Biorremediacion

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Biorremediacion

  1. 1. CONTENIDOINDICE DEPROTOCOLO………………………………………………………………..INDICE DE FIGURAS………………………………………………………….I INTRODUCCION……………………………………………………………..II OBJETIVOS…………………………………………………………………..III HIPOTESIS……………………………………………………………………IV REVISION DE LITERATURA………………………………………………. 4.1. Origen del petróleo……………………………………………………… 4.2. Localización del petróleo………………………………………………… 4.3. Composición del petróleo………………………………………………… 4.4. Características físicas y químicas del petróleo………………………… 4.1. Color………………………………………………………………… 4.2.Olor…………………………………………………………………….. 4.3. Densidad……………………………………………………………… 4.4.Sabor…………………………………………………………………… 4.5. Punto de ebullición………………………………………………….. 4.6. Punto de congelación……………………………………………….. 4.7. Punto de deflagración………………………………………………… 4.8. Punto de quema…………………………………………………… 4.9. Podercalorífico……………………………………………………….. 4.10. Calorespecífico……………………………………………………… 4.11. Calor latente de vaporización……………………………………….
  2. 2. 4.12.Viscosidad…………………………………………………………….. 4.12.1. Viscosidad relativa……………………………….………... 4.12.2. Viscosidad cinemática…………………………………….. 4.12.3. Viscosidad universal saybolt……………………………… 4.5. ¿Qué es la biorremediación?.......................................................... 4.5.1. Tipos de biorremediación…………………………………. 4.5.1.1. Degradación enzimática…………………………. 4.5.1.2. Remediación microbiana………………………… 4.5.1.3. Remediación con plantas (fitorremediación)….. 4.5.1.3.1. Tipos de fitorremediación…………….. 4.5.1.3.1.1.Fitorrecolección……………….. 4.5.1.3.1.1.1. Fitodegradación…………….. 4.5.1.3.1.1.2. Degradación intensificada. 4.5.1.3.1.1.3. Fitovolatización…………….. 4.5.1.3.1.2. Fitoextracción………………… 4.5.1.3.1.3. Rizofiltración…………………. 4.5.2. Tecnologías de biorremediación…………………………. 4.5.3. Tecnologías de biorremediación en México……………… 4.6. El reino de los hongos……………………………………………….. 4.6.1. Características de los hongos…………………………….. 4.6.2. Tipos de hongos……………………………………………. 4.6.2.1. Aspergillus……………………………………….. 4.6.2.2. Trichoderma sp…………………………………...
  3. 3. V. MATERIALES YMETODOS……………………………………………………… 5.1. Localización del área de estudio……………………………………………. 5.2. Análisis delaboratorio………………………………………………………… 5.2.1. Preparación de suelos y unidades experimentales…………….. 5.2.2. Tamaño de la población……………………………………………. 5.2.3. Porcentaje de degradación de HTP………………………………. 5.2.4. Porcentaje de humedad……………………………………………. 5.2.5. Cuantificación del metabolismo aeróbico del suelo…………….VI.CONCLUSIONES………………………………………………………………….VII.CRONOGRAMA…………………………………………………………………….VIII.BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………..IX.GLOSARIO…………………………………………………………………………INDICE DE PROTOCOLO 1. ANTECEDENTES………………………………………………………………. 2. JUSTIFICACIÓN…………………………………………………………………. 3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………………………. 4. MARCO TEÓRICO………………………………………………………………. 5. METODOLOGÍA…………………………………………………………………..INDICE DE FIGURASFigura. 1 Ave contaminada………………………………………………………….
  4. 4. Figura.2 Yacimientos Estratigráfico……………………………………………….Figura.3 Yacimientos Anticlinal…………………………………………………….Figura.4 Yacimientos en Falla……………………………………………………..Figura. 5 Diferentes modos de biorremediación…………………………………Figura.6 Procesos de incorporacion de sustancias a las plantas…………….Figura.7 Tecnicas de fitorrecolección…………………………………………….Figura.8 Destrucción de contaminantes orgánicos por fitodegradación…......Figura.9 Fitoextracción…………………………………………………………….Figura.10 Rizofiltración……………………………………………………………..Figura.11 Rizofiltración de semillas de girasol…………………………………..Figura.12 Tecnologías de remediación para suelos utilizadas en México porempresas autorizadas. SF: separación física; EV: extracción de vapores; DT: desorcióntérmica; C: centrifugación (Fuente: SEMARNAT 2002)………………..Figura.13 Mitospora de Aspergillus flavus………………………………………..Figura.14 Mitospora de Trichoderma sp…………………………………………..INTRODUCCION En el estado de Tabasco se encuentran un sinnúmero de sitios con diferentes nivelesde impacto ambiental, resultado de la actividad petrolera de aproximadamente cincuentaaños. Se debe buscar soluciones tecnológicas apropiadas para las condicionescaracterísticas de esta zona tropical. En este contexto se debe recalcar el valor dedesarrollar tecnologías de biorremediación como alternativas para la recuperación deecosistemas y agro-ecosistemas impactados. Es importante que dichas tecnologíastomen en cuenta las propiedades del trópico, sobre todo las temperaturas elevadas y laalta precipitación. La misma industria petrolera ha empezado investigaciones en esta área en losúltimos años. Petróleos Mexicanos (PEMEX), con ayuda del Instituto Mexicano delPetróleo (IMP), ha empezado a buscar medidas efectivas en términos de costo-beneficiopara recuperar algunos de los sitios contaminados más problemáticos en el surestemexicano, incluyendo al estado de Tabasco. La biorremediación es una de lastecnologías que se están investigando y está resultando una de las más prometedoras ymenos costosas. Debido a los datos obtenidos en una evaluación reciente realizada porPEMEX y el IMP en Tabasco occidental, actualmente se considera a la biorremediacióncomo uno de los medios más apropiados para la restauración de muchos sitioscontaminados.
