químicas y al elevado peso molecular de sus moléculas.
Fuente: TORRES Y ZULUAGA, 2009.
Factores microbiológicos
Los factores microbiológicos hacen referencia a la capacidad que tienen los microorganismos para degradar el contaminante. El factor microbiológico más importante en la biorremediación es la transformación biológica de compuestos orgánicos, catalizada por acción de las enzimas. La biodegradación de un compuesto específico es frecuentemente un proceso que se realiza paso a paso en el cual se involucran muchas enzimas y muchos organismos. Las enzimas son específicas en términos de los compuestos que atacan y las reacciones que catalizan. Más de una enzima es normalmente requerida para romper una sustancia orgánica. Frecuentemente, los organismos que tienen las enzimas para degradar están presentes en el suelo 94.
3.3.2.5 Microorganismos comúnmente utilizados en la degradación de hidrocarburos
Los microorganismos se adaptan o desarrollan su metabolismo en función de los parámetros físico-químicos (pH, temperatura, humedad, etc) así como de los compuestos químicos que se encuentran en su ambiente inmediato. El petróleo y los hidrocarburos se encuentran naturalmente presentes en el suelo, lo que ha permitido a muchos microorganismos acostumbrarse a su presencia y utilizarlos para sobrevivir. En el caso de los hidrocarburos, las bacterias gram negativas parecen encontrarse más adaptadas a estas fuentes de carbono 95.
94 Ibid., p.41 95 VENOSA, A, et.al. Citado por BRAIBANT, C. Op.Cit. p. 18.
64
Al consultar la literatura se ha establecido una serie de microrganismos capaces de degradar los hidrocarburos, entre los más relevantes se encuentran 96:
Tabla 12. Especies microbianas más utilizadas en la degradación de petróleo y sus derivados.
Sustrato Tipo de microorganismo Grupo microbiano/ especies
Petróleo
Bacterias
Pseudomonas sp.
Arthrobacter
Alcaligenes
Corynebacterium
Flavobacterium
Achromobacter
Micrococcus
Mycobacterium
Nocardia
Bacillus sp.
Streptomyces sp.
Acinetobacter sp.
Hongos
Aspergillus
Penicillium
Gliocladium
Emericella
Graphium
Acremonium
Eupenicillium
Talaromyces
Trichoderma
Paecilomyces
Actinomicetos
Gordona sp
96 HERNÁNDEZ, E, et.al. Restauración de suelos contaminados con hidrocarburos: conceptos básicos. México: Colegio de postgraduados, 2004, p. 26.
65
Mycobacterium sp
Cianobacterias
Asfalto
Bacterias
Acinetobacter calcoaceticus
Diesel Pseudomonas sp.
n-octacosaco Arthrobacter nicotianae
n-hexadecano Pseudomonas aeruginosa
Fenantreno Pseudomonas paucimobilis
Fluoreno Pseudomonas vesicularis
Fluoranteno Alcaligenes denitrificans
BaP
benzo(a)pireno
Hongos
Trichoderma
Paecilomyces
Hidrocarburos polinucleo
aromáticos
Cunninghamella elegans
Phanerochaete
chrysosporium
Fuente: HERNÁNDEZ, 2004.
3.3.2.6 Descripción de los productos biológicos empleados durante este
proyecto para la biorremediación de suelos y aguas contaminadas.
En la presente pasantía se realizó una biorremediación in situ por bioaumentación utilizando un producto biológico especializado en el tratamiento de suelo y el agua subterránea conocido como Biodyne® 101 el cual es avalado por la Superintendencia de Industria y Comercio y por el Instituto Colombiano del Petróleo por sus aportes a la biorremediación de sitios contaminados 97.
Este producto biológico fue desarrollado por primera vez en 1989 como una alternativa de tratamiento de los pasivos ambientales acumulados durante décadas de exploración y producción petrolera en Estados Unidos. Inicialmente el producto se formuló con menos de 10 cepas, pero pronto se fue mejorando gracias a un intenso programa de investigación y desarrollo (R&D), hasta convertirlo hoy en día en uno de los inóculos más completos del mercado que maneja un consorcio de 28
97 SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO. Boletín biotecnológico: Biorremediación de sitios contaminados. Bogotá D.C., Colombia: Banco de Patentes SIC., 2014, p. 13.
66
cepas de ocurrencia natural y que exhiben capacidades muy especiales de degradación98.
En estos 23 años Biodyne® 101 ha sido usado en cientos de proyectos de biorremediación de suelos y aguas aceitosas entre los cuales vale la pena destacar el mega proyecto in – situ conocido como la Refinería 18 de Marzo en Ciudad de México en el año 2010 y el derrame de crudo del Golfo de México que impactó algunas playas en el mismo año. Igualmente se han tratado numerosas fugas y plumas de contaminación de Estaciones de Gasolina en Estados Unidos y otros países del mundo, derrames de oleoductos, volcaduras de camiones cisterna, accidentes en campos petroleros, descontaminación de propiedades para venderlas y tratamiento in – situ de suelos donde se han removido tanques de almacenamiento de combustibles 99.
Del mismo modo, el consorcio de microorganismos presentes en Biodyne®101 se usa diariamente como inoculante de cientos de Plantas de Agua Residual (PTAR) que tratan aguas aceitosas de procesos industriales y recirculación de agua de lavaderos. Otra aplicación interesante del Biodyne® 101 ha sido en la técnica conocida como “Microbial Enhance Oil Recovery” o (MEO) para reducir la cantidad de parafina en piezómetros petroleros. Este uso ha sido muy exitoso en Estados Unidos en Texas y Oklahoma donde la inoculación de Biodyne® 101 ha mejorado la producción hasta en un 25%.
Es de resaltar que por razones de patentes y propiedad intelectual y por el alcance
de la presente pasantía no fue posible determinar a detalle qué clase de
microorganismos y cepas componían el producto, aunque se presume que pueden
ser algunos de los grupos microbianos descritos anteriormente en la revisión
bibliográfica. Sin embargo, su historial de uso demuestra su efectividad.
A continuación, se describen algunas de sus especificaciones técnicas, aunque
para obtener más detalles se recomienda ver las fichas técnicas y de seguridad
ubicadas en el anexo I y J respectivamente:
98 BIODYNE INC. Biodyne® 101: Biorremediación de suelos y aguas contaminadas con hidrocarburos.
Sarasota, Florida, Estados Unidos, 2018.
99 Ibid.,2018.
67
Tabla 13. Especificaciones técnicas del producto biológico
Especificaciones Técnicas:
Bacterias Gram + y Gram – con un amplio rango de afinidad por moléculas de hidrocarburos derivados del petróleo y habilidad para remover sulfuro de hidrógeno.
Cultivos unicelulares que atacan diversas moléculas derivadas de hidrocarburos bajo condiciones aeróbicas y de oxigeno limitado.
Composición
Inóculo microbiológico líquido compuesto por un consorcio de 28 cepas de vida libre.
Capacidad de degradación:
Degradación de hidrocarburos alifáticos: Corta cadenas de hidrocarburos que pueden ir desde hexenos a grandes parafinas, en moléculas pequeñas (incluso agua y dióxido de carbón).
Degradación de hidrocarburos aromáticos volátiles: Ha demostrado la habilidad de romper compuestos de BTEX y MTBE presentes en muchos combustibles.
Degradación de hidrocarburos aromáticos polinucleares: Ha demostrado la habilidad de romper dos anillos de naftaleno y transformarlos a los seis anillos representantes del diesel y los combustibles.
Advertencias
Biodyne® 101 no es tóxico, no es patógeno, no es cáustico y no es corrosivo. No afecta a los humanos, animales, plantas o a la vida marina y es seguro de usar en cualquier sistema de plomería. Manténgase fuera del alcance de los niños.
Fuente: BIODYNE INC., 2018.
Adicionalmente, para potenciar el metabolismo de las cepas de Biodyne® 101
durante los inicios del proceso se decidió agregar ocasionalmente un biofertilizante
orgánico al suelo conocido como Fertibac ya que garantizaba la presencia de
nitrógeno y fósforo en el medio pues como se vio anteriormente uno de los factores
que limitan la biorremediación por parte de los microorganismos especializados es
la disponibilidad de nutrientes. La ficha técnica de Fertibac se puede consultar en el
anexo K.
68
3.3.2.7 Parámetros indicadores de la metabolización de los hidrocarburos
Como lo indican las figuras anteriores, la oxidación de los hidrocarburos produce ácidos grasos que son utilizados por las bacterias o liberadas en el medio. Si este es el caso, el pH del medio disminuye. Esta acidificación se emplea como parámetro para evaluar la degradación, junto con otras según 100:
El incremento de la población microbiana a lo largo del tiempo es el resultado del consumo de los hidrocarburos como fuente de carbono y energía. Este aumento de población puede visualizarse al medir la turbidez del medio (la densidad óptica), la evolución de la materia seca y la viabilidad (UFC/ml) en el tiempo.
