Remediación de la contaminación con hidrocarburos

Cuando la contaminación ya se ha producido, es necesario restaurar el ecosistema contaminado, para lo que se pueden utilizar diversas estrategias. En los últimos años se ha desarrollado una rama de la ingeniería llamada "Ingeniería de la Remediación", surgida de la necesidad de desarrollar técnicas y tecnologías para la recuperación ambiental, de sitios degradados por la actividad humana.

Riego con la solución de microorganismos y mezcla del contenido de las celdas de tratamientoRiego con la solución de microorganismos
y mezcla del contenido de las celdas de tratamiento

Actualmente esta disciplina sigue en constante evolución, a la luz de normativas ambientales, esfuerzos de investigación, actividades de las diferentes ONG, organismos gubernamentales, entre otros.

El crecimiento de la población y el avance de las actividades industriales a partir del siglo XIX, trajeron aparejados serios problemas de contaminación ambiental. Desde entonces, los países generan más desperdicios, muchos de ellos no biodegradables o que se degradan muy lentamente en la naturaleza, lo que provoca una acumulación en el ambiente sin tener un destino seguro o un tratamiento adecuado.

Es así como en lugares donde no existe control sobre la emisión y el tratamiento de los desechos, es factible encontrar una amplia gama de contaminantes.

Habitualmente, los casos de contaminación que reciben mayor atención en la prensa, son los derrames de petróleo. Pero, en el mundo constantemente están sucediendo acontecimientos de impacto negativo sobre el medio ambiente, incluso en el entorno directo, generados por un gran abanico de agentes contaminantes que son liberados al ambiente.

Operación de saneamiento en locaciónOperación de saneamiento en locación

En las últimas décadas, entre las técnicas empleadas para contrarrestar los efectos de los contaminantes, se comenzó a utilizar una práctica llamada bioremediación. El término fue acuñado a principios de la década de los '80, y proviene del concepto de remediación, que hace referencia a la aplicación de estrategias físico-químicas para evitar el daño y la contaminación en suelos. Los científicos se dieron cuenta que era posible aplicar estrategias de remediación que fuesen biológicas, basadas esencialmente en la capacidad de los microorganismos de degradar en forma natural ciertos compuestos contaminantes.

La bioremediación surge como una rama de la biotecnología, que busca resolver los problemas de contaminación, mediante el uso de seres vivos (microorganismos y plantas), capaces de degradar compuestos que provocan desequilibrio en el medio ambiente, ya sea suelo, sedimento, fango o mar.

Los contaminantes no degradables son aquellos materiales que no se descomponen, o que lo hacen muy lentamente en el medio natural. Es decir, que los procesos de tratamientos naturales que degradan estas sustancias, no pueden nivelarse con la tasa de productos elaborados por el hombre que entran al ambiente. Se incluyen en esta clase de contaminantes, las latas de aluminio, algunos detergentes, plásticos, vidrios, y algunos metales pesados como el plomo, el mercurio y el cadmio, entre otros.

Los contaminantes biodegradables son aquellos para los cuales existen mecanismos eficientes de tratamiento natural, es decir que la naturaleza por sí misma los descompone, dispersa o recicla rápidamente. Se incluyen en esta categoría la mayoría de los compuestos orgánicos naturales. Además existen compuestos sintéticos que pueden ser degradados naturalmente por organismos que están en el ambiente. Sin embargo, su composición química hace que el ritmo de degradación natural sea demasiado lento en comparación con el ritmo de acumulación en el ambiente, por lo que podrían considerarse no biodegradables.

Los contaminantes biodegradables son aquellos para los cuales existen mecanismos eficientes de tratamiento natural, es decir que la naturaleza por sí misma los descompone, dispersa o recicla rápidamente. Se incluyen en esta categoría la mayoría de los compuestos orgánicos naturales. Además existen compuestos sintéticos que pueden ser degradados naturalmente por organismos que están en el ambiente. Sin embargo, su composición química hace que el ritmo de degradación natural sea demasiado lento en comparación con el ritmo de acumulación en el ambiente, por lo que podrían considerarse no biodegradables.

Tipos de bioremediación

En los procesos de bioremediación, se emplean mezclas de ciertos microorganismos o plantas, capaces de degradar o acumular sustancias contaminantes, tales como metales pesados y compuestos orgánicos derivados de petróleo o sintéticos.