  5. 5. Esta técnica de biorremediación consiste en acelerar el proceso natural, para mitigarla contaminación ambiental. En otras palabras, se trata del proceso en el que se empleanorganismos biológicos para resolver problemas específicos medioambientales, como lacontaminación de suelos y aguas. En ello juega un papel importante la investigación científica, especialmente en eldescubrimiento de nuevos organismos con mejores capacidades para descontaminar, elconocimiento profundo de su metabolismo y de las delicadas interacciones que seproducen entre los distintos microorganismos participantes, el agente contaminante y suentorno. La biorremediación se puede utilizar para atacar algunos contaminantes específicos,como los pesticidas clorados que son degradados por bacterias, o bien, de forma másgeneral como el caso de los derrames de petróleo, que se tratan empleando variastécnicas, incluyendo la adición de fertilizantes para facilitar la descomposición delcrudo ya sea por las bacterias, o por otra clase de organismos como los hongos. En este caso, nos enfocaremos a la utilización de los hongos Aspergilus yTrichoderma para la biorremediacion de suelos contaminados por hidrocarburos totalesde petróleo (HTP) en el ejido José Narciso Rovisora localizado en el municipio deHuimanguillo, Tabasco, México. Para ello se realizará un análisis en laboratorio, en elcual se estudiará y se obtendrá el tamaño de la población de hongos, el porcentaje dedegradación de hidrocarburos totales de petróleo, el porcentaje de humedad y lacuantificación del metabolismo aeróbico del suelo; todo ello para conocer que taneficiente son estos hongos al momento de la biorremediación de dichos suelos.ANTECEDENTESEn Tabasco es difícil determinar con exactitud la extensión de terreno contaminadodebido a los intereses políticos y económicos en la región, la exageración y confusiónen que se encuentran. En los últimos años se ha ido politizando el tema de “lacontaminación” y existe toda una “industria de la reclamación”. Beltrán en suinvestigación “LOS IMPACTOS DEL PETROLEO EN TABASCO” (1993), reportaque hay aproximadamente 7200 ha afectadas, de ellas más de 90 % está en pantanos ozonas inundables. Más recientemente, PEMEX, con apoyo del IMP, ha identificadoaproximadamente 300 ha contaminadas en el estado y 178 presas contaminadas condesechos aceitosos que están proyectadas para restauración. Mucha de esta diferencia sepodría atribuir a la definición de “áreas contaminadas”, y a los criterios usados paradeterminarla. Según Adams y Olan en su investigaciones “EVALUACION DEPRODUCTOS PARA LA BIORREMEDIACION DE SITIOS IMPACTADOS PORHIDROCARBUROS DE PETROLEO” y la tesis de Lic. En biología de la UniversidadJuárez Autónoma de Tabasco, “ESTIMACION DE CONCENTRACIONESBENIGNAS DE HIDROCARBUROS ALIFATICOS Y POLIAROMATICOS” nosdicen que la segunda estimación se acerca más a la realidad. Con respecto acontaminación de acuíferos, ha sido poca la preocupación hasta la fecha. Estoprobablemente se debe a la abundancia de agua que recibe la región [de aprox. 1600 a2000 mm precipitación anual] y al uso de agua superficial para consumo doméstico enmuchos municipios. Por ejemplo, en 1979, en el Golfo de México ocurrió el mayor escape de petróleo almar del pozo petrolero Ixtoc-1 cuando tardaron 8 meses en tapar la fuga y sederramaron cerca de 700 millones de Fig. 1 ave contaminada litros de petróleo enlas aguas del golfo, de lo cual se hizo gran propaganda. Algunos investigadores
  6. 6. consideran que los accidentes de los buque-tanques son responsables solamente del 10al 15 % del ingreso anual de petróleo al océano, pero los derrames concentrados puedencausar grandes impactos ecológicos y económicos sobre las áreas costeras. En 1983 ocurrió el mayor accidente en un buque-tanque, el Castillo de Beliver seincendió y derramó cerca de 300 millones de litros de petróleo en el océano, frente a lascostas de Ciudad del Cabo, en Sudáfrica. En marzo de 1989, el buque-tanque Exxon Valdez derramó a las aguas del golfo delPríncipe Guillermo, en Alaska, 41 millones de litros de petróleo crudo. Pero este tipo detragedias son mucho más comunes de lo que nos imaginamos, pues cada semanaocurren derrames de petróleo o de otras sustancias contaminantes.En trabajos anteriores se ha demostrado que la biorremediacion es uno de los métodosmas eficientes para la recuperación de los suelos como por ejemplo:Tenemos como referencia las siguientes tesis:“Potencial de la biorremediacion de suelo y agua impactados por petroleo en el tropicomexicano” (Randy H. Adams Schroeder1, Verónica I. Domínguez Rodríguez yLeonardo García Hernández, 1999), obteniendo los siguientes resultados:La biorremediación, como una tecnología, tiene un gran potencial en la recuperación desitios contaminados por hidrocarburos de petróleo en el alimento, y además pertenecena los mismos géneros científicos que las bacterias oleofílicas de regiones templadas.Estas se estimulan considerablemente en presencia de hidrocarburos. Los estudiosrecientes, realizados en el trópico petrolero mexicano, indican la existencia de bacteriasnativas degradadoras de petróleo en suelos regionales y recortes de perforación, lascuales se adaptan a las condiciones climáticas del trópico. Además, la contaminaciónpor petróleo tiende a estimular las poblaciones microbianas de esta región. Laaplicación de estos resultados tiene un gran potencial para la remediación de los sitiosimpactados por hidrocarburos en la región. Propiamente aplicada, la utilización demicroorganismos nativos en la biorremediación debe resultar en un aumento de laeficiencia en la remediación a un costo significativamente bajo.“Adaptación y pruebas de biorregeneracion del petróleo crudo in vitro por los hongosfilamentosos trichoderma y penicillium” (Flor Maria Garcia Avalos, Isabel CristinaGonzalez Quiroz, 2007), obteniendo los siguientes resultados:Con respecto a la tasa de degradación de los hidrocarburos por el consorcio de hongosfilamentoso (Trichoderma y Penicillium), se encontró que el mayor porcentaje debiodegradación se dio en el tratamiento con 50000 mg kg-1 de HTP con 51.03% dedegradación, en comparación con resto de los tratamientos evaluados.JUSTIFICACIÓNComo se sabe la contaminación se debe al mal uso de los recursos naturales que elmundo ofrece, debido a esto en la actualidad hay algunas empresas que se estánhaciendo responsables de sus actos y están buscando técnicas o medidas (económicas)
  7. 7. que disminuyan el impacto ambiental que han causado, de acuerdo a “las normasambientales”.Es por eso que en este proyecto se utilizará la biorremediación para el tratamiento desuelos contaminados por hidrocarburos en el ejido José Narciso Rovirosa, que seencuentra en el municipio de Huimanguillo Tabasco. Ya que en dicho lugar ocurrió unafuga de aceite de una tubería de 24 pulg. Debido a que no se tomo en cuenta la vida útilde ese oleoducto y esto trajo consigo la corrosividad de dicha tubería y su desgaste,provocando una ruptura en ella.La técnica a utilizar es la de biorremediación ex -situ que es cuando el contaminante seextrae y se degrada en otro sitio en condiciones controladas de laboratorio. Para ello seempleara también la técnica de estudio in vitro, que es una técnica para realizardeterminados experimentos en tubos de ensaye o bien, en un ambiente controlado.Con esto, conoceremos lo necesario para evaluar el comportamiento de los hongosAspergillus y Trichoderma en la biorremediación de suelos contaminados con petróleo,y con ello contribuir al desarrollo de esta tecnología para hacer de nuestro planeta unlugar mejor para vivir.Este proyecto se realizará con la finalidad de conocer y comprender la importancia depoder aplicar la biorremediación para reducir la contaminación ambiental ya que hoy endía es uno de los temas de mayor relevancia debido a las consecuencias que a traídoconsigo el contaminar el medio ambiente donde vivimos (suelo ,agua, aire).En el caso de que el derrame sea en el suelo el proceso es diferente, la oxidación esllevada a cabo por hongos y bacterias y el movimiento del hidrocarburo es más vertical,además el proceso de humificación tiende a atrapar el residuo haciéndolo máspersistente. En este caso el factor limitante no está en la disponibilidad de nutrientessino que la disponibilidad de oxigeno es baja, por lo que se debe aerear el suelo oagregar peróxido de hidrogeno (H2O2) para mejora el proceso.Algunas bacterias y hongos producen melanina para impedir que los metales pesados(sus cationes) provenientes de desechos industriales: fábricas metalúrgicas, curtiembres,fábricas de pintura, etc., ingresen al interior de la célula.La degradación microbiana de las moléculas organicas es un proceso natural donde losmicroorganismos alteran y destruyen las moléculas organicas en diversos metabolismosy en el mejor de los casos a CO2 + H2 O.Esta investigación será de gran importancia para conocer mejor como actúan dichoshongos en la biorremediación de suelos contaminados y con ello poder aplicarlos pararegenerar el suelo del ejido José Narciso Rovirosa y así ser aprovechados nuevamenteen beneficio de la comunidad.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAEsta investigación se hará con el objetivo de subsanar el suelo contaminado porhidrocarburos totales de petróleo (HTP) en el ejido José Narciso Rovirosa, que seencuentra en el municipio de Huimanguillo, Tabasco.