La disminución de la concentración de hidrocarburo en el medio puede ser un segundo indicador de la degradación. Si la población logra utilizar el contaminante como fuente de carbono, la concentración del mismo debe disminuir con el tiempo y ser reemplazado en el medio por nuevos metabolitos. La determinación de la concentración puede hacerse por métodos analíticos (cromatografía, absorción IR) o de Immunoassay (kits enzimáticos).
La evolución de la Demanda Bioquímica de Oxígeno puede también constituir un indicador de la actividad de degradación que realizan los microorganismos sobre las fuentes de carbono empleando al oxígeno como aceptor de electrones. Una prueba respirométrica puede llevarse a cabo sobre un suelo contaminado en presencia de microorganismos
100 BRAIBANT, C. Estudio del potencial de degradación de los hidrocarburos por Acinetobacter sp. y
Pseudomonas putida para su aplicación en la biorremediación de suelos contaminados. Cartago, Costa Rica: Instituto Tecnológico de Costa Rica - Escuela de Biología. , 2004, p.24 -25.
69
4. DESCRIPCIÓN METODOLÓGICA
El proceso metodológico empleado en el presente documento está dividido en las siguientes fases:
4.1 Fase de diagnóstico
En esta fase metodológica se realizaron muestreos de suelo y de agua subterránea en cada una de las siete zonas de interés para evaluar las condiciones en las que se encontraban e identificar problemas de contaminación asociados a los compuestos de hidrocarburos y con base en los resultados de las muestras determinar qué áreas deberían estar sujetas a un proceso de biorremediación. Las actividades que se realizaron se describen a continuación:
4.1.1 Perforaciones exploratorias e instalación de piezómetros de observación
y monitoreo
Se realizaron tres perforaciones exploratorias en cada una de las siete áreas de
interés debido a que permitían triangular las zonas afectadas en función del flujo
de agua subterránea y el relieve de la zona. De esta manera se realizan en total 21
perforaciones exploratorias y en cada una de ellas se toman muestras de suelo
cada 0.5 m para la evaluación de:
Litología
Concentraciones de Compuestos Orgánicos Volátiles (COV´s) empleando un
Medidor de Vapores Orgánicos (OVM) que permite medir los vapores que se
originan por gasificación o por evaporación de sustancias derivadas del petróleo
o de otras sustancias orgánicas.
Evidencia organoléptica de hidrocarburos
De lo anterior, fueron enviados a análisis químico las muestras de suelo de la zona
superior del suelo natural (0.5m) y la del último tramo previo a alcanzar la zona
saturada según recomendaciones de la autoridad ambiental. Este análisis es
realizado por un laboratorio acreditado ante el Instituto de Hidrología, Meteorología
y Estudios Ambientales de Colombia- IDEAM.
Los compuestos de interés para el presente estudio correspondieron a
Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPH GRO, TPH ERO/ORO y TPH DRO) y
BTEX (Benceno, Tolueno, Etilbenceno y Xilenos).
70
La localización de las perforaciones exploratorias se muestra a continuación:
Tabla 14. Localización de los puntos de perforación exploratoria dentro de las zonas definidas dentro del predio
Localización de los puntos de perforación exploratoria
Zona 1: Zona de infiltración No. 1
P1- Z1: Punto 1 Zona 1 P2- Z1: Punto 2 Zona 1 P3- Z1: Punto 3 Zona 1
71
Zona 2: Zona de infiltración No. 2
P1- Z2: Punto 1 Zona 2 P2- Z2: Punto 2 Zona 2 P3- Z2: Punto 3 Zona 2
72
Zona 3: Zona de infiltración No. 3
P1- Z3: Punto 1 Zona 3 P2- Z3: Punto 2 Zona 3 P3- Z3: Punto 3 Zona 3
73
Zona 4: Zona antigua almacenamiento de combustible
P1- Z4: Punto 1 Zona 4 P2- Z4: Punto 2 Zona 4 P3- Z4: Punto 3 Zona 4
74
Zona 5: Zona de almacenamiento de canecas de 55 galones
P1- Z5: Punto 1 Zona 5 P2- Z5: Punto 2 Zona 5 P3- Z5: Punto 3 Zona 5
75
Zona 6: Zona de almacenamiento de canecas de 55 galones en zona verde
P1- Z6: Punto 1 Zona 6 P2- Z6: Punto 2 Zona 6 P3- Z6: Punto 3 Zona 6
76
Zona 7: Pozos sépticos – Ps2
P1- Z7: Punto 1 Zona 7 P2- Z7: Punto 2 Zona 7 P3- Z7: Punto 3 Zona 7
Fuente: APIC, 2017
77
Durante las perforaciones exploratorias y por medio de un PID FOTOIONIZADOR
marca RKI- EAGLE 2, calibrado el 25 de abril de 2017, se realiza toma de COV´s
(compuestos orgánicos volátiles) para determinar la saturación de suelo en cuanto
a gas y vapores que puedan indicar una posible contaminación por hidrocarburos,
los COV´s tiene un límite de detección de 100 ppm según la guía de manejo
ambiental para estaciones de servicio de combustible.
De esta manera, se selecciona la perforación más representativa de cada zona de
interés en función de los resultados de los COV´s por lo cual quedan finalmente 7
piezómetros los cuales van a ser georreferenciados ante la autoridad ambiental y
en los cuales se van a realizar las actividades de monitoreo y seguimiento.
4.1.2 Acompañamiento técnico para la toma de muestras de suelo
Para la ejecución de la muestra, se verificó que se siguieran los lineamientos dados
por la autoridad ambiental y por el Manual técnico para la Ejecución de Análisis de
Riesgos para Sitios de Distribución de Derivados de Hidrocarburos. Las acciones
que se desarrollaron fueron:
La toma de muestras de suelo se realizó teniendo en cuenta métodos de perforación y muestreo que garantizaban que éstas no fueran alteradas, con el fin de evitar algún tipo de contaminación cruzada se utilizaron métodos de recolección como la cuchara partida (Split spoon).
Se siguieron los procedimientos y metodologías de muestreo y análisis de laboratorio consecuentes con lo establecido en las metodologías EPA y las guías técnicas de la American Society for Testing and Materials ASTM.
La profundidad de las perforaciones estuvo sujeta al nivel freático, siendo indispensable que las muestras de suelo fueran colectadas antes de llegar a la zona saturada. Para ello se tomaron muestras cada 50 cm.
Los parámetros a analizar por cada tipo de muestra fueron *: o Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPH GRO, TPH ERO/ORO, TPH
DRO). o BTEX (Benceno, Tolueno, Etilbenceno y Xilenos)
Las muestras fueron simples (material colectado en un solo punto de muestreo) y nunca compuestas.
78
*Es de resaltar que los anteriores parámetros fueron medidos y analizados por ANALQUIM LTDA laboratorio certificado por el IDEAM mediante las resoluciones de acreditación No.1215 de 2016, 2147 de 2016, 2828 de 2016 y 1722 de 2017 para la toma y análisis de muestras de agua, suelo y aire.
4.1.3 Acompañamiento técnico para la toma de muestras de agua subterránea
Se hizo el acompañamiento técnico en la realización del muestreo de agua subterránea para los piezómetros. Previamente, a la toma de la muestra se realizó una limpieza de los piezómetros empleando un desengrasante industrial con el propósito de retirar cualquier residuo de hidrocarburo que se encontrara adherido a las paredes de los tubos y que pudiera afectar los resultados de laboratorio. Adicionalmente, se desarrolló el piezómetro, es decir, se retiró el exceso de emulsión asfáltica presente en el agua subterránea dentro del mismo empleando un bailer, esto es posible por la diferencia de densidades de los fluidos que hace parte del hidrocarburo se suspenda en la parte superior de la lámina de agua dentro del piezómetro.
Para la ejecución de la muestra, se verificó que se siguieran los lineamientos dados
por la autoridad ambiental. Las acciones que se desarrollaron fueron:
Se desarrollaron en los piezómetros las mediciones de profundidad del agua subterránea y si fuera el caso de producto en fase libre.
Se realizaron pruebas slug en los piezómetros seleccionados con el propósito de calcular la conductividad hidráulica.
El muestreo se realizó utilizando técnicas de muestreo de aguas subterráneas que impidieran la pérdida de vapores durante la actividad, adicionalmente, se efectuaron la medición de parámetros in situ tales como *: o pH o Conductividad específica o Temperatura o Oxígeno disuelto OD o Hidrocarburos totales de Petróleo (TPH GRO, TPH ERO y TPH DRO) o BTEX (Benceno, Tolueno, Etilbenceno y Xilenos)
*Es de resaltar que los anteriores parámetros fueron medidos y analizados por ANALQUIM LTDA laboratorio certificado por el IDEAM mediante las resoluciones de acreditación No.1215 de 2016, 2147 de 2016, 2828 de 2016 y 1722 de 2017 para la toma y análisis de muestras de agua, suelo y aire.
