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BIORREMEDIACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS POR
DERRAMES DE HIDROCARBUROS DERIVADOS DEL
PETRÓLEO EN COLOMBIA
Piedad Helena Petro Cardona1, Gabriela Del Carmen Mercado Montero
2
Facultad de Ingeniería, Arquitectura, Artes y Diseño. Programa de Ingeniería Química. Diplomado en procesos
químicos. Universidad de San Buenaventura seccional Cartagena. Cartagena de Indias D. T y C., 2014. Colombia.
Correspondencia: [email protected] –[email protected]
RESUMEN
En la actualidad, uno de los principales problemas de contaminación de suelos, aire y agua, es el uso
incorrecto de materiales y residuos peligrosos debido a la extracción y al manejo del petróleo en todos los
países productores de hidrocarburos. El impacto ambiental que ha generado este tipo de contaminación en
Colombia incluye miles de hectáreas y recursos hídricos afectados, fauna y flora perturbada y cambios en el
entorno ambiental. Estos daños llegan a considerarse irremediables, sin embargo, en los últimos tiempos,
debido al avance de los procesos biotecnológicos, ha surgido la biorremediación como una técnica capaz de
disminuir el impacto ambiental que este problema conlleva.
La presente revisión analiza la contaminación de suelos por derrames de hidrocarburos transportados en
oleoductos en Colombia, donde se encontró que la gran mayoría de estos derrames son producidos por
atentados de grupos al margen de la ley contra estas tuberías, a su vez se exponen las técnicas de
biorremediación, con las cuales se hace una comparación técnico-económica y se describe el impacto
ambiental que se ha generado. Se mencionan brevemente las técnicas de remediación de suelos y se hace
una comparación de estas con la biorremediación. Esto con el fin de resaltar que la biorremediación es una
técnica económica y no requiere un tratamiento posterior a su aplicación.
Palabras claves: contaminación, suelos, impacto ambiental, hidrocarburos, biorremediación.
BIOREMEDIATION CONTAMINATED SOIL OIL SPILL IN
COLOMBIA PETROLEUM
ABSTRACT
Currently, one of the main problems of pollution of soil, air and water, is the improper use of materials
and hazardous waste due to the removal and the management of the oil in all the oil-producing countries.
The environmental impact that has generated this type of contamination in Colombia includes thousands
of hectares and water resources affected, fauna and flora disturbed and changes in the environment. These
damages are to be considered hopeless, however, in recent times, due to the advance of biotechnological
processes, there has arisen a bioremediation as a technique capable of reducing the environmental impact
that this problem entails.
2
This review examines the soil contamination by oil spills transported in pipelines in Colombia, where it
was found that the vast majority of these spills are produced by attacks of groups on the fringes of the law
against these lines, in turn explains the techniques of bioremediation, with which a comparison is made
technical-economic and describes the environmental impact that has been generated. Briefly mentions the
techniques of soil remediation and provides a comparison of these with the bioremediation. This in order
to emphasize that the bioremediation is a technical and economic treatment does not require a post-
implementation.
Keywords: pollution, soils, environmental impact, hydrocarbons, bioremediation.
1. INTRODUCCIÓN
La contaminación de hidrocarburos en diferentes ecosistemas, se ha incrementado en los últimos años,
debido al aumento en la actividad de exploración y producción de la industria petrolera. En la actualidad
los suelos contaminados con estos compuestos representan el 70% del total de los ecosistemas impactados
[1].
“Los hidrocarburos afectan las propiedades físicas y químicas del suelo, como el pH, textura,
permeabilidad, pérdida de capacidad de soporte al crecimiento vegetal y causan un impacto paisajístico”.
Para este problema, surgen distintos tratamientos tanto físicos y químicos, como biológicos, siendo estos
últimos sostenibles y económicos cuando se trata de limpiar las zonas afectadas por hidrocarburos. Este
tipo de tratamientos biológicos, aprovechan las distintas especies de microorganismos como hongos y
bacterias, los cuales tienen como fin remediar las superficies sólidas o líquidas contaminadas por los
derrames de crudos presentados, y recuperar la superficie original [2].