  8. 8. Esta problemática surge debido a las altas concentraciones de HTP en los suelos de estazona, y ala necesidad de poder devolver a la naturaleza, un suelo en optimascondiciones para que la vida en el pueda crecer y desarrollarse de manera normal y conello, hacer de nuestro estado y de nuestro planeta en general, un lugar mas limpio paralas generaciones futuras.Además, con esta investigación se pretende evaluar que tan efectivos son los hongosAspergillius y Trichoderma en el proceso de degradación de HTP en estos sueloscontaminados y de esta forma saber si son favorables para su utilización de nuevacuenta en la agricultura.MARCO TEÓRICOSe aplicó la técnica de Biorremediación a un área impactada (20m3) con 58 barriles depetróleo crudo de 14º API (petróleo pesado) de viscosidad aledaña a un pozo depetrolero situado en Lima Perú. El seguimiento de los tratamientos se realizó medianteanálisis químicos y microbiológicos utilizando técnicas valorimétricas, gravimétricas yespetrofotométricas, mensualmente durante 369 días. El área fue humectada y aireadaperiódicamente mediante un tractor con arado de disco.Se observó una disminución en la concentración de hidrocarburos totales del petróleohasta obtener valores inferiores al 1% recomendado por las normas internacionales, Selogró recuperar el suelo impactado en un periodo de un año. Se identificaron especies demicroorganismos degradadores de hidrocarburos en el suelo tratado. No se encontrótoxicidad por ninguno de los métodos empleados en el suelo tratado. Se sembraronplantas en el área tratada (Piñon de jardín), que esto no fue efectivo, ya que las plantasautóctonas de la zona resultaron más efectivas, de acuerdo con las condicionesexistentes en el suelo. El análisis económico del proceso de Biorremediación arrojóvalores dentro del rango internacional estipulado para este tratamiento. (Escalante,2002)METODOLOGÍAOBJETIVO GENERAL • Evaluar el potencial que presentan los hongos Aspergillus y Trichoderma de lossuelos contaminados por hidrocarburos totales de petróleo (HTP) en el ejido JoséNarciso Rovirosa, que se encuentra en el municipio de Huimanguillo Tabasco.OBJETIVOS PARTICULARES ← Conocer el comportamiento de los hongos del género Aspergillus y Trichodermaen suelo contaminado con petróleo, a través del tamaño de la población y la tasa derespiración. ← Analizar el porcentaje de degradación de hidrocarburos totales del petróleo crudo;realizado por la bioestimulaciòn a través de los hongos Aspergillus y Trichoderma con ysin petróleo. HIPÓTESIS
  9. 9. Los hongos Aspergillus y Trichoderma tienen la capacidad de regenerar suelosimpactados con petróleo y poseen el potencial para descontaminar suelos contaminadospor HTP en la zona de la Venta, Tabasco.REVISIÓN DE LITERATURALos niveles de contaminación varían mucho según las fuentes de hidrocarburos y laantigüedad de las instalaciones petroleras. En el extremo occidente del estado deTabasco, donde la mayoría de las instalaciones son más antiguas (algunas alrededor de50 años), es más común tener derrames de hidrocarburos de tubos corroídos. Por logeneral la extensión de un derrame es una mancha de aproximadamente 5 ha, en la cualla concentración de hidrocarburos puede ser hasta de 30 %. Alrededor de estas áreas seextiende la contaminación, pero en concentraciones mucho menores y presentan unatoxicidad muy baja hasta ser casi nula. En la zona norte y noreste del estado conactividad petrolera más reciente, las técnicas usadas para cuidar el medio ambientefueron mejorando a través de los años. En esta zona de Tabasco los ductos son másnuevos, y muchos tienen recubrimientos para reducir la corrosión. Debido a esto, losderrames por corrosión de líneas son mucho menores. Además, el diseño, construccióny manejo de presas de desechos fueron mejorando y se encuentran mucho menosproblemas por filtraciones y escurrimientos. En esta parte del estado es raro encontrarzonas con manchas obvias de aceite. Cerca de pozos petroleros la extensión dehidrocarburos es normalmente mucho menos de 1 ha y con concentraciones menoresque 1000 ppm (muchas veces menores que 200 ppm), y que presentan una toxicidadcasi nula. Cabe mencionar que la nueva política de PEMEX es no dejar desechosaceitosos en presas durante la perforación de pozos. Cuando entra a la fase deperforación que requiere lodos de tipo inverso, éstos se reciclan todo lo posible, y los yagastados, así como los recortes contaminados, se depositan en una presa de concreto contecho de lámina. (El techo es para prevenir desbordes que resultan de los “aguaceros”, olluvias fuertes de la región.) Periódicamente estos desechos son recolectados paratratamiento en un sitio que es céntrico para varios pozos.ORIGEN DEL PETRÓLEOFactores para su formación: • Ausencia de aire • Restos de plantas y animales (sobre todo, plancton marino) • Gran presión de las capas de tierra • Altas temperaturas • Acción de bacteriasLos restos de animales y plantas, cubiertos por arcilla y tierra durante muchos millonesde años –sometidos por tanto a grandes presiones y altas temperaturas, junto con laacción de bacterias anaerobias (es decir, que viven en ausencia de aire) provocan laformación del petróleo.El hecho de que su origen sea muy diverso, dependiendo de la combinación de losfactores anteriormente citados, provoca que su presencia sea también muy variada:líquido, dentro de rocas porosas y entre los huecos de las piedras; volátil, es decir, unlíquido que se vuelve gas al contacto con el aire; semisólido, con textura de ceras. En
  10. 10. cualquier caso, el petróleo, de por sí, es un líquido y se encuentra mezclado con gases ycon agua.LOCALIZACIÓN DEL PETRÓLEO|[pic] ||Fig.2 Yacimientos Estratigráfico |Al ser un compuesto líquido, su presencia no se localiza habitualmente en el lugar en elque se generó, sino que ha sufrido previamente un movimiento vertical o lateral,filtrándose a través de rocas porosas, a veces una distancia considerable, hasta encontraruna salida al exterior, en cuyo caso parte se evapora y parte se oxida al contactar con elaire, con lo cual el petróleo en sí desaparece o hasta encontrar una roca no porosa que leimpide la salida. Entonces se habla de un yacimiento.|[pic] |[pic] ||Fig.3 Yacimientos Anticlinal |Fig. 4 Yacimientos en Falla |Estratigráficos: En forma de cuña alargada que se inserta entre dos estratos.Anticlinal: En un repliegue del subsuelo, que almacena el petróleo en el arqueamientodel terreno.Falla: Cuando el terreno se fractura, los estratos que antes coincidían se separan. Si elestrato que contenía petróleo encuentra entonces una roca no porosa, se forma la bolsa oyacimiento.En las últimas décadas se ha desarrollado enormemente la búsqueda de yacimientosbajo el mar, los cuales, si bien tienen similares características que los terrestres encuanto a estructura de las bolsas, presentan muchas mayores dificultades a la hora de sulocalización y, por añadidura, de su explotación.COMPOSICIÓN DEL PETRÓLEOEl petróleo es un compuesto de origen orgánico, más denso que el agua y de un olorfuerte y característico. Se extrae de la superficie terrestre y después es almacenado engrandes depósitos y enviado mediante oleoductos (vía terrestre) o por los grandesbarcos petrolíferos (vía marítima) a las partes del mundo donde es necesario.En numerosas ocasiones se utiliza la palabra crudo para denominar al petróleo sinrefinar.Los hidrocarburos están formados por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre.La composición media del petróleo sería 85%C, 12%H y 3% S+O+N, además de varioselementos metálicos. La composición de los crudos varía dependiendo del lugar dondese han formado. Las diferencias entre unos y otros se deben, a las distintas proporcionesde las diferentes fracciones de hidrocarburos, y a la variación en la concentración deazufre, nitrógeno y metales.En las refinerías el crudo pasa a convertirse en un derivado del petróleo. El proceso derefinado pretende: • Separar el crudo en fracciones diferentes mediante destilación fraccionada ofraccionamiento del crudo. • Convertir las fracciones que tienen una menor demanda en el mercado en otras demayor demanda. Esto se realiza gracias a la técnica de ruptura térmica o catalítica(craqueo).