79
4.1.4 Comparación de los resultados con la normatividad aplicable
En esta fase del proceso se procedió a aplicar el Manual técnico para la Ejecución
de Análisis de Riesgos para Sitios de Distribución de Derivados de Hidrocarburos
(MTEAR) donde se compararon los resultados de suelo y agua subterránea con los
Límites Genéricos Basados en Riesgos (LGBRs) del nivel 1 del Manual. Esto
permitió determinar cuáles piezómetros estarían sujetos a un proceso de
biorremediación con el propósito de disminuir las concentraciones de contaminante.
4.2 Fase de biorremediación in situ
La fase de biorremediación in situ por la técnica de bioaumentación de suelo y agua
subterránea se realizó en los piezómetros más contaminados según resultados de
los muestreos realizados en la fase anterior. Para ello se tuvieron en cuenta los
siguientes criterios:
4.2.1 Dosificación del producto biológico
Para determinar la dosificación del producto biológico Fertibac y Biodyne® 101 se
procedió a realizar los siguientes cálculos teniendo en cuenta que la dosis
recomendada para tratamientos in situ es de mínimo 1.5 L de producto por cada 1
m3 de agua o suelo a tratar según la ficha técnica del producto (Anexo I).
De esta manera, se procedió a calcular el volumen de agua presente en el
piezómetro a través de la siguiente expresión matemática:
V = πr2h
Para aplicar la anterior expresión se tuvo en cuenta la altura del nivel freático
respecto al borde superior del tubo según pruebas slug (0.918 m), la longitud de la
tubería (5 m) y el diámetro de la misma (0.0508 m):
V = π x( 0.0508 m)2x 4.082 m
V = 0.033 m3
80
Figura 22. Volumen de agua subterránea presente dentro del piezómetro
Fuente: APIC, 2017
Entonces, la dosificación de producto biológico utilizada dentro del piezómetro fue
de:
1.5 L
1 m3 x 0.033 m3 = 0.050 L = 50 mL
4.2.2 Tiempo de aplicación
Según la ficha técnica del producto (Anexo I) se recomienda realizar aplicaciones
regulares de 3 a 6 meses, aunque, los tiempos pueden variar dependiendo de la
evolución del proceso. Para el caso del presente proyecto el tiempo empleado para
realizar las aplicaciones fue cercano a los 2 meses teniendo en cuenta los hallazgos
y la evolución encontrada según los muestreos realizados.
4.2.3 Procedimiento de aplicación del producto biológico
Inicialmente, durante los primeros días del proceso se adicionaron nutrientes al
medio como Nitrógeno, Fosforo y Potasio a través de la aplicación del
81
biofertilizante natural Fertibac, teniendo en cuenta que la disponibilidad de
nutrientes en el medio tiene un efecto positivo sobre las poblaciones microbianas
especializadas que posteriormente se aplicaron y que eran las encargadas de la
degradación de los hidrocarburos.
Posteriormente se procedió a la aplicación de producto biológico especializado
Biodyne® 101 cada día intermedio durante un periodo cercano a los 2 meses.
En los días en los que se realizaba la aplicación se extraía el agua subterránea
mediante un bailer y se verificaban las condiciones en las cuales se encontraba
(color, presencia de trazas de hidrocarburos o de iridiscencia) y se verificaba si
había metabolización del hidrocarburo.
Posteriormente, se procedía a utilizar paños oleofílicos para ayudar a remover
los excesos de hidrocarburo que pudieran quedar en el medio lo que permitía
que los microorganismos agilizaran aún más su proceso de degradación.
Luego, se aplicaban 50 ml de producto biológico al agua subterránea extraída y
se procedía a airearla a través de agitación continua. Esto potencializaba el
metabolismo de los microorganismos que degradaban el contaminante de forma
aerobia. Finalmente, se agregaba esta mezcla dentro de los piezómetros para
garantizar el proceso de degradación del hidrocarburo.
Posteriormente de acuerdo con los resultados alcanzados se hizo un nuevo muestreo para evaluar la eficiencia del proceso y decidir si continuar con otra fase de tratamiento o si parar.
4.3 Fase de evaluación posterior a la biorremediación in situ
Para evaluar la eficiencia del proceso de biorremediación se procedió a realizar un nuevo muestreo de suelo a través de una perforación exploratoria cercana ubicada dentro de la zona de intervención para determinar si efectivamente las concentraciones de los compuestos de interés habían disminuido hasta situarse dentro de los Límites Genéricos Basados en Riesgos (LGBRs) establecidos en el MTEAR.
Esto implicó realizar un nuevo acompañamiento técnico como el descrito en la fase previa para la toma de muestras de suelos de las cuales fueron enviadas a un nuevo análisis químico las muestras de la zona superior del suelo natural (0.5m) y la del último tramo previo a alcanzar la zona saturada según recomendaciones de la autoridad ambiental.
82
Es de resaltar que los anteriores parámetros fueron medidos y analizados por ANALQUIM LTDA laboratorio certificado por el IDEAM mediante las resoluciones de acreditación No.1215 de 2016, 2147 de 2016, 2828 de 2016 y 1722 de 2017 para la toma y análisis de muestras de agua, suelo y aire.
83
5. RESULTADOS E INTERPRETACIÓN
5.1 Fase de diagnóstico
5.1.1 Resultados de las perforaciones exploratorias e instalación de
piezómetros de observación y monitoreo
La medición de Compuestos Orgánicos Volátiles (COV´s) in situ se realizó con el PID Fotoionizador RKI- EAGLE 2, calibrado el 25 de abril de 2017, los datos registrados en campo correspondían al resultado “pico” indicado por el equipo, el cual registró el valor más representativo. Figura 23. Medición de COV´s empleando un fotoionizador
(a) Fotoionizador para medición de COV´s (b) Muestras de suelos analizadas cada 0.5 m
Fuente: APIC, 2017
A continuación, se presentan los resultados de la medición de COV’s en los tres puntos realizados para cada una de las zonas, adicionalmente, se presenta la descripción estratigráfica de cada uno. Zona 1
Las perforaciones realizadas en la zona 1 permitieron realizar la siguiente descripción estratigráfica del suelo:
84
Tabla 15. Descripción estratigráfica del suelo para la zona 1.
Descripción estratigráfica del suelo para la zona 1
P1 -Z1 P2 -Z1 P3-Z1
0-0.7 m
Relleno de material de excavación con escombros
0-0.5 m Relleno de material de excavación con escombros
0-0.6 m Relleno de limo con material de excavación
0.7-1 m
Relleno de material de excavación (limo café oscuro y capa vegetal)
0.5-1.2 m Relleno de material de excavación (limo café oscuro y capa vegetal)
0.6-1.3 m Relleno de
material de
excavación con
escombros
ocasionales
1.0-2.1 m Limo arcilloso café claro
1.0-2.1 m Limo arcilloso café claro
1.3-1.8 m Limo arcilloso café claro
1.5 m Punto de saturación
1.5 m Punto de saturación
1.4 m Punto de saturación
2.1- 3.6 m Arcilla gris 2.1- 4.3 m Arcilla gris 1.8- 3.7m Arcilla gris
3.6- 4.7 m Arcilla limosa gris
4.3- 4.7 m Arcilla limosa gris
3.7- 5.0m Arcilla limosa gris
Fuente: APIC, 2017
Adicionalmente, se midieron las concentraciones de los Compuestos Orgánicos
Volátiles (COV´s) con un PIT Fotoionizador arrojando los siguientes resultados
cada 0.50 m:
Tabla 16. Resultados de COV´s para la zona 1.
Resultados de COV´s (ppm) para la zona 1
Profundidad (m) Punto 1 Punto 2 Punto 3
0.5 1 0 0
1.0 2 0 0
1.5 0 0 0
2.0 0 0 0
2.5 0 0 0
3.0 0 0 N.R
3.5 0 0 0
Fuente: APIC, 2017
Zona 2
Las perforaciones realizadas en la zona 2 permitieron realizar la siguiente descripción estratigráfica del suelo:
85
Tabla 17. Descripción estratigráfica del suelo para la zona 2.
Descripción estratigráfica del suelo para la zona 2
P1 -Z2 P2 -Z2 P3-Z2
0-0.3 m
Relleno de
limo suelto
café bastante
seco con
residuos
plásticos.
0-0.55 m Relleno de limo con material de excavación.
0-0.7 m
Relleno de limo
con material de
excavación.
0.3-0.9 m
Relleno de
limo café
oscuro y capa
vegetal
0.55-1.1m
Suelo orgánico
saturado con
raíces.