En los suelos, las principales consecuencias ambientales que se presentan después de un evento de
contaminación por hidrocarburos son: la reducción o inhibición del desarrollo de la cobertura vegetal en
el lugar del derrame, cambios en la dinámica poblacional de la fauna y contaminación por infiltración a
cuerpos de agua subterráneos [3]. Además de un impacto negativo, estos derrames generan impactos
económico, social y de salud pública en las zonas más cercanas al lugar afectado [4].
La biorremediación surge de la necesidad de disminuir el impacto ambiental negativo de los derrames de
hidrocarburos en los diferentes ambientes (agua y suelos) usando microorganismos, plantas o enzimas, de
manera estratégica con el fin de restaurar la calidad ambiental, de acuerdo con las necesidades y
dimensiones del problema [3]. Este bioproceso está surgiendo como una prometedora tecnología, se basa
en la premisa de que un gran porcentaje de los componentes del hidrocarburo son biodegradables en la
naturaleza, además de presentar varias ventajas potenciales sobre las tecnologías convencionales, como
menor costo, son menos intrusivos en el sitio contaminado, más respetuosas del medio ambiente en
términos de sus productos finales y requieren de un mínimo o ningún tratamiento posterior [5].
La biorremediación puede ser aplicada “in situ” o “ex situ”. La tecnologías “in situ” se refieren a las que
se aplican en el área a tratar, mientras que las “ex situ” los productos son aplicados al material
contaminado donde pueda ser tratado. Los procesos de biorremediación se clasifican en técnicas de
bioestimulacion y bioaumentación. La técnica de bioestimulacion se basa en el uso de nutrientes, sustratos
o aditivos con actividad superficial para estimular el crecimiento y desarrollo de organismos capaces de
biodegradar compuestos contaminantes del medio ambiente [6]. La técnica de bioaumentación describe la
adición de organismos o enzimas a un material con el propósito de eliminar sustancias indeseables. La
bioaumentación asegura que estén presentes los microorganismos específicos capaces de degradar al
compuesto contaminante no deseado hasta sus moléculas básicas, los microorganismos comúnmente
utilizados son bacterias [7].
Teniendo en cuenta la relevancia de este tema, en el presente artículo se analizara la contaminación en
suelos por derrames de hidrocarburos y sus respectivas técnicas de biorremediación, así como el impacto
ambiental originados por ellos, en Colombia.
2. METODOLOGÍA
Para la localización de los documentos bibliográficos se consultaron varias fuentes documentales. Se
realizó una búsqueda bibliográfica en agosto de 2013 sobre la biorremediación de suelos a partir de
derrames de petróleo, utilizando los siguientes descriptores: biorremediación, procesos biotecnológicos,
hidrocarburos, derrame de crudos, impacto ambiental. Los registros obtenidos oscilaron entre 50 y 100
registros tras la combinación de las diferentes palabras claves, incluyendo recursos como tesis, libros,
artículos y revistas; los más relevantes correctamente citados en las referencias bibliográficas de este
artículo.
También, para obtener la información recolectada se recurrió a documentos contenidos en las bases de
datos aplicadas hacia la Ingeniería química, de procesos y ambientales, proporcionadas por la universidad
San Buenaventura Cartagena, tales como: Science Direct, Scopus, Virtual Pro, Chemical Engineering
Por último, para completar la bibliografía del presente artículo también se realizó una búsqueda en
internet en el buscador “Google académico” con los mismos términos. Con cerca de 49100 resultados, se
seleccionaron aquellos documentos que informan de manera más completa y que generaran mayor
fiabilidad en su contenido y lectura sobre los aspectos formales de la biorremediación de suelos a partir de
derrames de petróleo, arrojando en total cerca de 37 documentos que ofreciesen veracidad al momento de
ser publicados en páginas de internet.