  11. 11. • Craqueo térmico: Consiste en la ruptura de las cadenas carbonadas y acción de calora una temperatura de entre 400 – 650ºC. De esta ruptura se obtienenparafinas cortas, olefinas, naftalenos o aromáticos. • Craqueo catalítico: Mejoras en el craqueo térmico mediante el empleo decatalizadores. • Modificar las cadenas de carbono de las gasolinas para aumentar la calidad delcarburante (reformado) y elevando el poder antidetonante de la gasolina. Los catalizadores de reformado tienen dos funciones químicas diferentes: Función metálica: Las reacciones que catalizan los metales (Pt, Re, Ir) en esteproceso son las de hidrogenación y deshidrogenación. Función ácida: Esta función la realiza el cloro, y tiene como misión llevar a cabo lasreacciones de isomerización de n-parafinas, así como catalizar algunas etapas delproceso de reformado. • Realizar un refinado adicional para eliminar los componentes no deseados, como elazufre.CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL PETRÓLEO. • Color:Generalmente se piensa que todos los crudos son de color negro, lo cual ha dado origena cierta sinonimia y calificativos: "oro negro", "más negro que el petróleo crudo". Sinembargo por transmisión de la luz, los crudos pueden tener color amarillo pálido, tonosde rojo y marrón hasta llegar a negro. Por reflexión de la luz pueden aparecer verdes,amarillos con tonos azules, rojo, marrón y negro. Los crudos pesados y extrapesadosson negro casi en su totalidad. Crudos con altísimo contenido de cera son livianos y decolor amarillo; por la noche al bajar bastante la temperatura tienden a solidificarsenotablemente y durante el día, cuando arrecia el sol, muestra cierto hervor en el tanque.El crudo más liviano o condensado llega a tener un color blanquecino, lechoso y a vecesse usa en el campo como gasolina cruda. • Olor:El olor de los crudos es aromático como el de la gasolina, del querosene u otrosderivados. Si el crudo contiene azufre tiene un olor fuerte y hasta repugnante, como elde huevo podrido. Si contiene sulfuro de hidrogeno, los vapores son irritantes, tóxicos yhasta mortíferos. Para atestiguar la buena o rancia calidad de los crudos es común que laindustria los designe como dulces o agrios. • Densidad:Los crudos pueden pesar menos que el agua (livianos y medianos) o tanto o más que elagua (pesados y extrapesados). De allí que la densidad pueda tener un valor de 0,75 a1,1. Estos dos rangos equivalen a 57,2 y -3 ºAPI.La densidad, la gravedad especifica o los grados API (API es la abreviatura deAmerican Petroleum Institute). Denota la relación correspondiente de peso específico yde fluidez de los crudos con respecto al agua.Gravedad Especifica = 140 / 130 + n.Gravedad Especifica = 145 / 145 – n.N = representa la lectura en grados indicada por el hidrómetro Baumé inmerso en elliquido.La ecuación general de API es la siguiente:Gravedad especifica = 141,5 / 131,5 + ºAPI.(A 60 ºF ó 15,5 ºC).ºAPI = 141,5 / gravedad especifica – 131,5
  12. 12. La clasificación de los crudos por rango de gravedad ºAPI utilizada en la industriavenezolana de los hidrocarburos, a 15,5 ºC (60 ºF) es como sigue:Extrapesados, menos de 16 º.Pesados, menos de 21,9 º.Medianos 22,0 – 29,9 º.Livianos 30 º y más.Superlivianos 40 º en adelante. • Sabor:El sabor de un crudo es una propiedad que se torna importante cuando el contenido desal es bastante alto. Esta circunstancia requiere que el crudo sea tratado adecuadamenteen las instalaciones de producción del campo para ajustarle la sal al mínimo (gramospor metro cúbico) aceptable por compradores y refinerías. • Punto de ebullición:No es constante, Debido a sus constituyentes varía algo menos que la temperaturaatmosférica hasta la temperatura igual o por encima de 300 ºC. • Punto de congelación:Varía desde 15,5 ºC hasta la temperatura de -45 ºC. Depende de las propiedades ycaracterísticas de cada crudo o derivado. Este factor es de importancia al considerar eltransporte de los hidrocarburos y las estaciones, principalmente el invierno y las tierrasgélidas. • Punto de deflagración:Varía desde -12 ºC hasta 110 ºC. Reacción vigorosa que produce calor acompañado dellamas y/o chispas. • Punto de quema:Varía desde 2 ºC hasta 155 ºC. • Poder calorífico:Puede ser entre 8.500 a 11.350 calorías/gramo. Entre BTU/libra puede ser de 15.350 a22.000. (BTU es la unidad térmica británica). • Calor especifico:Varía entre 0,40 y 0,52. El promedio de la mayoría de los crudos es de 0,45. Es larelación de cantidad de calor requerida para elevar su temperatura un grado respecto a larequerida para elevar un grado la temperatura de igual volumen o masa de agua. • Calor latente de vaporización:Para la mayoría de los hidrocarburos parafínicos y metilenos acusa entre 70 a 90kilocalorías/kilogramo ó 130 a 160 BTU/libra. • Viscosidad:La viscosidad es una de las características más importantes de los hidrocarburos en losaspectos operacionales de producción, transporte, refinación y petroquímica. Laviscosidad, que indica la resistencia que opone el crudo al flujo interno, se obtiene porvarios métodos y se le designa por varios valores de medición. El poise o centipoise(0,01 poise) se define como la fuerza requerida en dinas para mover un plano de uncentímetro cuadrado de área, sobre otro de igual área y separado un centímetro dedistancia entre sí y con el espacio relleno del líquido investigado, para obtener undesplazamiento de un centímetro en un segundo. La viscosidad de los crudos en elyacimiento puede tener 0,2 hasta más de 1.000 centipoise. Es muy importante el efectode la temperatura sobre la viscosidad de los crudos, en el yacimiento o en la superficie,especialmente concerniente a crudos pesados y extrapesados. o Viscosidad relativa: es la relación de la viscosidad del fluido respecto a la delagua. A 20 ºC la viscosidad del agua pura es de 1.002 centipoise.
  13. 13. o Viscosidad cinemática: es equivalente a la viscosidad expresada en centipoisesdividida por la gravedad específica, a la misma temperatura. Se designa en stokes ocentistokes. o Viscosidad Universal Saybolt: representa el tiempo en segundos para que unflujo de 60 centímetros cúbicos salga de un recipiente tubular por medio de un orificio,debidamente calibrado y dispuesto en el fondo del recipiente, el cual se ha mantenido atemperatura constante.¿QUÉ ES LA BIORREMEDIACIÓN?El concepto de biorremediación se utiliza para describir una variedad de sistemas queutilizan organismos vivos (plantas, hongos, bacterias, entre otros), para remover(extraer), degradar (biodegradar) o transformar (biotransformar) compuestos orgánicostóxicos en productos metabólicos menos tóxicos o inocuos. Los procesos biológicos queinvolucran enzimas como catalizadores, pueden modificar moléculas orgánicasproduciendo cambios en su estructura así como en sus propiedades toxicológicasincluso, dar como resultado la completa conversión de dichos compuestos en productosinorgánicos como agua, CO2 o formas inorgánicas de N, P y S; además de componentescelulares y productos de las rutas metabólicas (mineralización).La biorremediación puede emplear organismos propios del sitio (autóctonos) o ajenos aéste (exógenos), y llevarse a cabo en condiciones aerobias (en presencia de oxígeno) oanaerobias (sin oxígeno). Al igual que otras tecnologías de remediación, labiorremediación puede realizarse en el mismo sitio sin necesidad de excavar el materialcontaminado (in situ), o bien excavando el material para tratarlo en el sitio (on site) ofuera de él (ex situ). Aunque no todos los compuestos orgánicos son susceptibles a labiodegradación, los procesos de biorremediación se han usado con éxito para tratarsuelos, lodos y sedimentos contaminados por hidrocarburos totales del petróleo (HTP),solventes, explosivos, clorofenoles, pesticidas e hidrocarburos aromáticos policíclicos(HAP).Tipos de biorremediaciónEn los procesos de biorremediación generalmente se emplean mezclas de ciertosmicroorganismos o plantas capaces de degradar o acumular sustancias contaminantestales como metales pesados y compuestos orgánicos derivados de petróleo o sintéticos.Básicamente, los procesos de biorremediación pueden ser de tres tipos:[pic]FIG 5. Diferentes modos de biorremediación.1. Degradación enzimáticaEste tipo de degradación consiste en el empleo de enzimas en el sitio contaminado conel fin de degradar las sustancias nocivas. Estas enzimas se obtienen en cantidadesindustriales por bacterias que las producen naturalmente, o por bacterias modificadasgenéticamente que son comercializadas por las empresas biotecnológicas.Por ejemplo, existe un amplio número de industrias de procesamiento de alimentos queproducen residuos que necesariamente deben ser posteriormente tratados.