0.6-1.1 m Limo arcilloso café oscuro con raíces
0.9-2.1 m Limo arcilloso café claro
1.1- 1.8m
Limo arcilloso
café claro
1.1 m Punto de saturación
2.1- 4.6 m Arcilla gris 1.4 m Punto de saturación
1.1-1.6 m Limo arcilloso café claro
2.1 m Punto de saturación
1.8- 4.2 m
Arcilla gris con
oxidación
1.6- 4.3m Arcilla gris
4.6- 5.0 m Arcilla limosa gris
4.2- 5.0 m Arcilla limosa gris
4.3- 4.7m Arcilla limosa gris
Fuente: APIC, 2017
Adicionalmente, se midieron las concentraciones de los Compuestos Orgánicos
Volátiles (COV´s) con un PIT Fotoionizador arrojando los siguientes resultados
cada 0.50 m:
Tabla 18. Resultados de COV´s para la zona 2.
Resultados de COV´s (ppm) para la zona 2
Profundidad (m) Punto 1 Punto 2 Punto 3 0.5 0 0 0
1.0 3 5 0
1.5 0 1 0
2.0 3 2 0
2.5 0 2 0
3.0 0 0 0
3.5 0 N. R 0
4.0 0 2 0
4.5 - 4 0
Fuente: APIC, 2017
86
Zona 3
Las perforaciones realizadas en la zona 3 permitieron realizar la siguiente descripción estratigráfica del suelo: Tabla 19. Descripción estratigráfica del suelo para la zona 3.
Descripción estratigráfica del suelo para la zona 3
P1 -Z3 P2 -Z3 P3-Z3
0-0.5 m
Relleno de
limo suelto
café bastante
seco con
residuos
plásticos.
0-0.9 m
Relleno de
material de
excavación -
limo café
oscuro con
raíces.
0-1.3 m Relleno de material de excavación
0.5-1.5 m
Limo arcilloso
saturado.
0.9-1.3 m Limo orgánico saturado.
1.2 m Punto de saturación
1.1 m Punto de saturación.
1.2 m Punto de saturación.
1.3-1.8 m Limo arcilloso café oscuro.
1.5-1.6 m Limo arcilloso café claro.
1.3-1.9 m Limo arcilloso café claro.
1.8-2.6 m Limo arcilloso café claro.
1.6- 4.30m Arcilla gris. 1.9- 4.1 m Arcilla gris. 2.6- 3.7m Arcilla gris.
4.3- 5.0 m Arcilla limosa gris.
4.1- 5.0 m Arcilla limosa gris.
3.7- 4.8m Arcilla limosa gris.
Fuente: APIC, 2017
Adicionalmente, se midieron las concentraciones de los Compuestos Orgánicos
Volátiles (COV´s) con un PIT Fotoionizador arrojando los siguientes resultados
cada 0.50 m:
Tabla 20. Resultados de COV´s para la zona 3.
Resultados de COV´s (ppm) para la zona 3
Profundidad (m) Punto 1 Punto 2 Punto 3
0.5 N. R 0 6
1.0 0 0 0
1.5 4 0 0
2.0 0 0 0
2.5 0 0 1
3.0 0 0 0
3.5 0 1 0
4.0 0 - -
Fuente: APIC, 2017
87
Zona 4
Las perforaciones realizadas en la zona 4 permitieron realizar la siguiente descripción estratigráfica del suelo: Tabla 21. Descripción estratigráfica del suelo para la zona 4.
Descripción estratigráfica del suelo para la zona 4
P1 -Z4 P2 -Z4 P3-Z4
0-0.8 m Relleno de material de excavación
0-0.07 m Placa de concreto
0-0.07 m Placa de concreto
0.8-1.7 m Limo arcilloso café oscuro saturado
0.07-0.4m Relleno de recebo
0.07-0.3 m Relleno de material de excavación
1.4 m Punto de saturación.
0.4-0.7 m Limo arcilloso café oscuro
0.3-1.6 m Limo arcilloso café claro
1.7- 4.4 m Arcilla gris. 0.7-1.6 m Limo arcilloso café claro
1.4 m Punto de saturación.
4.4- 4.8 m Arcilla limosa gris.
1.4 m Punto de saturación.
1.6- 3.6 m Arcilla gris.
1.6- 4.4 Arcilla gris.
3.6- 5.0 m Arcilla limosa gris oscura. 4.4- 5.0 m
Arcilla limosa gris.
Fuente: APIC, 2017
Adicionalmente, se midieron las concentraciones de los Compuestos Orgánicos
Volátiles (COV´s) con un PIT Fotoionizador arrojando los siguientes resultados
cada 0.50 m:
Tabla 22. Resultados de COV´s para la zona 4.
Resultados de COV´s (ppm) para la zona 4
Profundidad (m) Punto 1 Punto 2 Punto 3
0.5 0 297 5
1.0 4 356 3
1.5 0 15 0
2.0 0 16 0
2.5 0 7 0
3.0 0 6 0
3.5 0 22 0
4.0 0 N.R 0
4.5 0 33 0
Fuente: APIC, 2017
88
Zona 5
Las perforaciones realizadas en la zona 5 permitieron realizar la siguiente descripción estratigráfica del suelo:
Tabla 23. Descripción estratigráfica del suelo para la zona 5.
Descripción estratigráfica del suelo para la zona 5
P1 -Z5 P2 -Z5 P3-Z5
0-0.10 m Placa de concreto.
0-0.10 m Placa de concreto.
0-0.5 m
Relleno de material de excavación con residuos de construcción.
0.10-0.4 m Relleno de recebo un poco húmedo.
0.10-0.4 m
Relleno de recebo un poco húmedo.
0.5-1.2 m
Relleno de material de excavación oxidado y capa vegetal.
0.4-1.6 m Limo arcilloso café claro
0.4-0.7 m Limo arcilloso café oscuro
1.2-2.1 m Limo arcilloso café claro.
1 m Punto de saturación.
0.7-1.6 m Limo arcilloso café claro
1.5 m Punto de saturación.
1.6- 3.7 m Arcilla gris. 1.1 m Punto de saturación.
2.1- 4.3 m Arcilla gris.
3.7- 4.8 m Arcilla limosa gris.
1.6- 3.6 m Arcilla gris. 4.3- 4.7 m Arcilla limosa gris.
- - 3.6- 4.7 m Arcilla limosa gris.
- -
Fuente: APIC, 2017
Adicionalmente, se midieron las concentraciones de los Compuestos Orgánicos
Volátiles (COV´s) con un PIT Fotoionizador arrojando los siguientes resultados
cada 0.50 m:
Tabla 24. Resultados de COV´s para la zona 5
Resultados de COV´s (ppm) para la zona 5
Profundidad (m) Punto 1 Punto 2 Punto 3
0.5 0 0 0
1.0 0 25 0
1.5 0 0 0
2.0 0 0 0
2.5 0 0 0
3.0 1 0 0
3.5 4 0 0
4.0 5 0 N. R
89
4.5 0 0 0
Fuente: APIC, 2017
Zona 6
Las perforaciones realizadas en la zona 6 permitieron realizar la siguiente descripción estratigráfica del suelo: Tabla 25. Descripción estratigráfica del suelo para la zona 6.
Descripción estratigráfica del suelo para la zona 6
P1 -Z6 P2 -Z6 P3-Z6
0-0.6 m Relleno de material de excavación.
0-1.2 m Relleno de material de excavación.
0-1.2 m Relleno de material de excavación.
0.6-1.9 m
Limo arcilloso
café oscuro
oxidado.
1.2-1.8 m Limo arcilloso café oscuro.
1.2-1.8 m Limo arcilloso café oscuro.
1.1 m Punto de saturación.
1.3 m Punto de saturación.
1.3 m Punto de saturación.
1.9-3.1 m Limo arcilloso café claro.
1.8-3.5 m Limo arcilloso café claro.
1.8-3.1 m Limo arcilloso café claro.
3.1- 3.8 m Arcilla gris. 3.5- 3.9 m Arcilla gris. 3.1- 4.0 m Arcilla gris.
3.8- 4.5 m Arcilla limosa gris.
3.9- 4.5 m Arcilla limosa gris.
4.0 - 4.8 m Arcilla limosa gris.
Fuente: APIC, 2017
Adicionalmente, se midieron las concentraciones de los Compuestos Orgánicos
Volátiles (COV´s) con un PIT Fotoionizador arrojando los siguientes resultados
cada 0.50 m:
Tabla 26. Resultados de COV´s para la zona 6.
Resultados de COV´s (ppm) para la zona 6
Profundidad (m) Punto 1 Punto 2 Punto 3
0.5 0 1 0
1.0 0 0 0
1.5 0 0 0
2.0 0 0 0
2.5 0 0 N. R
3.0 0 0 0
3.5 0 - 0
TOTAL 4.5 m 4.5 m 4.8 m
Fuente: APIC, 2017
90
Zona 7
Las perforaciones realizadas en la zona 6 permitieron realizar la siguiente descripción estratigráfica del suelo: Tabla 27. Descripción estratigráfica del suelo para la zona 7.