Básicamente, los procesos de bioremediación pueden ser de tres tipos:

1. Degradación enzimática

Este tipo de degradación consiste en el empleo de enzimas en el sitio contaminado con el fin de degradar las sustancias nocivas. Las enzimas  son verdaderos aceleradores de las reacciones de degradación, de naturaleza proteica, y se obtienen en cantidades industriales a partir de microorganismos (bacterias y hongos) que las producen naturalmente, o por microorganismos modificados genéticamente que son comercializados por las empresas biotecnológicas.

Por ejemplo, existe un amplio número de industrias de procesamiento de alimentos que producen residuos que necesariamente deben ser posteriormente tratados. En estos casos, se aplican grupos de enzimas que rompen polímeros complejos para luego terminar de degradarlos con el uso de microorganismos. Un ejemplo lo constituyen las enzimas lipasas (que degradan lípidos), que se usan junto a cultivos bacterianos para eliminar los depósitos de grasa de las paredes de las tuberías que transportan los efluentes.

2. Remediación microbiana

En este tipo de remediación se usan microorganismos directamente en el foco de la contaminación. Los microorganismos utilizados en bioremediación pueden ser los ya existentes (autóctonos), en el sitio contaminado o pueden provenir de otros ecosistemas, en cuyo caso deben ser agregados o inoculados.

La gran diversidad de microorganismos existentes ofrece muchos recursos para limpiar el medio ambiente y, en la actualidad, esta área está siendo objeto de intensa investigación.

Existen, por ejemplo, bacterias y hongos que pueden degradar con relativa facilidad petróleo y sus derivados, benceno, tolueno, acetona, pesticidas, herbicidas, éteres, alcoholes simples, entre otros. Los metales pesados como uranio, cadmio y mercurio no son biodegradables, pero las bacterias pueden concentrarlos de tal manera de aislarlos, para que sean eliminados más fácilmente.

3. Remediación con plantas (fitorremediación)

La fitorremediación es el uso de plantas para limpiar ambientes contaminados. Aunque se encuentra en desarrollo, constituye una estrategia muy interesante, debido a la capacidad que tienen algunas especies vegetales de absorber, acumular y/o tolerar altas concentraciones de contaminantes como metales pesados, compuestos orgánicos y radioactivos.

Remediación con plantas (fitorremediación)

Se conocen alrededor de 400 especies de plantas con capacidad para hiperacumular selectivamente alguna sustancia. En la mayoría de los casos, no se trata de especies raras, sino de cultivos conocidos. Así, el girasol (Heliantus anuus) es capaz de absorber en grandes cantidades el uranio depositado en el suelo. Los álamos (género Populus) absorben selectivamente níquel, cadmio y zinc. También la pequeña planta Arabidopsis thaliana de gran utilidad para los biólogos es capaz de hiperacumular cobre y zinc. Otras plantas comunes que se han ensayado con éxito, como posibles especies fitorremediadoras en el futuro inmediato son la alfalfa, la mostaza, el tomate, la calabaza, el esparto, el sauce y el bambú. Incluso existen especies vegetales capaces de eliminar la alta salinidad del suelo, gracias a su capacidad para acumular el cloruro de sodio.

En general, hay plantas que convierten los productos que extraen del suelo a componentes inocuos, o volátiles. Pero cuando se plantea realizar un esquema de fitorremediación de un cuerpo de agua, o un área de tierra contaminada, se siembra la planta con capacidad (natural o adquirida por ingeniería genética) de extraer el contaminante particular, y luego de un período de tiempo determinado, se cosecha la biomasa y se incinera o se le da otro curso dependiendo del contaminante. De esta forma, los contaminantes acumulados en las plantas, no se transmiten a través de las redes alimentarias a otros organismos.

Es importante aclarar que la utilización de plantas en los procesos de fitorremediación, deben ser planificados y controlados. De esta forma, los productos contaminantes que ellas acumulan, se transforman en sustancias no nocivas que vuelven al ambiente, o se acumulan en las plantas que se desechan, de forma tal que no pasan a la cadena alimentaria y, en consecuencia, no perjudican a otros organismos que puedan alimentarse de estos vegetales.