  14. 14. En estos casos, se aplican grupos de enzimas que hidrolizar (rompen) polímeroscomplejos para luego terminar de degradarlos con el uso de microorganismos. Unejemplo lo constituyen las enzimas lipasas (que degradan lípidos) que se usan junto acultivos bacterianos para eliminar los depósitos de grasa procedentes de las paredes delas tuberías que transportan los efluentes.Otras enzimas que rompen polímeros utilizados de forma similar son las celulosas,proteinasas y amilasas, que degradan celulosa, proteínas y almidón, respectivamente.Además de hidrolizar estos polímeros, existen enzimas capaces de degradar compuestosaltamente tóxicos. Estas enzimas son utilizadas en tratamientos en donde losmicroorganismos no pueden desarrollarse debido a la alta toxicidad de loscontaminantes. Por ejemplo, se emplea la enzima peroxidasa para iniciar la degradaciónde fenoles y aminas aromáticas presentes en aguas residuales de muchas industrias. 2. Remediación microbianaEn este tipo de remediación se usan microorganismos directamente en el foco de lacontaminación. Los microorganismos utilizados en biorremediación pueden ser los yaexistentes (autóctonos) en el sitio contaminado o pueden provenir de otros ecosistemas,en cuyo caso deben ser agregados o inoculadosLa descontaminación se produce debido a la capacidad natural que tienen ciertosorganismos de transformar moléculas orgánicas en sustancias más pequeñas, queresultan menos tóxicas. El hombre ha aprendido a aprovechar estos procesosmetabólicos de los microorganismos. De esta forma, los microorganismos que puedendegradar compuestos tóxicos para el ambiente y convertirlos en compuestos inocuos omenos tóxicos, se aprovechan en el proceso de biorremediación. De esta forma, reducenla polución de los sistemas acuáticos y terrestres.La gran diversidad de microorganismos existente ofrece muchos recursos para limpiarel medio ambiente y, en la actualidad, esta área está siendo objeto de intensainvestigación.Existen, por ejemplo, bacterias y hongos que pueden degradar con relativa facilidadpetróleo y sus derivados, benceno, tolueno, acetona, pesticidas, herbicidas, éteres,alcoholes simples, entre otros. Los metales pesados como uranio, cadmio y mercurio noson biodegradables, pero las bacterias pueden concentrarlos de tal manera de aislarlospara que sean eliminados más fácilmente.3. Remediación con plantas (fitorremediación)La fitorremediación es el uso de plantas para limpiar ambientes contaminados. Aunquese encuentra en desarrollo, constituye una estrategia muy interesante, debido a lacapacidad que tienen algunas especies vegetales de absorber, acumular y/o tolerar altasconcentraciones de contaminantes como metales pesados, compuestos orgánicos yradioactivos. La fitorremediación ofrece algunas ventajas y desventajas frente a losotros tipos de biorremediación:Ventajas:
  15. 15. ✓ Las plantas pueden ser utilizadas como bombas extractoras de bajo costo paradepurar suelos y aguas contaminadas. ✓ Algunos procesos degradativos ocurren en forma más rápida con plantas que conmicroorganismos. ✓ Es un método apropiado para descontaminar superficies grandes o para finalizar ladescontaminación de áreas restringidas en plazos largos.Limitaciones: ✓ El proceso se limita a la profundidad de penetración de las raíces o aguas pocoprofundas. ✓ Los tiempos del proceso pueden ser muy prolongados. ✓ La biodisponibilidad de los compuestos o metales es un factor limitante de lacaptación.Las plantas pueden incorporar las sustancias contaminantes mediante distintos procesosque se representan en la siguiente ilustración y se explican en la tabla que continúa:[pic]Fig. 6. Procesos de incorporacion desustancias a las plantasTipos de fitorremediaciónTipos de fitorremediación, en donde se indica la zona de la planta en donde ocurre elproceso.FitocorrecciónLa fitocorrección es un término general que hace referencia a varios usos de las plantasy árboles para descontaminar suelos contaminados mediante la extracción de loscontaminantes del suelo y del agua. Las plantas actúan como filtros biológicos quepueden descomponer o estabilizar metales pesados o bien degradar componentesorgánicos. La fitocorrección se combina con otros métodos de limpieza en la etapa de"acabado."Se usa especialmente para emplazamientos que hayan sido contaminados con metales,plaguicidas, solventes, explosivos, petróleo, hidrocarburos aromáticos policíclicos ylixiviados en vertederos.Por tanto, sus características principales son:- Es una técnica de limpieza pasiva, estéticamente agradable y dependiente de la energíasolar.- Se emplean en zonas no muy extensas y donde la contaminación no está a muchaprofundidad.- Es una técnica empleada para un amplio rango de contaminantes. Aunque las medidas fitocorrectoras son mucho más lentas que los métodos mecánicosy llegan solamente a la profundidad hasta la cual llegan las raíces, pueden eliminar losúltimos restos de contaminantes atrapados en el suelo que a veces quedan con lastécnicas mecánicas de tratamiento.
  16. 16. Parece ser que cuando se emplean árboles en vez de plantas más pequeñas lacontaminación se puede tratar a mayor profundidad porque las raíces de los árbolespenetran a mayor profundidad en el suelo.Los contaminantes orgánicos están presentes en gran cantidad de emplazamientoscontaminados.Existen varias técnicas de fitocorrección para tratar estos contaminantes, entre las que seencuentran: - Fitodegradación - Biodegradación mejorada de la rizosfera - Bombeo orgánico - Fitovolatilización[pic]Fig. 7. Tecnicas de fitorrecolección.FitodegradaciónConsiste en la degradación de los contaminantes orgánicos llevada a cabo por lasplantas. En determinadas ocasiones, los contaminantes degradados en moléculas mássimples le van a servir a la planta para acelerar su crecimiento. Algunas de las enzimaspresentes en la planta descomponen estos contaminantes en productos utilizables para elmetabolismo de la planta. Algunos tipos de enzimas de la planta pueden degradarsolventes clorados, tales como tricloroetileno (TCE), otras pueden descomponerherbicidas.| ||Fig.8 Destrucción de contaminantes orgánicos por fitodegradación. |Degradación intensificadaEste proceso se produce en la parte de la tierra del emplazamiento que rodea las raícesde las plantas (rizosfera). Los microorganismos presentes en el emplazamientoconsumen y digieren sustancias orgánicas de las que obtienen energía. Algunas de estassustancias pueden ser combustibles o solventes.Las sustancias naturales liberadas al medio por las raíces de las plantas (azúcar, alcoholy ácidos) contienen carbono orgánico, del cual se alimentan los microorganismos delsuelo. Los nutrientes adicionales aumentan la actividad de los microorganismos,acelerando el proceso de descontaminación.Las plantas también van a mejorar la biodegradación porque aflojan la tierra ytransportan agua al sitio contaminado.Bombeo orgánico Bombeo orgánico mediante las raíces de los árboles
  17. 17. Cuando las raíces de los árboles profundizan hacia el nivel freática forman una densamasa de raíces que puede absorber gran cantidad de agua. Un excelente árbol es elálamo (Populus alba) que observe del orden de 113 litros agua/día existiendo unavariedad del mismo (Populus deltoides) que puede absorber hasta 1.325 l/día.La acción de bombeo de las raíces disminuye la tendencia de los contaminantessuperficiales a descender hacia el agua subterránea. En zonas agrícolas los álamosplantados a lo largo de los cursos de agua reducen el excedente de fertilizantes yherbicidas que pudieran dirigirse a los cursos de agua o al agua subterránea. Por otrolado, los árboles plantados en vertederos ejercen de sustitutos orgánicos de la tradicionalcapa de arcilla o de plástico al absorber agua de lluvia que, de otro modo, se podríafiltrar por el vertedero en forma de lixiviado contaminado.| |FitovolatilizaciónSe produce a medida que los árboles y otras plantas en crecimiento absorben agua juntocon contaminantes orgánicos. Algunos de los contaminantes pueden llegar hasta lashojas y evaporarse o volatilizarse en la atmósfera. Los álamos, por ejemplo, volatilizanel 90% del TCE que absorben.FitoextracciónEn lugares contaminados con metales, se usan plantas para estabilizar o retirar losmetales del suelo y del agua subterránea por medio de dos mecanismos: fitoextracción yrizofiltración.La fitoextracción o fitoacumulación: Consiste en la absorción de metales contaminantesmediante las raíces de las plantas y su acumulación en tallos y hojas.Existen variedades de plantas muy adecuadas para este uso debido a que absorben grancantidad de metales, en comparación con otras especies.El primer paso para la aplicación de la técnica es la selección de las especies de plantamás adecuada para los metales presentes y las características del emplazamiento. Unavez completado el crecimiento vegetativo de la planta el siguiente paso es cortarlas yproceder a su incineración, procediéndose al traslado de las cenizas a un vertedero deseguridad. También se pueden transformar las plantas en abono vegetal para reciclar losmetales. El proceso se puede repetir ilimitadamente hasta que la concentraciónremanente de metales en el suelo esté dentro de los límites considerados aceptables.La utilidad del método reside en que las cenizas apenas ocuparán el 10% del volumenque ocuparían los desechos en el caso de que el suelo fuese excavado para tratarlo.Los mejores candidatos para la fitoextracción son el níquel, el cinc y el cobre porqueson los preferidos de las 400 plantas, aproximadamente que se sabe que absorbencantidades extraordinarias de metales. Se están estudiando y probando plantas queabsorben plomo y cromo.
