BIORRESTAURACIÓN DE ÁREAS IMPACTADAS POR CRUDO POR MEDIO DE INTEBIOS® Y BIORIZE®

Carmen Infante. Bióloga, Universidad Central de Venezuela (UCV). Ph.D. en Ciencias, mención Ecología, UCV. Especialista en manejo de desechos. Autora de las marcas registradas INTEBIOS® y BIORIZE®. Dirección: Departamento de Ecología y Ambiente, PDVSA-Intevep. Urb. Santa Rosa, Sector El Tambor, Los Teques, Estado Miranda. P.O. B. 76343. Caracas 1070A, Venezuela. e-mail: infantec@pdvsa.com

Se presenta una revisión de aspectos relacionados con restauración de áreas impactadas por crudo, como uno de los temas de mayor relevancia ambiental en los que la industria petrolera venezolana ha dedicado esfuerzos importantes para el desarrollo de procesos tecnológicos ambientalmente amigables. Se destacan las investigaciones conducidas en recuperación de suelos de sabanas y grado de desarrollo de cobertura vegetal, así como el principio y aplicación de la tecnología INTEBIOS® para tratar y biorremediar una gran cantidad de desechos orgánicos y el uso del BIORIZE® en mejorar y acelerar los procesos de biorremediación en áreas sensibles de influencia por las actividades petroleras. Como resultado de estas investigaciones y desarrollos tecnológicos, en los últimos cinco años se ha acumulado una gran experiencia a nivel nacional lo cual se ha traducido en el tratamiento de más de 300000m3 de suelos impactados por derrame de crudo o inadecuada disposición de desechos.

A review of some aspects related to the restoration of areas impacted by crude oil is presented. This is one of the most relevant topics in which the Venezuelan oil industry has invested significant efforts through the development of environmentally friendly technological processes. Technologies aimed at the recovery of savanna soils and the degree of plant coverage are underscored, as well as the underlying principles and applications of the INTEBIOS® technology to treat and bioremediate important amounts of organic wastes, and the use of BIORIZE® to improve and quicken bioremediation processes in sensible areas influenced by the activities of the petroleum industry. As a result of these investigations and their development, during the last five years an extended experience has been amassed, which has conducted to the treatment of more than 300 000 m3 of soils impacted either by crude oil spills or inadequate waste disposal.

Recibido: 15/03/2001. Aceptado: 19/07/2001

El desarrollo de tecnologías amigables con el ambiente, al igual que el conocimiento y preservación de los ecosistemas, son aspectos en los que crecientemente se hacen mayores esfuerzos, tanto a nivel nacional como en el ámbito internacional. Por ello, la industria petrolera venezolana ha dedicado importantes recursos para la investigación de suelos afectados por derrames de crudos o por la inadecuada disposición de desechos, así como en la evaluación del grado de recuperación ecológica en diversos ecosistemas, particularmente en los de sabana donde existe una alta actividad petrolera (Infante y Vásquez, 1999).

Como resultado de estas investigaciones, se desarrolló la tecnología INTEBIOS®, la cual permite evaluar no solamente la factibilidad de aplicar un proceso de biorremediación o biodegradación, sino que define la modalidad de la tecnología (compostero, tratamiento in situ, etc.) y los parámetros de control que garanticen una correcta aplicación en campo. Igualmente, el producto BIORIZE® surge como respuesta a la necesidad de acelerar procesos de biodegradación en ecosistemas sensibles, donde la combinación del desecho con mejoradores orgánicos facilita el proceso de biodegradación. En este trabajo se presenten algunas de las características de la tecnología INTEBIOS® y del producto BIORIZE®, y se ilustra su utilidad a través de varias situaciones en las que fueron empleados.

Tecnología INTEBIOS®

El biotratamiento de desechos orgánicos, el biosaneamiento o biorremediación de áreas impactadas por derrames de crudo u otros desechos orgánicos, son las terminologías que describen la aplicación del proceso de biodegradación para disminuir o suprimir las fracciones tóxicas, como lo son los saturados y aromáticos, mediante la estimulación de los microorganismos autóctonos presentes en el sitio de la contaminación, con las adecuadas proporciones de nutrientes, aireación, materiales orgánicos y mejoradores de la estructuración y porosidad del desecho a tratar.

INTEBIOS® incluye no sólo la composición y dosificación de las biomasas vegetales, sino los procedimientos y control de la tecnología, tanto a nivel de laboratorio, para evaluar factibilidad, como en el campo, donde se requiere garantizar su efectividad y cumplir con las exigencias de la normativa ambiental (Infante, 1999; Figura 1).

Figura 1. Esquema representativo de la tecnología INTEBIOS®.