3. MARCO LEGAL
En la constitución política Nacional de Colombia aprobada en 1991 no se encuentra de forma específica
una ley o un Decreto de orden nacional sobre contaminación de suelos, esto se debe principalmente a que
el recurso suelo necesariamente hace parte fundamental de los ecosistemas terrestres, por lo tanto no se
hace referencia exclusiva a la contaminación del suelo como tal, sino que generaliza a la protección de los
recursos naturales. Sin embargo, se tienen normas de ámbito nacional y regional como la ley 99 de 1193,
por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente, se reordena el sector público encargado de la
gestión y conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema
Nacional Ambiental, SINA, y se dictan otras disposiciones, entre los cuales se encuentra:
Artículo 57. Del estudio del impacto ambiental: contendrá información sobre la localización del proyecto
y los elementos abióticos, bióticos y socioeconómicos del medio que puedan sufrir deterioro por la
respectiva obra o actividad, para cuya ejecución se pide licencia y evaluación de los impactos que puedan
producirse. Además incluirá el diseño de los planes de prevención, mitigación, corrección y
compensación de impactos y el plan de manejo ambiental de la obra o actividad.
En la Constitución política Nacional de Colombia se presentan 17 artículos específicos, relacionados con
la protección, conservación, control y mejoramiento de los recursos naturales: 49, 67, 79, 80, 81, 82, 88,
95, 277, 313, 317, 330, 331, 334; de forma específica sobre el uso del suelo se menciona en los siguientes
artículos: 360, 361 y 366, a los cuales se refiere la Corte Constitucional. Y especialmente en los siguientes
artículos se menciona que:
Art.246. Daños en los recursos naturales. El que destruya, inutilice, haga desaparecer o de cualquier otro
modo dañe los recursos naturales a que se refiere este capítulo, incurrirá en prisión de uno a seis años y
multa de veinte mil a dos millones de pesos, siempre que el hecho no constituya delito.
4
Art. 247. Contaminación ambiental. El que ilícitamente contamine el ambiente, incurrirá, sin perjuicio de
las sanciones administrativas a que hubiere lugar y siempre que el hecho no constituya otro delito, en
prisión de uno a seis años y multa de cincuenta mil a dos millones de pesos.
En la ley 23 de 1973 se encuentran relacionados los aspectos considerados con los recursos naturales
refiriéndose a la “Prevención y control de la contaminación del medio ambiente, mejoramiento,
conservación y restauración de los recursos naturales renovables” donde se define la Contaminación
como “la alteración del medio ambiente por sustancias o formas de energía puestas allí por la actividad
humana o de la naturaleza, en cantidades, concentraciones o niveles capaces de interferir con el bienestar
y la salud de las personas, atentar contra la flora y la fauna, degradar la calidad del medio ambiente o
afectar los recursos de la nación o de particulares”.
Por otra parte, el Decreto Nº 321 de 1999 adopta el plan de contingencia contra Derrames de
Hidrocarburos, Derivados y Sustancias Nocivas, considerando que:
El Gobierno Nacional mediante el Decreto 2190 de 1995, ordenó la elaboración y desarrollo del Plan
Nacional de Contingencia contra Derrames de Hidrocarburos, Derivados y Sustancias Nocivas en Aguas
Marinas, Fluviales y Lacustres, como instrumento rector del diseño y realización de actividades dirigidas
a prevenir, mitigar y corregir los daños que estos puedan ocasionar.
Que conforme al Decreto 2190 de 1995, el Plan Nacional de Contingencia, se elaboró con la participación
de las entidades públicas y privadas, integrantes del Comité Técnico para la formulación del Plan, como:
los Ministerios de Defensa Nacional, del Interior, de Desarrollo Económico, de Minas y Energía, de
Transporte y del Medio Ambiente; la Dirección General para la Prevención y Atención de Desastres, la
Empresa Colombiana de Petróleos, la Dirección General Marítima, el Consejo Colombiano de Seguridad
y la Asociación Colombiana del Petróleo.
Responsabilidad de Atención del Derrame. Se debe fijar la responsabilidad por daños ambientales
provocados por el derrame, la cual será definida por las autoridades ambientales competentes, de acuerdo
a los procedimientos fijados por las normas vigentes. En casos de derrames de hidrocarburos, derivados o
sustancias nocivas que puedan afectar cuerpos de agua, el responsable de la instalación, operación, dueño
de la sustancia o actividad de donde se originó el derrame, lo será así mismo integralmente de la atención
del derrame. En su defecto las entidades que conozcan de la ocurrencia del derrame o las personas que
tengan entrenamiento en la atención de este tipo de emergencias se harán cargo del manejo del evento y
en ningún momento será responsable por los daños causados por el derrame.