  18. 18. [pic]Fig. 9. FitoextracciónRizofiltraciónEs una técnica, aún en proceso de investigación, para descontaminar agua conpresencia de metales.Aunque la rizofiltración es una técnica parecida a la fitoextracción en esta las plantasque se utilizan para descontaminar se cultivan en invernaderos con las raíces sumergidasen agua, en vez de en tierra.Cuando el sistema radicular de la planta está bien desarrollado se recoge el aguacontaminada del emplazamiento a restaurar, se transporta hasta el lugar de crecimientode las plantas (invernadero) y se colocan las plantas en esa agua.[pic]Fig. 10. Rizofiltración.Las raíces van a absorber los contaminantes del agua. A medida que las raíces se vansaturando en agua se van cortando y eliminando.Por ejemplo se utilizaron semillas de girasol para descontaminar residuos radiactivos enuna laguna en un experimento piloto en Chernobyl (Ucrania).[pic]Fig. 11. Rizofiltración de semillas de girasolAdemás de extraer metales del agua esta técnica puede ser utilizada para eliminarresiduos industriales, escorrentía de tierras agrícolas, drenaje de minas de ácidos ycontaminantes radiactivos.TECNOLOGÍAS DE BIORREMEDIACIÓNEl uso de tecnologías de biorremediación para el tratamiento de sitios contaminados, esrelativamente reciente y presenta varias ventajas respecto de los métodos físico-químicos tradicionales. Algunas de estas ventajas son: (i) bajos costos de instalación yoperación; (ii) es una tecnología simple y de fácil aplicación; (iii) es un tratamientoseguro con un mínimo de riesgos a la salud y (iv) es un tratamiento tecnológicamenteefectivo.De acuerdo con estudios realizados en los Estados Unidos de América y el ReinoUnido, el mercado de la biorremediación para el tratamiento de suelos contaminados seha incrementado debido a que los costos pueden reducirse entre 65% y 80%, respecto delos métodos físico-químicos. La aceptación de la biorremediación como una estrategiade limpieza viable, en muchos casos, depende de sus costos. Es decir, cuando el métodobiológico propuesto es menos costoso que los tratamientos físicos y químicos viablespara el tratamiento de un sitio y de un contaminante en particular. Asimismo, muchas delas estrategias de biorremediación son competitivas en términos de costos y eficienciasobre una matriz contaminada. Entre las tecnologías de biorremediación más comunes,se encuentran las siguientes:
  19. 19. 1. Bioestimulación. Implica la adición de oxígeno y/o nutrientes en el suelocontaminado con el fin de estimular la actividad de los microorganismos autóctonos ycon ello la biodegradación de los contaminantes. 2. Bioaumentación. Consiste en la adición de microorganismos vivos que tienen lacapacidad de degradar el contaminante en cuestión y así promover su biodegradación obiotransformación. 3. Biolabranza. El suelo contaminado se mezcla con agentes de volumen y nutrientes, yse remueve (labra) periódicamente para favorecer su aireación. Durante la biolabranza,el suelo contaminado se mezcla con suelo limpio. 4. Bioventeo. Consiste en estimular la biodegradación aerobia de un contaminante pormedio del suministro de aire en el sitio contaminado. 5. Fitorremediación. Es un proceso que utiliza plantas para remover, transferir,estabilizar, concentrar y/o destruir contaminantes (orgánicos e inorgánicos) en suelos osedimentos. 6. Biorreactores. Es la tecnología más adecuada para casos en que los peligrospotenciales de descargas y emisiones sean serios. Permite la combinación controlada yeficiente de procesos químicos, físicos y biológicos, que mejoran y aceleran labiodegradación. 7. Biodegradación en fase sólida. Este tipo de tecnología generalmente se lleva a caboex situ, e incluye el composteo, las pilas estáticas y las pilas alargadas que se describecon detalle más adelante.LAS TECNOLOGÍAS DE BIORREMEDIACIÓN EN MÉXICOEn el mercado ambiental de nuestro país, actualmente existe una cantidad considerablede empresas nacionales e internacionales que ofrecen diferentes tipos de tecnologíaspara la remediación de sitios contaminados. Asimismo, con el propósito de establecerun control acerca de las tecnologías que se ofrecen y conocer sus posibilidades reales deéxito, se inició en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México el 18 de agosto de1997. La aplicación obligatoria de la Licencia Ambiental Única (LAU), para todasaquellas empresas que realizan trabajos de remediación de suelos. Ello de conformidadcon el acuerdo sectorial publicado en el Diario Oficial de la Federación (DOF) del 11 deabril de 1997. Posteriormente, se publicó el acuerdo delegatorio respectivo en el DOFdel 3 de diciembre de 1998, y a partir del 4 de enero de 1999 la LAU es emitida por lasdelegaciones federales de la SEMARNAT en los estados de Aguascalientes, BajaCalifornia, Coahuila, Chihuahua, México, Guanajuato, Hidalgo, Jalisco, Nuevo León,Puebla, Querétaro, San Luis Potosí, Sonora, Tamaulipas, Tlaxcala y Veracruz. Para elresto de los estados, el trámite de la licencia está centralizado.De las tecnologías que ofrecen las empresas que cuentan con permisos para remediarsuelos contaminados, todas están enfocadas exclusivamente a la remediación de sitioscontaminados por compuestos orgánicos. Dentro de los contaminantes tratados conmayor frecuencia, se encuentran los HTP y los HAP, lodos aceitosos, lodos deperforación y recortes de perforación. De un total de 57 empresas autorizadas, ningunaofrece servicios para la restauración de suelos contaminados por metales (segúninformes de la SEMARNAT en el 2002).De acuerdo con datos proporcionados por 40 empresas autorizadas para remediar sueloscontaminados por diferentes tipos de contaminantes, dentro de las tecnologías máscomúnmente empleadas se encuentran las biológicas (biorremediación, con 48%),siendo las más utilizadas el composteo y la biolabranza. El lavado de suelos, laoxidación química y la separación física constituyen otra parte importante de lastecnologías más empleadas en México (figura 12).[pic]
  20. 20. Figura 12. Tecnologías de remediación para suelos utilizadas en México por empresasautorizadas. SF: separación física; EV: extracción de vapores; DT: desorción térmica;C: centrifugación (Fuente: SEMARNAT 2002).A pesar de que existe información acerca de las tecnologías de biorremediación que seemplean en México, se aprecian ciertas deficiencias en el manejo y conocimiento deestos procesos por algunas de las empresas dedicadas a esta actividad. Este hecho sedebe, en parte, a que muchas de estas empresas no cuentan con profesionales enmicrobiología y/o biotecnología, debido a que su principal actividad para realizar lostrabajos de biorremediación consiste en importar formulaciones (concentradosbacterianos o enzimáticos, agentes tenso activos y mezclas de nutrientes, entre otros)para venderlas en México. Muchos de estos productos, además, carecen de informaciónacerca del contenido y su eficiencia no se ha demostrado para las condiciones climáticasde nuestro país.Algunas empresas venden el servicio de biorremediación completo, en el que se incluyela excavación del suelo contaminado, el suministro de productos y su aplicación. Enestos casos, los contratistas siguen las instrucciones del fabricante para la aplicación delos productos, sin entender las bondades y limitaciones de estos procesos a los quellaman “tecnología”. Afortunadamente, no todo el panorama es negativo, ya quetambién existen empresas responsables que cuentan con personal calificado ycapacitado para realizar trabajos de biorremediación.En este artículo se pretende dar a conocer algunos aspectos generales, así como lasbondades y limitaciones de una de las alternativas tecnológicas de biorremediación quese ha aplicado con gran éxito a nivel mundial para la restauración de sueloscontaminados por hidrocarburos: la biodegradación en fase sólida, específicamente elcomposteo. Se presentan los principales aspectos técnicos, así como las característicasgenerales del composteo, el cual puede tener un amplio campo de aplicación en nuestropaís, debido a sus condiciones climáticas específicas.EL COMPOSTEO COMO ESTRATEGIA DE BIORREMEDIACIÓN El composteo es un proceso biológico mediante el cual es posible convertir residuosorgánicos en materia orgánica estable (composta madura), gracias a la acción dediversos microorganismos. Las aplicaciones más comunes del composteo incluyen eltratamiento de residuos agrícolas, de desechos de jardinería y cocina, de residuossólidos municipales y de lodos. Sin embargo, desde hace unos 5 años, investigaciones anivel laboratorio, piloto y a gran escala, han demostrado que el proceso de composteo,así como el uso de composta madura, es una solución de bajo costo y tecnológicamenteefectiva para remediar suelos contaminados por residuos orgánicos peligrosos como losHTP, solventes, explosivos, pesticidas e HAP.Los principios básicos del composteo de residuos peligrosos o contaminantes orgánicos,son los mismos que para el composteo de desechos no peligrosos. En ambos casos, esnecesario optimizar cinco parámetros: la aireación, la temperatura, el contenido dehumedad, la relación carbono/nitrógeno (C/N) y el pH. Debido a que los contaminantesorgánicos comúnmente no se encuentran en concentraciones suficientes para soportar unproceso de composteo, el material contaminado debe mezclarse con sustanciasorgánicas sólidas biodegradables como aserrín, paja, bagazo, estiércol, compostamadura y desechos agrícolas. Estos materiales son conocidos como agentes de volumeny se utilizan en el proceso de composteo con tres finalidades básicas: a) asegurar lageneración del calor necesario para el proceso; b) mejorar el balance y disponibilidad denutrientes (C/N) para la actividad microbiana y c) aumentar la porosidad de la compostay con esto la aireación y capacidad de retención de agua.