Descripción estratigráfica del suelo
P1 -Z7 P2 -Z7 P3-Z7
0-0.55 m Relleno de material de excavación.
0-0.50 m Relleno de material de excavación.
0-0.50 m Relleno de material de excavación.
0.55-1.0 m Limo arcilloso
café oscuro. 0.50-0.9m
Limo arcilloso café oscuro.
0.50-1.0 m Limo arcilloso café oscuro.
1.0-.1.6 m Limo arcilloso café claro.
0.9-1.5 m Limo arcilloso café claro.
1.0-.1.6 m Limo arcilloso café claro.
1.2 m Punto de saturación.
1.2 m Punto de saturación.
1.2 m Punto de saturación.
1.6- 3.8 m Arcilla gris. 1.5- 3.9 m Arcilla gris. 1.6- 4.0 m Arcilla gris.
3.8 – 4.6m Arcilla limosa gris.
3.9 - 4.6m Arcilla limosa gris.
4.0 – 5.0 m Arcilla limosa gris.
Fuente: APIC, 2017
Adicionalmente, se midieron las concentraciones de los Compuestos Orgánicos
Volátiles (COV´s) con un PIT Fotoionizador arrojando los siguientes resultados
cada 0.50 m:
Tabla 28. Resultados de COV´s para la zona 7.
Resultados de COV´s (ppm) para la zona 7
Profundidad (m) Punto 1 Punto 2 Punto 3
0.5 0 0 0
1.0 0 0 0
1.5 0 0 0
2.0 0 0 0
2.5 0 0 0
3.0 0 0 0
3.5 0 0 0
4.0 0 0 0
4.5 - - 0
TOTAL 4.6 m 4.5 m 5.0 m
Fuente: APIC, 2017
De esta manera, fueron enviadas a análisis químico las muestras de suelo de todas las perforaciones exploratorias de la zona superior del suelo natural (0.5m) y la del último tramo previo a alcanzar la zona saturada según recomendaciones de la
91
autoridad ambiental las cuales fueron embaladas y conservadas para análisis por el laboratorio ANALQUIM LTDA, laboratorio certificado por el IDEAM mediante las resoluciones de acreditación No.1215 de 2016, 2147 de 2016, 2828 de 2016 y 1722 de 2017 para la toma y análisis de muestras de agua, suelo y aire. A continuación, se muestra el registro fotográfico de la recolección de las muestras de suelo:
(a) Muestras de suelos obtenidas cada 0.5m (b) Embalaje de las muestras de suelo
Fuente: APIC, 2017
Finalmente, de acuerdo a los hallazgos encontrados durante las perforaciones
exploratorias se seleccionó la perforación más representativa de cada zona de
interés teniendo en cuenta las concentraciones de Compuestos Orgánicos Volátiles
(COV´s) y las evidencias halladas durante la toma de muestras de suelos, siendo
la zona 4 el único lugar donde se presentaron valores de COV´s por encima de 100
ppm.
Por ende, tomando como referencia la perforación más significativa de cada zona
se construyeron 7 piezómetros los cuales fueron georreferenciados ante la
autoridad ambiental y en los cuales se realizaron las actividades de monitoreo y
seguimiento en las zonas de interés previamente definidas.
Figura 24. Recolección de las muestras de suelo
93
5.1.2 Resultados e interpretación para la matriz suelo
A continuación, se presentan los resultados de la matriz suelo para el piezómetro 4
que está ubicado en la antigua zona de almacenamiento de hidrocarburo y en el
cual según las mediciones previas de COV’s presentaba valores por encima de 100
ppm siendo el único piezómetro que sobrepasaba el límite de COV’s establecido
por la guía de manejo ambiental para estaciones de servicio de combustible e
instalaciones afines.
Para efectos de análisis, una vez reportados los resultados por el laboratorio se
comparan con los Límites Genéricos Basados en Riesgos (LGBRs) establecidos en
el nivel 1 del Manual Técnico para la Ejecución de Análisis de Riesgos para Sitios
de Distribución de Derivados de Hidrocarburos (MTEAR). Los resultados detallados
a profundidad están disponibles para su consulta en el anexo L, sin embargo, a
continuación, se presentan las concentraciones de los compuestos de interés para
efectos de análisis:
Tabla 29. Evaluación de los resultados de suelo respecto a los LGBRs de referencia
Compuestos de interés
Exposición a Suelo Industrial/Comercial
LGBRS Piezómetro 4
(mg/Kg)
LGBRs de referencia Migración a agua
subterránea (mg/Kg)
¿Cumple?
BTEX SUB
Benceno <0.050 Benceno 0.35 Si
Tolueno <0.050 Tolueno 100 Si
Etilbenceno 0.47 Etilbenceno 200 Si
Xilenos 1 Xilenos
(mezclados) 430 Si
TPH C10 – C40 SUB
230 TPH
DRO/ERO 990 Si
TPH C6 – C10 (GRO) SUB
420 TPH GRO 330 No
Fuente: ANALQUÍM LTDA, 2017 y MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y
DESARROLLO TERRITORIAL, 2007
Se evidencia que de los compuestos de interés analizados tan sólo el TPH C6 – C10
(GRO) SUB presenta una concentración que se encuentra por encima de los límites
permitidos por los LGBRs de referencia lo que indica que hay contaminación del
suelo en la antigua zona de almacenamiento de hidrocarburo.
De esta manera, siguiendo las indicaciones del MTEAR esta zona debe someterse
a un proceso de remediación para disminuir las concentraciones del compuesto de
interés y garantizar el cumplimiento normativo.
94
5.1.3 Resultados e interpretación para la matriz agua subterránea
A continuación, se presentan los resultados de la matriz agua subterránea para el
piezómetro 4 que está ubicado en la antigua zona de almacenamiento de
hidrocarburo y en el cual según las mediciones previas de COV’s presentaba
valores por encima de 100 ppm siendo el único piezómetro que sobrepasaba el
límite de COV’s establecido por la guía de manejo ambiental para estaciones de
servicio de combustible e instalaciones afines.
Para efectos de análisis, una vez reportados los resultados por el laboratorio se
comparan con los Límites Genéricos Basados en Riesgos (LGBRs) establecidos en
el Manual Técnico para la Ejecución de Análisis de Riesgos para Sitios de
Distribución de Derivados de Hidrocarburos (MTEAR). Los resultados detallados a
profundidad están disponibles para su consulta en el anexo M, sin embargo, a
continuación, se presentan las concentraciones de los compuestos de interés para
efectos de análisis:
Tabla 30. Evaluación de los resultados de agua subterránea respecto a los LGBRs de referencia.
Compuestos de interés
Exposición a Agua Subterránea/Superficial No Potable
LGBRS Piezómetro 4
(mg/L)
LGBRs de referencia No Potable
(mg/L)
¿Cumple?
Compuestos Orgánicos Volátiles No Halogenados
(BTEX)
Benceno <0.460 Benceno 0.052 Si*
Tolueno
<0.410 Tolueno 8.2 Si
Etilbenceno
<0.400 Etilbenceno 10 Si
p- Xileno + m - Xileno
<0.520 Xilenos (mezclados)
20 Si O - Xileno <0.390
TPH C10 – C40 SUB
1.2308 TPH
DRO/ERO 4 Si
TPH C6 – C10 (GRO) SUB
< 1.030 TPH GRO 2.4 Si
Fuente: ANALQUÍM LTDA, 2017 y MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y
DESARROLLO TERRITORIAL, 2007
* Después de un análisis cromatográfico se determinó que el compuesto no se encuentra
por encima del límite de cuantificación.
El análisis cromatográfico de los anteriores compuestos de interés muestra que
todos se encuentran dentro de los límites permisibles establecidos por el MTEAR
95
con lo cual no es necesario tomar medidas de remediación para esta matriz.
Evidencia de esto es que el cromatograma no presentó coincidencia en tiempo de
retención con ninguno de los picos estándar de los compuestos de interés por
encima del límite de cuantificación.
Lo anterior indica que no se ha producido una migración del contaminante desde el
suelo hacia el agua subterránea debido a que ésta no presenta concentraciones
significativas del mismo que incumplan la normatividad, esto puede deberse a que
la presencia mayoritaria de arcilla y su distribución en la columna estratigráfica del
suelo hace que la capacidad de retención aumente y que por ende focalice y limite
la transmisión del contaminante.
5.1.4 Cálculo de la conductividad hidráulica mediante pruebas slug
La conductividad hidráulica saturada (K) en términos cualitativos es la habilidad del
suelo para conducir el agua, es un parámetro esencial para describir el movimiento
del agua en el suelo 101.
Existen diversos métodos para determinar la conductividad hidráulica en el suelo y
dentro de éstos el ensayo slug es una técnica ampliamente utilizada para estimar
los datos que permiten calcular la conductividad hidráulica in situ 102. Se basa en la
medida de la recuperación del nivel del agua después de un cambio instantáneo en
el mismo.