Así, la determinación del daño de suelos y agua ha dispuesto la ley 491/99 Art.6 donde se necesita la
certificación sobre la ocurrencia y cuantía por parte de la autoridad ambiental correspondiente. En los
eventos en que el valor amparado no cubra la cuantía del daño, quien fuere el causante del hecho deberá
responder con su propio patrimonio por todos los daños o perjuicios causados en exceso.
Las voladuras de oleoductos, hurtos y atentados terroristas que ocasionen derrames no son actividad
petrolera, pues en sentido estricto, el Estado no ha creado el riesgo que origino el daño. Por tal motivo,
una responsabilidad ambiental por actos terroristas no es imputable, toda vez que el daño no ha sido
ocasionado por este sino por un tercero, lo que constituirá una causa extraña.
“La prevención y atención de desastres es materia de interés colectivo, y las medidas tomadas para evitar
o mitigar los efectos de su ocurrencia serán de obligatorio cumplimiento.”
4. ANTECEDENTES HISTÓRICOS DE LA BIORREMEDIACIÓN
Desde tiempos ancestrales los procesos de biorremediación han sido utilizados con gran lucidez. Se
atribuye el surgimiento de éstas técnicas de remediación a los romanos, quienes fueron los primeros en
aplicar ésta práctica a partir de la manipulación de microorganismos para el tratamiento de aguas
residuales municipales, con el fin de diseñar y construir sistemas de alcantarillado para la recolección de
aguas residuales para su posterior tratamiento biológico dentro de tanques de almacenamiento, llegando
por primera vez a evidenciarse la importancia del tiempo de retención de éstas aguas dentro de los
tanques versus la actividad metabólica de los microorganismos frente a los contaminantes presentes en el
agua residual [8].
Para comprender la utilización de biorremediación se debe ver como la humanidad fue dando una mirada
hacia el control o mitigación de la contaminación, hasta llegar a la utilización de esta técnica como
alternativa ambientalmente limpia [8]. A mediados del siglo XX se desarrollaron las primeras
investigaciones encaminadas a estudiar el potencial de los microorganismos para biodegradar
contaminantes [9]. Este “uso” intencionado recibió entonces el nombre de biorremediación. Las primeras
técnicas que se aplicaron fueron similares al "landfarming" actual y sus actores, lógicamente, compañías
petrolíferas. Las primeras patentes, fundamentalmente para remediación de vertidos de gasolina, aparecen
en los años 70. En los años 80 se generalizó el uso del aire y peróxidos para suministrar oxígeno a las
zonas contaminadas mejorando la eficiencia de los procesos degradativos.
Durante los años 90 el desarrollo de las técnicas de burbujeo de oxígeno hizo posible la biorremediación
en zonas por debajo del nivel freático. Al mismo tiempo, la implementación en la práctica de
aproximaciones experimentales en el laboratorio permitió el tratamiento de hidrocarburos clorados, los
primeros intentos con metales pesados, el trabajo en ambientes anaerobios, etc. Paralelamente, se
desarrollaron métodos de ingeniería que mejoraron los rendimientos de las técnicas más populares para
suelos contaminados ("landfarming", "composting", etc.) [10].
Hoy, el proceso de biorremediación busca mejorar sus técnicas con el paso del tiempo, para empezar a
convencer muchas empresas que han ido implementando políticas ambientales y convertir este proceso en
una verdadera industria.
5. GENERALIDADES DE LA BIORREMEDIACIÓN
El crecimiento poblacional y el desarrollo industrial durante los últimos tiempos, ha incremento de forma
relevante la presencia de contaminantes sólidos y líquidos convencionales, así como el vertimiento de
gases contaminantes a la atmósfera. La consecuencia ha sido la aparición de graves problemas de
contaminación sin antecedentes notables y para los cuales la naturaleza no estaba preparada, este grave
problema de contexto ambiental lo representan los residuos peligrosos que, aproximadamente el 54%
corresponde a derivados del petróleo. Así que, debido a esto, el tratamiento de suelos contaminados con
hidrocarburos es esencial para mantener la calidad del medio ambiente [11].