  21. 21. Las estrategias de biorremediación por composteo, se basan en la adición y mezclado delos componentes primarios de una composta (agentes de volumen) con el suelocontaminado, de manera que conforme la composta madura, los contaminantes sondegradados por la microflora activa dentro de la mezcla. Los sistemas de composteoincluyen fosas en el suelo, reactores cerrados (tambores rotatorios, tanques circulares),recipientes abiertos, silos, biopilas alargadas y biopilas estáticas.EL REINO DE LOS HONGOS Los hongos son organismos eucariontes uni o pluricelulares que se desarrollan ensitios húmedos y con poca luz. Las células de los segundos se agrupan en filamentosllamados hífas que en conjunto recibe el nombre de micelio.Antiguamente, los hongos se incluían en el reino Plantae, pero por carecer de clorofila ytener una composición química diferente en la pared celular, se clasificaron en reinosdiferentes.La nutrición de los hongos es heterótrofa, es decir, que no pueden producir sus propiosalimentos como lo hacen las plantas. Descomponen la materia orgánica por medio deenzimas, absorbiendo las sustancias nutritivas. La reproducción puede ser asexual osexual, principalmente por esporas.La mayor parte de los hongos son saprofitos; algunos se consideran parásitos; otrosmutualistas (que se asocian con otros seres en beneficio mutuo, como ocurre con loslíquenes).Características de los hongos ! Eucariontes (con pared celular) ! Sin tejido vascular ! Se reproducen principalmente por medio de esporas, que son diseminadas por elviento y pueden ser sexuadas o asexuadas. ! No tienen movimiento ! Pueden ser uni o multicelulares ! La pared celular esta formada de quitina; en las plantas es celulosa. ! Son heterotróficos, se alimentan de materia orgánica. Los organismos autotróficos,producen sus alimentos por medio de la fotosíntesis ! Los animales, también heterotróficos, primero ingieren y después digieren. Loshongos primero digieren y después ingieren. Tipos de hongosLos dos tipo de hongos q vamos a utilizar en esta investigación son el hongoAspergillus y el hongo Trichoderma.
  22. 22. El Aspergillus es un género de alrededor de 200 hongos (mohos), y es ubicuo. Loshongos se pueden clasificar en dos formas morfológicas básicas: las levaduras y lashifas. El Aspergillus es un hongo filamentoso (compuesto de cadenas de células,llamadas hifas), el tipo de hongos opuesto a las levaduras, éstas últimas compuestas deuna sola célula redondeada. El hábitat natural del Aspergillus son el heno y elcompostaje.En 1729 el Aspergillus fue catalogado por primera vez por el biólogo italiano PierAntonio Micheli. Micheli usó el nombre "Aspergillum" por parecerse el hongo alinstrumento usado para dispersar agua bendita.[1] La descripción hecha por Micheli deeste género de hongo en su obra Nova Plantarum Genera tiene importancia histórica, alser reconocido como el punto inicial de la ciencia de la micología.La estructura microscópica del Aspergillus es única. Tienen hifas tabiculares yconidioforas cuya cabeza está localizada en el extremo de un hifa, compuesta por unavesícula rodeada por una corona de fiálides en forma de botella directamente insertadassobre la vesícula.[8] De las fiálides se desprenden las esporas (conidios). Otrasestructuras se encuentran en ciertas especies y no en otras, por ejemplo, las células deHüle[pic]Fig. 13. Mitospora de Aspergillus flavusTrichoderma sp. es un hongo saprofito, antagonista de patógenos vegetales que seencuentra presente en la mayoría de los suelos. Activa el crecimiento radicular de lasplantas, es capaz de colonizar y crecer en las raíces a medida que éstas se desarrollan yaumenta la resistencia del cultivo frente al ataque de posibles patógenos.[pic]Fig. 14. Mitospora de Trichoderma sp.MATERIALES Y METODOSMATERIALES1 Mazo1 Mortero1 Maya (tamiz) de 1 mm de diámetro1 balanza granataria1 Vaso de precipitado de 500 ml1 Matraz erlenmeyer de 500 ml33 vasos de precipitado de 250 ml
  23. 23. 1 Soporte universal con pinzas1 Matraz de bola aforado1 Bureta para titular2 frascos de vidrio con tapa de 250 ml1 Frasco de dilución3 Tubos de ensayo1 Varilla de vidrio para rastrillar1 Soporte para el rastrilleo3 Pipetas de 0.5 ml1 Probeta de 100 ml1 Rejilla para tubos de ensayo3 cajas de petri3 Agitadores1 Mechero de bunsenEquipo soxhletPapel filtroPapel aluminioPinza de disecciónLentes de protecciónBatasCubre bocasFranelaAlgodónCerillosAlcohol
  24. 24. REACTIVOS500 gr de suelo contaminado con HTP500 gr de suelo limpio100 ml de agua destilada2 ml de cloruro de bario al 2 %2 gotas de fenolftaleína al 1 %5 ml de hidróxido de potasio estéril a 1 NAcido clorhídrico a 0.1 N90 ml de solvente diclometanoLOCALIZACION DEL ÁREA DE ESTUDIO. Los criterios para seleccionar los suelos a utilizar en esta investigación serán quepresenten algunas similitudes en sus propiedades físico-químicas y presencia de nivelesde contaminación. Se utilizarán, suelos provenientes del ejido José Narciso Robirosa delmunicipio de Huimanguillo, Tabasco, localizado en las coordenadas 18°0454”N y94°0231”O ubicado al sureste de la petroquímica la Venta Tabasco (contaminado conpetróleo) y suelo proveniente del ejido Arroyo Hondo Santa Teresa en Cárdenas,Tabasco. (Sin contaminación) localizada en las coordenadas 18°00”N y 93°250”W.ANALISIS EN LABORATORIO. Esta investigación se desarrollará en condiciones in-vitro en el laboratorio de laUniversidad Popular de la Chontalpa. Se utilizaran suelos de 25000 a 50000 mgkg-1 deHTP (Hidrocarburos Totales de Petróleo) y 78000 mgkg-1 de HTP de petróleointemperizado. Se necesitará de un consorcio de hogos aspergillus y trichodermatomados del cepario del laboratorio de microbiología del suelo del colegio deposgraduados campus tabasco, y se aislarán en suelo contaminado con 78000 mgkg-1de HTP provenientes de la Venta Tabasco. • PREPARACION DE SUELO Y UNIDADES EXPERIMENTALESLos suelos será secados bajo sombra, se moleran con mazo y mortero, se tamizaran conuna maya de 1 mm de diámetro. Se pesarán 100 gr de suelo para cada unidadexperimental.La unidad experimental consistirá en un frasco de vidrio con tapa, con una capacidad de250 ml. El suelo del sitio 1 (suelo limpio) será utilizado para unidades experimentalestestigo y también para las unidades experimentales que se requerirán contaminar con25000 mgkg-1 y 50000 mgkg-1 de HTP. Para las unidades experimentales con 78000mgkg-1 de HTP de petróleo intemperizado se utilizará el suelo del sitio 2 (suelo