La clave para lograr el éxito en su aplicación se fundamenta en el conocimiento de los aspectos ecológicos, microbiológicos, fisicoquímicos, edafológicos y toxicológicos, asegurando que no se transfiera el contaminante en el suelo desde las primeras capas a profundidades mayores, impactando subsuelos y aguas subterráneas, entre otros aspectos. Para aplicar INTEBIOS®, se evalúan las características del ecosistema (tipo, fragilidad), factores abióticos tales como pH, humedad, textura del suelo, dosis máxima y mínima del contaminante que pueden ser biotratadas o no dependiendo del tipo de desechos (crudo pesado, liviano, ripio de perforación, suelo contaminado, etc.).

La competitividad de INTEBIOS® radica no solamente en sus bajos costos, comparados con otras tecnologías de tratamiento de desechos, sino en la flexibilidad de emplear diferentes modalidades para el manejo de los desechos. Por ejemplo, se puede llevar a cabo el biotratamiento in situ de manera más efectiva, o aplicación en el mismo lugar donde se encuentre el contaminante o desecho, sin necesidad de extraerlo y transportarlo. Con esta modalidad, como en el caso de las fosas (sitio de almacenamiento temporal de desechos en tierra), se reducen costos al eliminar aquellos que están asociados a la remoción y transporte del contaminante, lo que además evita los riesgos ambientales por el traslado y manipulación del desecho. Por el contrario, cuando se generan desechos diariamente, como es el caso durante las actividades de perforación en la obtención del petróleo, la mejor modalidad es la denominada composting-landfarming. Ésta se refiere a la disposición y tratamiento en suelo del desecho, formando pilas de hasta 50cm de altura, tratando siempre de utilizar la menor extensión de terreno para aplicar la tecnología.

Para la aplicación de INTEBIOS® no se requiere del uso de preparaciones biológicas a base de microorganismos, práctica conocida como bioaumentación, en la que se prepara un cultivo bacteriano y luego se agrega en campo. Las experiencias, tanto de la industria petrolera nacional, como a nivel internacional, señalan que la bioestimulación es más eficiente en la disminución de las fracciones de saturados y aromáticos de un crudo en suelo que la bioaumentación (Dott et al., 1999).

La aplicación de esta tecnología de biorremediación permite disminuir significativamente los componentes saturados y aromáticos, reduciendo así los niveles de aceites y grasas (crudo) establecidos en la normativa ambiental. En estudios llevados a cabo en San Tomé, en el oriente de Venezuela (Tabla I). se aprecia la disminución significativa de los componentes saturados y aromáticos por la aplicación de INTEBIOS® en comparación con el control sin INTEBIOS®. Estos resultados demuestran el efecto positivo de mejorar las condiciones abióticas (relación C/N, C/P, textura, estructura, aireación, etc) para efectuar el proceso de biorremediación de los hidrocarburos. Su aplicación exitosa en la industria petrolera ha permitido tratar suelos contaminados por derrames de crudo, destoxificar ripios de perforación y sanear fosas (Infante et al., 1999).

En otro estudio, también conducido en San Tomé, en ecosistemas de sabanas, se determinó el grado de recuperación o desarrollo de cobertura vegetal después de aplicada la tecnología INTEBIOS® (Sanchéz et al., 1998). Un alto porcentaje de las áreas de explotación del petróleo en el territorio venezolano comprende ecosistemas de sabanas. En éstos, eventuales derrames de crudo pueden destruir la cobertura vegetal y alterar las propiedades fisicoquímicas del suelo. Para recuperar estos suelos y restablecer la cobertura vegetal, se evaluaron tratamientos con diferentes fertilizantes y prácticas agroecológicas y se compararon con INTEBIOS®. Para ello se llevaron a cabo estudios en parcelas experimentales de 15m2 (4 réplicas, 6 tratamientos), simulando un derrame de 12 l/m2 de un crudo mediano. La mayor disminución de las fracciones tóxicas del crudo (saturados y aromáticos), así como cambios significativos positivos de las propiedades físicas, se detectaron en los tratamientos donde se aplicó INTEBIOS®. Una vez detoxificado el suelo, se determinó el grado de recuperación ecológica. Para ello se evaluó la riqueza de especies y cobertura vegetal en parcelas sembradas con diferentes especies vegetales y se comparó con la de parcelas, donde no hubo siembra o introducción de especies. Los resultados indican que en las parcelas, donde los suelos fueron detoxificados mediante la descomposición de las fracciones de saturados y aromáticos por la tecnología INTEBIOS®, y además no se sembraron especies vegetales, la riqueza de las especies y el grado de cobertura vegetal se alcanzó más rápidamente (2 años) que en las parcelas donde no se detoxificó el suelo o donde se sembraron especies vegetales (mucho mayor a 2 años). La mayor riqueza de especies y cobertura vegetal en el tratamiento donde no se sembró, previa aplicación de INTEBIOS®, sugiere que la clave para la restauración de suelos de sabana impactados por crudo está en la bioestimulación de los microorganismos autóctonos para acelerar el proceso de biodegradación de los hidrocarburos, lo cual a su vez permite el desarrollo del banco de semillas propio del hábitat en cuestión.