La biorremediación consiste en la aceleración de los procesos naturales de biodegradación [12] mediante
bacterias u otros microorganismos como plantas, algas, cianobacterias, actinomicetes y hongos, que
alteran, convierten y metabolizan aeróbicamente los hidrocarburos y las moléculas orgánicas en otras
sustancias, como CO2, agua, metano [4] y fuentes de alimento para sustentar su crecimiento y
reproducción, es decir la biodegradación ocurre naturalmente. Esta atenuación natural transforma el
contaminante en una forma menos tóxica [13]. Por tanto, esta biotecnología es una herramienta efectiva
para mejorar la degradación de contaminantes en el suelo. A continuación en la ilustración 1 se observa
cómo se da el proceso de biorremediación del petróleo.
6
Ilustración 1: Biorremediación del petróleo
Fuente: Determinación y análisis de un proceso de biorremediación de suelos contaminados por
hidrocarburos, Miguel Ángel Cando Rodríguez, 2011
Este proceso por lo general, consiste en la aplicación de fertilizantes nitrogenados y/o de fósforo, en
ajustar el pH, mantener el contenido de agua necesaria, oxigenar, mantener las condiciones ambientales
apropiadas tales como la temperatura, concentraciones de contaminantes no toxicas para los
microorganismos y adecuadas condiciones de humedad y conductividad del medio, entre las más
importantes; y se acompaña a menudo con la adición de bacterias naturales o modificadas genéticamente
para neutralizar sustancias tóxicas, convirtiéndolas en inocuas para el ambiente y la salud humana [14].
Cuando los contaminantes tienen mala solubilidad del agua, la adición de emulsionantes y agentes de
superficie activa (surfactantes) aumentan la velocidad de biodegradación mediante el aumento de la
biodisponibilidad del contaminante [15]. También el éxito de estas inoculaciones depende de factores
bióticos tales como la competencia microbiana, amensalismo, parasitismo y depredación, que pueden
limitar el crecimiento y desarrollo de las poblaciones inoculadas [16].
“La ausencia de alguna o varias de las anteriores condiciones puede limitar parcial o totalmente la
actividad biológica y es cuando la mano del hombre juega un papel fundamental en la optimización del
proceso, ya sea mejorando estas condiciones para aumentar la población de microorganismos
(bioaumentación) y/o manipulando genéticamente los microorganismos para la degradación específica de
algunos compuestos químicos” [17]. El objetivo principal del proceso de biorremediación es utilizar el
potencial metabólico de los microorganismos para transformar contaminantes orgánicos en compuestos
más simples poco o nada contaminantes, y, por tanto se puede utilizar para limpiar terrenos o aguas
contaminadas [18], con el fin de asegurar la calidad de los suelos para proteger la salud humana y el buen
funcionamiento de los ecosistemas, evitando así la dispersión de la contaminación de una manera
rentable.
Su ámbito de aplicabilidad es muy amplio, pudiendo considerarse como objeto cada uno de los estados de
la materia [19]:
Sólido. Con aplicaciones sobre medios contaminados como suelos o sedimentos, o bien
directamente en lodos, residuos, etc.
Líquido. Aguas superficiales y subterráneas, aguas residuales, mares y océanos.
Gases. Emisiones industriales, así como productos derivados del tratamiento de aguas o suelos.
También se puede realizar una clasificación en función de los contaminantes con los que se puede trabajar
[20] [21]:
Hidrocarburos de todo tipo (alifáticos, aromáticos, BTEX, PAHs).
Hidrocarburos clorados (PCBs, TCE, PCE, pesticidas, herbicidas).
Compuestos nitroaromáticos (TNT y otros).
Metales pesados. Estos no se metabolizan por los microorganismos de manera apreciable, pero
pueden ser inmovilizados o precipitados.
Otros contaminantes. Compuestos organofosforados, cianuros, fenoles, etc.
5.1 Remediación de suelos contaminados con hidrocarburos
Las estrategias para el tratamiento de suelos contaminados con hidrocarburos pueden ser físicas-
químicas-biológicas [22], entre las más comunes se encuentran:
Físico-química: Extracción con disolventes (lavado con agua y disolventes orgánicos, agentes
tensioactivos, ciclodextrinas, aceite vegetal), extracción con fluidos supercríticos, la extracción
con fluido subcrítico.