  25. 25. intemperizado). Se incorporará un consorcio de hongos aspergillus y trichodermaadicionando 30 ml de inóculo de este consorcio a las unidades experimentales según lostratamientos. • TAMAÑO DE LA POBLACIÓN DE HONGOSEl tamaño de la población de hongos se evaluará a las 96, 720 y 1440 horas. Secuantificará a través del método de dilución seriada en agar sólido (Magidagan, 1998);que consiste en tomar 10 gr de suelo (homogéneo) de cada tratamiento, el cual secolocara en el frasco de 90 ml de H2O estéril. Este se agitará en el agitador mecánico a124 revoluciones por minuto (rpm) con movimiento lineal durante 10 min y serealizaran diluciones seriadas de 102, 103 y 104. Se tomaran alícuotas de 0.1 ml de cadadilución, ésta se colorará sobre la superficie del medio de cultivo, con tres repeticionespor dilución. El medio de cultivo será de patata dextrosa agar (PDA). El 0.1 ml de ladilución colocado sobre el medio de cultivo en la caja de petri, se rastrillará con unavarilla de vidrio, una vez terminado se procederá a incubar a 30 °C por 98 horas, paraposteriormente realizar la evaluación de las unidades formadoras de colonias por el tipode hongo.Una vez obtenidos los resultados se aplicará la siguiente formula para saber las unidadesformadoras de colonias del consorcio y el tipo de hongos.UFC = # de colonias x diluc x 10 gPSS Donde: UFC = unidades formadoras de colonias Diluc = dilución PPS = peso de suelo seco • PORCENTAJE DE DEGRADACIÓN DE HTP.Esta variable se evaluará al inicio y a la 1400 horas. Los hidrocarburos de cada muestrase extraerán mediante el equipo Soxhlet por el método de la EPA (agencia de protecciónambiental de Estados Unidos) 3540C que consiste en pesar 10 gr de muestra de suelo(para cada uno de los diferentes tratamientos), estas muestras se colocan en el equiposoxhlet con 90 ml de solvente diclorometano a una temperatura constante de 45 °Cdurante 8 horas que es el tiempo de duración para llevar a cabo de extracción de dichasmuestras.Las muestras obtenidas se pesaran en una balanza y se sacaran los resultados pordiferencia de peso (Escalante, 2002). • PORCENTAJE DE HUMEDAD.Esta variable se evaluará al inicio y cada 30 días. Se utilizará el método gravimétrico(Botello y Villanueva. 1978) que consiste en medir el contenido de humedad pordiferencia en peso, se toma 10 gr de muestra (material húmedo) se realiza peso inicialen una balanza granataria, posteriormente, porteriormente se mete a secar en la estufa a105 °C por 78 horas. Para ralizar el calculo de humedad de porcentaje de humedad se
  26. 26. tomarán los resultados obtenidos de los tratamientos y se transformaran conforme a lasiguiente formula:% Hum = P.Sh – P.S.S X 100P.ShDonde:% Hum = porciento de humedadP.Sh = peso de suelo húmedoP.S.S = peso de suelo seco • CUANTIFICACION DEL METABOLISMO AERÓBICO DEL SUELOEsta variable se cuantificará utilizando una técnica volumétrica en donde se determinarála cantidad de CO2 producido (García, 1981). Para ello se utilizarán las unidadesexperimentales de los tratamientos a utilizar para evaluar las variables de porciento dedegradación, población de consorcio de hongos y porcentaje de humedad.A cada unidad experimental se le introducirá un frasco de vidrio de 5 ml de hidróxidode potasio y una tira de papel filtro, los frascos se taparán y se cubrirán con papelaluminio para asegurar las unidades experimentales.A las 96, 720 y 1440 horas se evaluarán la producción de CO2. Para esta evaluación secolocarán todos los frascos en la mesa y con una pinza estéril se retirará el frasco conhidróxido de potasio, colocando este en un vaso de precitado y se le adicionarán 5 ml deagua estéril, 2 ml de cloruro de bario y 2 gotas de fenolftaleína, para posteriormenteproceder a su titulación con ácido clorhídrico.CRONOGRAMABIBLIOGRAFIAAlonso, T.M.E. 2002. Biología. Edit. Mcgraw-Hill Interamericana S.A. de C.V.México DF. 470 p.Botello, A.V. y S. Villanueva 1978. Evaluación de geoquímica del rio calzadas: losimpactos del petróleo. Centro de Ecodesarrollo. México DF. 180pCarpenter, P.L. 1979. Microbiología. Edit. Interamericana S.A. de C.V. 4ª ed. MéxicoDF. 421 p.Colin, B. 2001. Química ambiental. Universidad de Western Notario. Edit. Reverté,S.A. Barcelona. 622 p.Cordova, B.G. 2005. Estudio de adaptación y selección de bacterias en labiorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos derivados del petróleocrudo. Tesis Licenciatura en Biología. Universidad Veracruzana. Córdoba, Veracruz. 90p.Covantes, H. 1988. El petróleo. Petróleos Mexicanos. Edición conmemorativa. MéxicoDF. 176 p.
  27. 27. Escalante, G.R.M. 2002. Biodegradación de crudo de petróleo en terrarios. Tesis deMaestría. Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Facultad de Farmacología yBioquímica. Lima Perú. 51 p.García, T.J.A. 1981. Experimentos en Microbiología del suelo. Edit. CECSA. MéxicoDF. 75 p.Hernández, A.E. 1997. Influencia de un complejo de hidrocarburos en poblacionesrizosféricas y en el crecimiento del frijol. Tesis de Maestría en ciencias. Montecillo,México. 131 p.Hernández, N.L.C. 2005. Evaluación del efecto de cuatro géneros de hongos en labiorremediacion de suelos contaminados con petróleo crudo. Tesis licenciatura enbiología. Universidad Veracruzana. Córdoba, Veracruz. 112 p.Joseph, C.G. 1963. Manual de hongos del suelo. Edit. Continental S.A. 572 p.Ortiz, C.A. 199. Biorremediación de petróleo crudo (maya) en una matriz sólida, enreactores tipo columna. Tesis Licenciatura. Cuernavaca, Morelos. 73 p.Pelazar, M.J. Reid R.D. 1970. Microbiología. Edit. McGraw-Hill, México DF. 664 p.GLOSARIOAlícuota: Es el volumen o cantidad de masa que se va a emplear en una prueba deplataforma o de laboratorio. Normalmente las alícuotas son el resultado de repartir unvolumen inicial en varias partes iguales. Se suele medir en mililítros (mL) o gramosdiluidos (g).Biopilas: Las biopilas constituyen una tecnología de biorremediación ex situ en la cualel suelo contaminado con hidrocarburos es extraído y dispuesto en un área detratamiento o piscina previamente excavada para su descontaminación conmicroorganismos.Composteo: es un proceso por medio del cual materia biodegradable se mezcla paraconvertirse en un abono humífero estabilizado gracias al trabajo de organismosbiológicos que viven bajo condiciones controladas.Cuantificación: es el proceso de convertir un objeto a un grupo de valores discretos,como por ejemplo un número entero. Dependiendo del campo de estudio, el términocuantificación puede tomar diferentes definiciones.Humífero: rico en humus.Humus: es la sustancia compuesta por productos orgánicos, de naturaleza coloidal, queproviene de la descomposición de los restos orgánicos (hongos y bacterias). Secaracteriza por su color negruzco debido a la gran cantidad de carbono que contiene. Seencuentra principalmente en las partes altas de los suelos con actividad orgánica.Inóculo: Diáspora de los hongos que forman simbiosis mutualística con las raíces de lasplantas.Microflora: Representada por hongos, algas unicelulares y vegetales microscópicos quese encuentran en un suelo.Patata Dextrosa Agar (PDA): es un medio de cultivo selectivo aprovechando lascondiciones acidas del medio una vez reconstituido, y que alcanza el ph 5,6 aunque en
  28. 28. condiciones de excesiva contaminación bacteriana se puede potenciar el efecto del phacidifican.Rizosfera: es una parte del suelo inmediata a las raíces donde tiene lugar una interaccióndinámica con los microorganismos.Tamizar: es pasar por el tamiz, es decir filtrar una mezcla para que caigan al plato sólolas partes más finas

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