Este cambio en el nivel del agua se realiza provocando un repentino descenso o
ascenso del nivel piezométrico H, que se recupera hasta las condiciones iniciales.
La función H(t) posteriormente se utiliza en la interpretación y evaluación de las
propiedades hidráulicas del piezómetro en las proximidades del sondeo. El cambio
de nivel inicial puede ser negativo si se realiza una extracción de agua, o positivo
en caso de inyección103.
101 KLUTE, A. Laboratory Measurement of Hydraulic Conductivity of Saturated Soil. Citado por PFEIFFER, M. Comparación de dos métodos de campo y uno de laboratorio para la medición de conductividad hidráulica saturada en el suelo. Santiago de Chile, Chile: Universidad de Chile – Facultad de Ciencias Agronómicas, 2008, p.7
102 KRUSEMAN, G. y RIDER, N. Analysis and Evaluation of Pumping Test Dat. Citado por ZABALA, M, et.al.
Utilización de ensayos de pulso para la estimación de la conductividad hidráulica en la cuenca del royo del azul, provincia de Buenos Aires, Argentina. Buenos Aires, Argentina: Instituto de Hidrología de llanuras, 2006. 103 SAMPER, J, et.al. Revisión bibliográfica y métodos de interpretación automática de ensayos hidráulicos en medios poco permeables. Citado por ZABALA, M, et.al. Utilización de ensayos de pulso para la estimación de la conductividad hidráulica en la cuenca del royo del azul, provincia de Buenos Aires, Argentina. Buenos Aires, Argentina: Instituto de Hidrología de llanuras, 2006.
96
El conocimiento de la conductividad hidráulica (K) es necesario como dato inicial en
modelos numéricos para predecir el comportamiento del flujo del agua o fluidos a
través del suelo el cual depende de las características de la matriz y del fluido
contenido en el suelo. Además, se puede destacar su empleo en estudios tanto de
calidad como de contaminación de las aguas subterráneas, estudios de
contaminación ya sea puntual o difusa, almacenamiento de residuos y
descontaminación de acuíferos entre otras104.
De esta manera, se procedió a determinar la conductividad hidráulica para el
piezómetro 4 debido a que es el principal piezómetro de monitoreo registrado ante
la Secretaría Distrital de Ambiente (SDA) ubicado en la antigua zona de
almacenamiento de hidrocarburo. Como primer paso, se utilizó una sonda
especializada en la medición de los niveles de agua subterránea en piezómetros
para que nos permita conocer la altura del nivel freático y los niveles obtenidos
después de una alteración inducida del mismo.
La sonda utilizada corresponde a una Solints Model 101 y en términos generales,
posee una cinta métrica de aproximadamente 300 m de largo la cual tiene en un
extremo un sensor que se activa y genera un ruido cuando entra en contacto con la
lámina de agua. En este sentido, los niveles de agua se determinan relacionando la
profundidad obtenida apenas se genera el ruido. A continuación, se ilustra su uso:
Figura 26. Sonda para la medición de niveles de agua en piezómetros.
Fuente: GIS IBÉRICA, 2003
104 DONADO, L. Modelo de conductividad hidráulica en suelos. Bogotá, Colombia: Universidad Nacional de Colombia – Facultad de Ingeniería, 2004, p.5.
97
(a) Sonda para medición de niveles (b) Sensor que indica la presencia de agua.
Fuente: APIC, 2017
De esta manera, se procede a emplear el método de Hvorslev para calcular la
conductividad hidráulica con base en los datos obtenidos con la sonda utilizada en
las pruebas slug. El fundamento de este método es que la conductividad hidráulica
viene dada por la siguiente expresión 105:
Figura 28. Fórmula de cálculo de la conductividad hidráulica.
Fuente: SÁNCHEZ, 2017
La memoria de cálculo de los ensayos realizados para el piezómetro 4 puede ser
consultada en el anexo N debido a la complejidad de los cálculos y su extensión.
105 SÁNCHEZ, F. Medidas puntuales de permeabilidad (“slug tests”). Salamanca, España: Universidad de
Salamanca – Departamento de Geología, 2017.
Figura 27. Medición de los niveles de agua subterránea para el piezómetro 4.
98
Sin embargo, a continuación, se presenta el consolidado de datos que resumen los
resultados obtenidos:
Tabla 31. Consolidado de conductividad hidráulica para el piezómetro 4.
Piezómetro de
monitoreo
Fecha de la
prueba
Ensayo
Conductividad hidráulica K (m/día)
Observaciones
Piezómetro
N° 4
24/10/2017
1 7.01 Día nublado con lluvias ocasionales 25/10/2017
2 11.63
3 14.02
26/10/2017
4 25.43 Día con abundantes precipitaciones
Fuente: Elaboración propia.
Para entender, la magnitud de los anteriores resultados, se toma como referencia
los valores de permeabilidad del suelo establecidos por diversos estudios realizados
por 106 :
Tabla 32. Valores de referencia para la conductividad hidráulica.
Grado de permeabilidad Conductividad hidráulica
K (cm/s) Conductividad hidráulica
K (m/día)
Elevada 0.1 > 86,4
Media 0.1 – 0.001 86.4 – 0.864
Baja 0.001 – 0.00001 0.864 - 0.00864
Muy baja 0.00001 – 0.0000001 0.00864 – 0.0000864
Prácticamente impermeable
< 0.0000001 < 0.0000864
Fuente: Whitlow, 1994.
Esto deja en evidencia que para esta área donde se ubicaba la antigua zona de
almacenamiento de hidrocarburo la conductividad hidráulica es de media a baja. Por
ende, menores valores de conductividad hidráulica garantizan la focalización y
eventualmente la poca dispersión del contaminante en una zona, en contraste, con
lo que podría pasar cuando hay valores altos de la misma.
106 WHITLOW, R. Fundamentos de mecánica de suelos. Compañía Editorial Continental, 1994.
99
5.2 Fase de biorremediación in situ para la matriz suelo
La biorremediación in situ por bioaumentación se realizó para el suelo teniendo en
cuenta que los resultados de los muestreos previos demostraron que esta matriz
excedía los valores de referencia del Manual Técnico para la Ejecución de Análisis
de Riesgos para Sitios de Distribución de Derivados de Hidrocarburos (MTEAR)
para el compuesto TPH GRO.
El proceso de biorremediación se ejecutó a comienzos de octubre aplicando durante los primeros días el biofertilizante natural Fertibac con el propósito de garantizar la disponibilidad de nutrientes en el suelo y permitir las condiciones adecuadas de desarrollo metabólico al producto biológico especializado en hidrocarburos conocido como Biodyne® 101 en el piezómetro 4.
Para ello, tal como se describió en la metodología se hizo la aplicación del producto cada día intermedio, se verificaron las condiciones del medio y la evolución del proceso y se facilitó la aireación del mismo. De esta manera, se le hizo seguimiento de manera constante al proceso durante un periodo cercano a los 2 meses.
En este sentido, el registro fotográfico y los principales hallazgos encontrados a lo largo del proceso de biorremediación pueden ser consultados en el anexo O debido a la cantidad de registros incorporados.
Sin embargo, a continuación, se presenta un consolidado que sintetiza los principales hallazgos encontrados durante el tiempo que se apoyó la biorremediación:
Tabla 33. Consolidado de hallazgos del proceso de biorremediación para el piezómetro 4.
PIEZÓMETRO 4
FECHA HALLAZGOS
Del 14/10/2017 hasta el 16/10/2017
Durante este tiempo se aplicó 50 ml del biofertilizante conocido como Fertibacter. Los principales hallazgos muestran que el agua subterránea extraída presentaba gran cantidad de trazas de hidrocarburos dispersos distribuidos a lo largo del recipiente donde se dispuso la muestra.
Del 18/10/2017 hasta el 01/11/2017
Se aplicó el producto biológico especializado conocido como Biodyne ® 101 aprovechando los nutrientes suministrados por el biofertilizante natural. Los principales hallazgos mostraban que después de la aplicación el agua subterránea presentaba una disminución de la cantidad de trazas de hidrocarburos, aparecían residuos ocasionales de neme.
100
Del 03/11/2017 hasta el 11/11/2017
Los hallazgos muestran que hay después de haber aplicado Biodyne ®101 hay un encapsulamiento de las trazas de hidrocarburo pues estas aparecen más compactas y en menor cantidad. Hay ausencia de residuos de neme. Para hacer más eficiente el proceso se procede a remover estas trazas empleando paños oleofílicos para posteriormente aplicar la dosis respectiva del producto biológico.
Del 14/11/2017 hasta el 24/11/2017
Los hallazgos muestran que la utilización de los paños oleofílicos y la aplicación de producto biológico ha contribuido a disminuir la presencia de trazas de hidrocarburo en el agua subterránea pues no hay evidencia de trazas de hidrocarburo o de neme en el agua.
*Los hallazgos anteriores pueden verificarse en el registro fotográfico que se encuentra en
el anexo O de este documento.