Químico: Oxidación química con diversos oxidantes (por ejemplo, el reactivo de Fenton, el
ozono, peróxido-ácido, KMnO4, H2O2, Per sulfato de sodio), la degradación fotocatalítica y la
remediación electrocinética.
Físicos-Térmicos: La incineración, desorción térmica, el suelo térmicamente mejorado con la
extracción de vapor.
Biológico: La biorremediación in situ como la biolabranza y el compostaje, tratamiento aeróbico,
anaeróbico y la fitorremediación.
Las estrategias Físico-químicas, se pueden implementar fácilmente ya que el proceso se lleva a cabo a
presión ambiente y temperaturas bajas, Las ciclodextrinas y los aceites vegetales proporcionan
alternativas no tóxicas, biodegradables y respetuosos con el medio ambiente a los convencionales
disolventes. En comparación con el lavado convencional del suelo, las extracciones de fluido supercrítico
y subcrítico son opciones "más verdes", pero éstas generan el uso de equipos de alta presión, y no
obstante, la extracción con disolventes es sólo un proceso de separación que transfiere los hidrocarburos,
por lo tanto se requiere de un el tratamiento secundario y/o adicional de los extractos. La oxidación
química es capaz de degradar hidrocarburos, sin embargo, existe la preocupación de que se puedan formar
subproductos tóxicos durante el tratamiento. Tanto la degradación fotocatalítica y la remediación
electrocinética, han sido aplicados recientemente para el tratamiento de suelos contaminados, pero el
éxito en campo, debido a las extensiones requerirá una mayor optimización y estudios de factibilidad
económica de estas estrategias. Las estrategias térmicas, por otro lado, pueden destruir eficazmente el
hidrocarburo, pero implican altos costos debido a las altas temperaturas que se requieren y a la necesidad
de un tratamiento de los gases producidos. La biorremediación y fitorremediación, por su parte, requieren
un proceso de larga duración en comparación con todas las demás estrategias, las principales ventajas de
estos procesos biológicos son el alto potencial de las estrategias in situ y que no se requiere de más
tratamientos adicionales, ya que los subproductos que se forman generalmente son dióxido de carbono,
agua y biomasa [22].
5.2 Materias primas utilizadas en el proceso
El factor microbiológico más importante en la biorremediación es la transformación biológica de
compuestos orgánicos, catalizada por acción de las enzimas [23]. Las enzimas son específicas en términos
de los compuestos que atacan y las reacciones que catalizan. Más de una enzima es normalmente
requerida para romper una sustancia orgánica. Frecuentemente, los organismos que tienen las enzimas
para degradar están presentes en el suelo [17].
8
5.2.1 Microorganismos en la biorremediación
La biodegradación de hidrocarburos en diferentes ecosistemas (suelo y agua) requiere de la presencia de
microorganismos que a través de la actividad bioquímica, oxiden estos. Algunas especies de
microorganismos pueden metabolizar un número limitado de hidrocarburos, de manera que la presencia
de poblaciones mixtas con diferentes capacidades metabólicas, es necesaria para degradar mezclas
complejas de hidrocarburos como el crudo [4]. La degradación de hidrocarburos se lleva acabo
principalmente por bacterias, seguidas por los hongos, levaduras y algas, entre otros [24]. Existen varias
clases de microorganismos: mohos, levaduras, bacterias, actinomicetos, protozoos, algas, virus.
El suelo es un ambiente muy apropiado para el desarrollo de los microorganismos tanto eucariotas (algas,
hongos, protozoos) como procariotas (bacterias y arqueas), además de encontrar virus y bacteriófagos.
Todos estos organismos establecen relaciones entre ellos en formas muy variadas y complejas y también
contribuyen a las características propias del suelo por su papel en la modificación de las fases sólida,
líquida y gaseosa antes mencionadas [25]. Los microorganismos desempeñan funciones de gran
importancia en relación con procesos de edafogénesis; ciclos biogeoquímicos de elementos como el
carbono, el nitrógeno, oxígeno, el azufre, el fósforo, el hierro y otros metales; fertilidad de las plantas y
protección frente a patógenos; degradación de compuestos xenobióticos, etc [26].