En el caso de la remediación microbiana, los microorganismos no actúan “intencionalmente” en beneficio del hombre, sino que incorporan las sustancias del entorno como el resto de los seres vivos, lo que les permite nutrirse y sobrevivir. La utilidad de los microorganismos, es producto del aprovechamiento que el hombre hace de ellos en beneficio propio. Incluso cuando las bacterias se transforman mediante técnicas de ingeniería genética para que actúen como descontaminantes o para emplear las enzimas que producen con ese fin, las bacterias no hacen más que cumplir con sus funciones vitales. Lo mismo ocurre con las plantas que pueden incorporar productos contaminantes y convertirlos en productos inocuos.

Remediación de suelos contaminados en la zona petrolera pampeana

En nuestra provincia, desde el año 2006 a la actualidad se han tratado alrededor de 30.000 metros cúbicos de suelos contaminados a través de la metodología de bioremediación.

En la actividad petrolera desarrollada en la provincia, como en toda actividad industrial que se lleva adelante en un territorio extenso, se producen incidentes que afectan la superficie del suelo, y a veces también a la vegetación próxima. Generalmente consisten en derrames de petróleo, de agua salada, o más corrientemente de una mezcla de ambos.

Cuando un derrame de petróleo se produce en territorio pampeano, por más pequeño que sea, la empresa responsable, es decir, quien tiene a cargo la explotación del área, debe comunicarlo a la Autoridad de Aplicación de la Ley Ambiental Provincial que es la Subsecretaría de Ecología.

Carga y dilución de la solución conteniendo microorganismos en el camión tanque que va a esparcir sobre el suelo contaminado

Carga y dilución de la solución conteniendo microorganismos
en el camión tanque que va a esparcir sobre el suelo contaminado

Conocida la situación, la empresa toma inmediatamente las medidas conducentes al aislamiento del lugar, para evitar los efectos adversos relacionados con la dispersión de las sustancias contaminantes, como por ejemplo la afectación a las napas de agua subyacentes.

Posteriormente, el suelo contaminado es transportado a un lugar confinado donde se deposita en condiciones de seguridad, hasta que se procede a su descontaminación. Al mismo tiempo, si ha resultado afectada la flora circundante, se realizan lavados de la misma con soluciones de algún tensioactivo apropiado, que facilite su eliminación de la superficie de los vegetales.

Desde hace algunos años, la bioremediación es el procedimiento que utiliza la provincia de La Pampa para el tratamiento de suelos contaminados. Esta metodología brinda soluciones de fondo a los problemas de contaminación causados por la actividad petrolera, ya que emplea microorganismos que se alimentan de los componentes del petróleo,  transformándolo finalmente en dióxido de carbono y agua, en un período que oscila entre tres y quince meses aproximadamente.

La operación consiste en mezclar bien el suelo contaminado, y regarlo primeramente con una suspensión acuosa de estas bacterias, tarea que puede efectuarse con un camión regador y una máquina motoniveladora. Este proceso se repite periódicamente, hasta que el suelo acuse un contenido de hidrocarburos totales de petróleo inferior al 2 %. Por debajo de este nivel, se considera que las bacterias que contiene normalmente el suelo, pueden descontaminar sin ayuda la pequeña cantidad de hidrocarburos que ha quedado sin descomponer, y luego del correspondiente análisis, se declara liberado  ese suelo para otros usos.

Remoción manual de suelo contaminado con hidrocarburosRemoción manual de suelo contaminado con hidrocarburos

Además de las tareas de remediación efectuadas ante este tipo de incidentes, la Subsecretaría de Ecología controla periódicamente la calidad de las aguas subterráneas de la zona petrolera, para observar y prevenir posibles contaminaciones con petróleo o agua salada. Hasta el momento no se han registrado contaminaciones de este tipo, gracias al accionar de los técnicos del organismo, que se abocan diariamente a la tarea preventiva de todo tipo de acciones que puedan causar daño al ambiente.

En síntesis, se trabaja para generar una mayor conciencia ecológica buscando fomentar en cada uno de nosotros, un comportamiento amigable con el medioambiente, para que todos podamos tener una mejor calidad de vida. Uno de los principales desafíos que se ha propuesto la Subsecretaría de Ecología es precisamente extender esa toma de conciencia a todos los pampeanos.

 

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