BIORIZE® consiste en una formulación a base de biomasas vegetales que combina diferentes partes aéreas de plantas en proporciones específicas que suministran nutrientes, particularmente nitrógeno, a los procesos de biorremediación. Además del contenido de nitrógeno y otros nutrientes, las biomasas vegetales actúan mejorando la estructuración del desecho, al incrementar la porosidad en el desecho y por ello el intercambio de oxígeno. Todas estas características favorecen el proceso de biodegradación de los componentes saturados y aromáticos de un crudo, cuya dosis de aplicación del producto varía en función de la concentración del crudo en el desecho. BIORIZE® puede ser aplicado en conjunto con INTEBIOS®, dependiendo del tipo de desecho, ecosistema y facilidades de obtención de las biomasas vegetales.

Este producto ha sido aplicado exitosamente en áreas sensibles, como en el parque Juan Manuel, La Solita, estado Zulia, para restaurar suelos altamente meteorizados que han sido afectados por derrames de crudo (Arias et al., 2000). En este caso particular, se recuperaron 20000m2 de suelos, empleando el producto BIORIZE® al 12% y la tecnología INTEBIOS®. Además de la biodegradación de los componentes saturados y aromáticos, el producto actúa como un mejorador orgánico, restaurando el equilibrio ecológico del suelo al favorecer el desarrollo de la cobertura vegetal (Figura 2). Una vez aplicado, el producto es mezclado por medio de maquinarias en los primeros horizontes del suelo o donde se presente la contaminación, ajustando el porcentaje de humedad del suelo a un 60% de la capacidad de campo. La frecuencia de aireación mediante mezclado, el riego, la evaluación analítica de los cambios en disminución de crudo, saturados, aromáticos, y producción o evaluación de CO2 y conteo bacteriano, son determinados mediante criterios establecidos en la tecnología INTEBIOS®.

La aplicación de BIORIZE® no sólo se limita a la recuperación de suelos impactados por crudo, al mejorar los procesos de biodegradación, sino que se aplica al manejo de desechos durante la perforación, conocidos como ripios base aceite, y a la recuperación de áreas, mediante el tratamiento orgánico, como es el caso de las arenas petrolizadas que se produjeron como consecuencia del derrame del tanquero Nissos Amorgos en el Sistema de Maracaibo en 1997. En este último caso, se produjo un derramamiento accidental de crudo, en la costa de Caimare Chico, estado Zulia. Después de intensas labores de recolección del crudo, quedó un remanente de arenas petrolizadas. Éstas fueron apiladas y tratadas con BIORIZE® al 3%, previa evaluación, a nivel de laboratorio, de su efectividad. El producto BIORIZE® fue aplicado para mejorar la calidad orgánica de 60000m3 de desechos, consecuencia del derrame más severo que ha experimentado la industria petrolera nacional en toda su historia. La mejora de las arenas desde el punto de vista biológico permitió su disposición efectiva en áreas de dunas de Caimare Chico, estableciéndose una rápida cobertura vegetal propia del ecosistema característico de esa región (Infante et al., 1998).

En la Tabla II se muestran los resultados del efecto positivo del uso de BIORIZE® sobre algunas propiedades químicas de las arenas petrolizadas, según las exigencias de la normativa ambiental vigente en materia de desechos sólidos (República de Venezuela, 1998). Se observa un incremento del contenido de matería orgánica (MO), nitrógeno y fósforo total; asi como una disminución de la relación de adsorción de sodio, pH, y contenido de aceites y grasas. Estos cambios, generados por la adición del producto BIORIZE®, permitieron la restauración efectiva de estas áreas y el cumplimiento de la normativa ambiental.

La industria petrolera venezolana ha desarrollado procesos tecnológicos ambientalmente seguros, como es el caso de la tecnología de biodegradación INTEBIOS®, para tratar o biorremediar una gran cantidad de desechos orgánicos, y el producto BIORIZE®, que permite acelerar o mejorar dicho proceso de biodegradación. La efectividad de la tecnología y el producto, descritos anteriormente, ha sido demostrada en campo en diferentes tipos de ecosistemas y varios desechos generados en las actividades petroleras, lo cual facilita la recuperación de las áreas impactadas.

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