Se evidencia que el proceso de biorremediación de suelo y agua subterránea para
este piezómetro tuvo una evolución constante a lo largo del tiempo, pues
inicialmente aparecían gran cantidad de trazas de hidrocarburo y residuos de
emulsión asfáltica. Sin embargo, desde la primera aplicación de Biodyne ® 101 se
empezó a notar la degradación del hidrocarburo pues paulatinamente se empezó a
notar un encapsulamiento de los mismos ya que no aparecían en forma de trazas
dispersas en el agua subterránea, sino que estaban compactas lo que indicaba un
aislamiento del mismo. De esta manera, se evidenció que con el paso de los días
dicho encapsulamiento desaparecía y con él las trazas de hidrocarburo presentes
en el medio, aunque, se seguía aplicando producto biológico para garantizar la
remoción de todo el contaminante. Es de resaltar, que la aireación y la aplicación
continua de las dosis garantizaron estos resultados, al igual, que la utilización de los
paños oleofílicos que facilitaron la remoción del exceso de hidrocarburo.
5.3 Fase de evaluación posterior a la biorremediación in situ
Una vez finalizado el proceso de biorremediación in situ en el piezómetro 4 se
procedió a determinar la eficiencia de degradación del proceso y es por ello que se
realizó un nuevo análisis de muestras de suelo a través de una perforación
exploratoria contigua al piezómetro ubicada dentro de la zona de intervención.
A continuación, se presentan los resultados de la matriz suelo para esa perforación
contigua al piezómetro 4 y se procede a comparar con los Límites Genéricos
Basados en Riesgos (LGBRs) establecidos en el Manual Técnico para la Ejecución
de Análisis de Riesgos para Sitios de Distribución de Derivados de Hidrocarburos
(MTEAR). Los resultados detallados a profundidad están disponibles para su
101
consulta en el anexo P, sin embargo, a continuación, se presentan las
concentraciones de los compuestos de interés para efectos de análisis:
Tabla 34. Evaluación de los LGBRs después de haber terminado el proceso de biorremediación.
Compuestos de interés
Exposición a Suelo Industrial/Comercial
LGBRS Piezómetro 4
(mg/Kg)
LGBRs de referencia Migración a agua
subterránea (mg/Kg)
¿Cumple?
BTEX SUB
Benceno <0.050 Benceno 0.35 Si
Tolueno <0.050 Tolueno 100 Si
Etilbenceno <0.050 Etilbenceno 200 Si
Xilenos <0.10 Xilenos
(mezclados) 430 Si
TPH C10 – C40 SUB
<6.7 TPH
DRO/ERO 990 Si
TPH C6 – C10 (GRO) SUB
<38 TPH GRO 330 Si
Fuente: ANALQUÍM LTDA, 2017 y MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y
DESARROLLO TERRITORIAL, 2007
Se evidencia que el compuesto de interés TPH C6 – C10 (GRO) por el cual se inició
el proceso de biorremediación disminuyó su concentración situándose dentro de los
límites permitidos por los LGBRs de referencia del MTEAR. Igualmente, los otros
compuestos también disminuyeron su concentración a pesar de haber cumplido en
la fase previa con el reglamento normativo.
Esto deja en evidencia que la de la biorremediación in situ implementada aceleró la
degradación de los compuestos de hidrocarburos transformándolos en sustancias
menos nocivas para el medio con valores aceptables que encuentran dentro de los
límites de los LGBR´S.
102
6. CONCLUSIONES
Por medio de las perforaciones exploratorias y con la medición de los
compuestos orgánicos volátiles (COV´s) se pudo establecer preliminarmente el
grado de saturación que tenía el suelo en cuanto a gas y vapores asociados a
sustancias derivadas de hidrocarburos, siendo 100 ppm el limite a partir del cual
se generó un estado de alerta por la eventual presencia de contaminante tal
como sucedió en el piezómetro 4 en donde se registraron valores que triplicaban
el valor de referencia y que indicaban que era necesario evaluar el sitio y tomar
las respectivas acciones correctivas.
Se evidencia que la implementación de la biorremediación in situ por
bioaumentación de microorganismos especializados fue una técnica efectiva
que contribuyó a la degradación de los hidrocarburos bajo determinadas
condiciones de aireación, dosificación y aplicación constante. Una muestra de
ello fue la disminución que se logró en el proceso en donde se redujo cerca del
90% de la concentración del compuesto de interés TPH GRO.
La medición de la conductividad hidráulica permitió conocer la facilidad con la
que los compuestos de interés se podían dispersar en el medio. Los valores
obtenidos en el piezómetro 4 indicaban que había una conductividad media a
baja asociada a la presencia de arcilla y arcilla limosa, lo cual sugería una
focalización y poca dispersión del contaminante hacia otras zonas, y prueba de
lo anterior fueron los valores de COV's los cuales excedían el límite de referencia
únicamente en esta zona y no en otras de acuerdo a las perforaciones
exploratorias realizadas.
103
7. RECOMENDACIONES
Para acelerar el proceso de biorremediación in situ por bioaumentación de
microorganismos especializados se podría hacer uso de equipos de aireación
mecánica para airear los piezómetros involucrados en el proceso, ya que esto
garantizaría continuamente las condiciones aeróbicas en las cuales el metabolismo
de los microorganismos procesa más rápidamente el hidrocarburo.
104
BIBLIOGRAFÍA
ALCADÍA LOCAL DE FONTIBÓN. Plan ambiental local de Fontibón 2017 – 2020. Bogotá, Colombia: 2017. p.20.
ALONSO, R. Proyecto de recuperación de suelos contaminados con hidrocarburos. Barcelona, España: Universidad Autónoma de Barcelona, 2012, p.17.
ANZA, H. Biorremediación de suelos contaminados con aceite automotriz usados mediante sistemas de biopilas. Campeche, México: Universidad Autónoma del Carmen, Revista Innovación más Desarrollo Vol. N°12, 2016, p. 50.
APIC Servicios Ambientales e Ingeniería S.A.S. Proyecto N° 140917:
Biorremediación de suelo contaminado con hidrocarburos en un predio
ubicado en la localidad de Fontibón. Bogotá, Colombia, 2017.
BAKER, K. Bioremediation of surface and subsurface soils. New York, : McGraw-Hill., 1994.
BENAVIDES, J, et.al. Bioremediación de suelos contaminados con hidrocarburos derivados del petróleo. Bogotá, Colombia: Universidad de la Salle, 2006, p. 86.
BING MAPS. Imágenes Satelitales de Bogotá, Colombia. Consultado el 05
de enero de 2018. Disponible en https://www.bing.com/maps, 2018.
BIODYNE INC. Biodyne® 101: Biorremediación de suelos y aguas contaminadas con hidrocarburos. Sarasota, Florida, Estados Unidos, 2018.
BOLLAG, J. Decontaminating soil with enzymes: An in situ method using
phenolic and anilinic compounds. Environ. Sci. Technol. 26:1876–1881.
BRAIBANT, C. Estudio del potencial de degradación de los hidrocarburos por Acinetobacter sp. y Pseudomonas putida para su aplicación en la biorremediación de suelos contaminados. Cartago, Costa Rica: Instituto Tecnológico de Costa Rica - Escuela de Biología. , 2004, p.11.
BURGOS, R. Biodegradación: degradación de hidrocarburos [en línea]. Universitát Autónoma de Barcelona. Consultado el 04 de enero de 2018. Disponible en internet en http://bioinformatica.uab.es/biocomputacio/treballs02-
105
03/RBurgos/dades/degradación_de_hidrocarburos.htm, España: Barcelona, 2018.
CAMPOS, I.Saneamiento Ambiental. San José de Costa Rica, Costa Rica:
EUNED, 2003.
CANDO, M. Determinación y análisis de un proceso de biorremediación de
suelos contaminados por hidrocarburos. Cuenca, Ecuador: Universidad
Politécnica Salesiana – Ingeniería Ambiental, 2011, p.22.
CASTELLS, X. Reciclaje y tratamiento de residuos diversos: Reciclaje de
residuos industriales. Madrid, España: Ediciones Díaz de Santos ,
2012,p.1126.
CASTRO, G. Informe final: Diseño monitoreo frente a derrames de
hidrocarburos. Quillota, Chile: Ministerio de Agricultura de Chile, 2007, p. 44.
COGUA, M. Dinámica de la construcción por usos localidad de Fontibón.
Bogotá, Colombia: Alcaldía Mayor de Bogotá – Bogotá Humana, 2013, p. 36.
DIBLE, J., & BARTHA, R. Effect of environment parameters on the
biodegradationof oil sludge. Applied environmental microbiology 37,1979,p.
729 - 739.
DONADO, L. Modelo de conductividad hidráulica en suelos. Bogotá, Colombia: Universidad Nacional de Colombia – Facultad de Ingeniería, 2004, p.5.
FERNÁNDEZ, C, et.al. Biodegradación de asfaltenos y resinas por
microorganismos presentes en suelo contaminado con hidrocarburo.
Caracas, Venezuela: Universidad de Carabobo, 2008.
GIS IBÉRICA. Equipos de precisión [en línea]. Consultado el 06 de enero de
2018. Disponible en http://www.gisiberica.com/ , España, 2003.
GOOGLE EARTH. Imágenes Satelitales de Bogotá, Colombia. Consultado el
05 de enero de 2018., 2017.
HERNÁNDEZ, E, et.al. Restauración de suelos contaminados con
hidrocarburos: conceptos básicos. México: Colegio de postgraduados, 2004,
p. 26.
106
ICONTEC. NTC 3948: Gestión ambiental. Suelo. especificaciones técnicas para la construcción de un pozo de monitores para aguas subterráneas. Bogotá, Colombia, 1996.
INGEOMINAS. Mapa geológico de Santa Fe de Bogotá a escala 1:50.000.
Bogotá, Colombia: Subdirección de ingeniería geoambiental, 1997.
INGEOMINAS. Mapa hidrogeológico de Santa Fe de Bogotá a escala
1:50.000. Bogotá, Colombia: Proyecto de microzonificación sísmica de Santa
Fe de Bogotá, 1996.
INGEOMINAS. Mapa de morfoestructura y modelados de Cundinamarca a
escala 1:1.200.000. Bogotá, Colombia, 1988.
INSTITUTO DE ESTUDIOS URBANOS UNAL. Diagnóstico Local con
Participación Social Fontibón – Localidad 09. Bogotá, Colombia: Universidad
Nacional de Colombia, s.f, p.225.
JIMÉNEZ, D. Estudio de impacto ambiental generado por un derrame de
hidrocarburos sobre una zona estuarina, aledaña al terminal de ecopetrol en
Tumaco. Bogotá, Colombia: Universidad de la Salle - Facultad de Ingeniería
Ambiental y Sanitaria, 2006.
KEEL et.al, C. Conservation of the 2,4-diacetylphloroglucinol
biosynthesislocus among fluorescent Pseudomonas strains from diverse
geographic locations. Appl Environ Microbiol. 62, 1996, p. 552 -563.
LUQUE, J. Desempeño de cuatro especies vegetales para fitorremediar suelos contaminados con hidrocarburos en Patagonia. Argentina: Universidad Maimónides, 2009, p. 17.
LLADÓ, S. Biorremediación de suelos contaminados por hidrocarburos
pesados y caracterización de comunidades microbianas implicadas.
Barcelona, España: Universitat de Barcelona: Facultad de Biología -
Departamento de Microbiología., 2012, p.36.
LARGO, E. Degradación de alcanos mediante Alcanivorax venustensis
inmovilizada en hidrogeles adhesivos y biodegradables. España: Universidad
del País Vasco, 2010.p.9.
MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL. Manual Técnico para la Ejecución de Análisis de Riesgos para Sitios de
107
Distribución de Derivados de Hidrocarburos (MTEAR). Bogotá, Colombia, 2007.
MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE. Guía de manejo ambiental para estaciones de servicio de combustible. Santafé de Bogotá, Colombia, 1999.
MONTAÑA, D. Características de compresibilidad y resistencia de arcillas típicas del depósito lacustre de Bogotá. Bogotá, Colombia: Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, 2013, p.18.
ÑUSTEZ, D. Biorremediación para la degradación de hidrocarburos totales presentes en los sedimentos de una estación de servicio de combustible. Pereira, Colombia: Universidad Tecnológica de Pereira, 2012.
OBSERVATORIO SOCIAL DE FONTIBÓN. Visor geográfico del
Observatorio Social de Fontibón [en línea]. Consultado el 04 de enero de
2018. Disponible en internet en
http://gestionycalidad.org/observatorio/?bloque=visor&op=0 . Bogotá,
Colombia, 2018.
OLSON, J, et.al. Biodegradation rates of separated diesel components.
Environmental Toxicology and Chemistry 18 (11), 1999, p. 2448 – 2453.
PARDO, J, et.al. Efecto de la Adición de Fertilizantes Inorgánicos Compuestos en la Degradación de Hidrocarburos en Suelos Contaminados con Petróleo. Bogotá, Colombia: NOVA - Publicación Científica ISSN:1794-2370 Vol.2 No. 2, 2004, p.1-108.
PAUL, E. y CLARK FE. Soil microbiology and biochemistry. San Diego: Academic Press; 1998.
PFEIFFER, M. Comparación de dos métodos de campo y uno de laboratorio para la medición de conductividad hidráulica saturada en el suelo. Santiago de Chile, Chile: Universidad de Chile – Facultad de Ciencias Agronómicas, 2008, p.7
PEREZ, R. Aislamiento y selección de una cepa bacteriana degradadora de hidrocarburos a partir de suelos contaminados con hidrocarburos. Santiago de Cuba, Cuba: Universidad de Oriente, Revista CENIC Ciencias Biológicas Vol. 39 (1), 2008.
108
REPSOL. Fisicoquímica del asfalto [en línea]. Consultado el 04 de enero de
2018. Disponible en internet en
https://www.repsol.com/pe_es/peru/productos-servicios/asfaltos/fisico-
quimica/composicion/, Perú, 2018.
RESTREPO F. y RESTREPO J. Hola Química Tomo 2. Medellín, Colombia:
Susaeta Ediciones S.A, 2003. p .99.
RIOJAS, H, et.al. Efectos de los surfactantes en la biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos. Revista Química Viva - Número 3, año 9, diciembre 2010, p. 120 – 145.
ROGEL, J. Tratamiento de suelo y agua freática contaminada. España:
Universidad Politécnica de Madrid, S.F., p.4.
SÁNCHEZ, F. Medidas puntuales de permeabilidad (“slug tests”). Salamanca, España: Universidad de Salamanca – Departamento de Geología, 2017.
SECRETARÍA DISTRITAL DE AMBIENTE. Agenda ambiental localidad 9 Fontibón. Bogotá, Colombia: Alcaldía Mayor de Bogotá, 2009, p. 19.
SECRETARÍA DISTRITAL DE AMBIENTE. Mapa de promedio de isopiezas de Bogotá (1999- 2010) a escala 1:100.000. Bogotá, Colombia: Sistema de modelamiento hidrogeológico del Distrito Capital, 2010.
SING et.al , B. Effects of soil pH on the biodegradation of chlorpyrifos and
isolation of a chlorpyrifos-degrading bacterium. Appl Environ Microbiol 69,
2003, p. 5198 - 5120.
SINUPOT. Consultado el 14 de enero de 2018. Disponible en internet en
http://sinupotp.sdp.gov.co/sinupot/index.jsf, Colombia, 2018.
STAUNTON, S.Effect of pH and some organic anions on the solubility of soil
phospphate: implications for P bioavailability. Eur J Soil Sci, 47 ,1996,p. 231
-239 .
SUPERINTENDENCIA DE INDUSTRIA Y COMERCIO. Boletín
biotecnológico: Biorremediación de sitios contaminados. Bogotá D.C.,
Colombia: Banco de Patentes SIC., 2014, p. 13.
109
TORRES, K., & ZULUAGA, T. Biorremediación de suelos contamiandos con
hidrocarburos. Medellín, Colombia: Universidad Nacional de Colombia:
Facultad de Minas- Ingeniería Química., 2009, p. 35.
TRUJILLO, M., & RAMÍREZ, J. Biorremediación en suelos contaminados con
hidrocarburos en Colombia. Revista de Investigación Agraria y Ambiental –
Volumen 3 - Número 2, 37 - 62. , 2012, p. 37.
ULLOA, A. Preparación de emulsiones asfálticas en el laboratorio. Costa
Rica: Universidad de Costa Rica, Revista Métodos y Materiales – Volumen
2, 2012, p.18.
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES. Mapa de zonificación geotécnica de Santa Fe de Bogotá a escala 1:50.000. Bogotá, Colombia: Proyecto de microzonificación sísmica de Santa Fe de Bogotá, 1996.
VÁSQUEZ, M, et.al. Biorremediación de lodos contaminados con aceites
lubricantes usados. Bucaramanga, Colombia, Revista Colombiana de
Biotecnología 12 (1), 2010, p. 141.
VOLKE, T. Biorremediación de suelos contaminados. México D.F, México:
Centro Nacional de Investigación y Capacitación Ambiental, Revista
BioTecnología Vol. 7 (1),2002,p. 32.
WHITLOW, R. Fundamentos de mecánica de suelos. Compañía Editorial
Continental, 1994.
ZABALA, M, et.al. Utilización de ensayos de pulso para la estimación de la
conductividad hidráulica en la cuenca del royo del azul, provincia de Buenos
Aires, Argentina. Buenos Aires, Argentina: Instituto de Hidrología de llanuras,
2006.