Los microorganismos hacen parte fundamental de los procesos de biorremediación [23]. En gran parte, las
bacterias desempeñan el papel de mayor importancia en la biodegradación de contaminantes orgánicos en
suelos; los hongos también metabolizan compuestos orgánicos pero no son tan eficientes como las
bacterias [17].
En ecosistemas en donde las poblaciones microbiológicas degradadoras no son significativas, se ha
utilizado la bioaumentación con el propósito de incrementar la tasa de biodegradación de los
contaminantes. Se prefiere la bioaumentación empleando microorganismos nativos, ya que otros
microorganismos pueden presentan problemas de adaptación. Recientemente se ha considerado el uso de
microorganismos genéticamente manipulados para la biorremediación de sitios contaminados [24].
5.2.2 Bacterias
Las bacterias son el grupo de organismos más abundante en los suelos [27] y la cantidad de especies
presentes en el mismo parece relativamente constante alrededor del mundo [17], estos organismos llegan
a presentarse en poblaciones de miles por gramo del suelo [28]. Dichos organismos son un grupo diverso
con variaciones extensivas en las propiedades morfológicas, ecológicas y fisiológicas y son los
principales degradadores de compuestos orgánicos naturales y xenobióticos encontrados en el suelo [2].
Las más comunes son Pseudomonasaureginosas, Arthrobacter, Achromobacter, Micrococcus, Vibrio,
Acinetobacter, Brevibacterium, Corynebacterium y Flavabacterium [21].
Por su diversidad, las bacterias se encuentran regularmente en comunidades heterogéneas; algunas
especies son degradadores primarios, es decir, ellas inician la degradación de la materia orgánica en el
suelo; otras crecen en compuestos resultantes de la degradación parcial de complejos orgánicos o
productos residuales de degradadores [27].
El uso y tolerancia al oxígeno es uno de los métodos de clasificación más generales. Los aerobios
estrictos son bacterias que requieren oxígeno como aceptor final de electrones y crecen solamente en
presencia del mismo. Las aerobias facultativas son bacterias que pueden utilizar aceptores de electrones
terminales alternativos y crecer en presencia o ausencia de oxígeno. Algunas anaerobias son tolerantes al
oxígeno, pero éste es tóxico a muchas anaerobias estrictas [23].
Las bacterias también se pueden clasificar como eutrofas, las cuales crecen en presencia de altas
concentraciones de sustratos, y oligotrofas, las cuales crecen con concentraciones trazas [29].
Los actinomicetos son un grupo intermedio entre las bacterias procariotas más primitivas y los hongos
eucariotas [30]; éstos están presentes en un gran número de suelos. Toleran un intervalo amplio de pH y
temperatura, crecen bajo condiciones limitadas de nutrientes y son resistentes a desecación. Aunque su
tasa de crecimiento es más baja que la de las bacterias, la habilidad de los actinomicetos para crecer en
condiciones adversas permiten a estos predominar cuando las condiciones del medio son difíciles [5].
“Algunas bacterias son capaces de formar esporas cuando las condiciones de crecimiento son muy
adversas, como cuando el suelo está seco o cuando los nutrientes están limitados. Las esporas son muy
resistentes al calor y no son fáciles de destruir por radiación u otros factores químicos tales como ácidos y
desinfectantes” [17]. Las bacterias formadas de esporas son muy comunes en suelos donde las
condiciones pueden ser muy variables.
5.2.3 Hongos
Los hongos son altamente protistas, no tienen movimiento y emplean materia orgánica como fuente de
carbono y energía. Algunos de los hongos mejor conocidos son mohos, levaduras y setas [23].
En comparación con las bacterias, los hongos son menos numerosos y crecen a velocidades
considerablemente bajas; además, los procesos metabólicos de éstos son menos diversos. Como grupo,
los hongos tienden a ser más tolerantes a los ácidos que las bacterias (muchas especies crecen a un pH
óptimo de 5 o menos) y son más sensibles a la variación en la humedad [17].
La variedad de hongos encontrados en los suelos es muy grande, sin embargo existe un hongo que tiene
un considerable potencial en el tratamiento de compuestos orgánicos peligroso, denominado
Phanerochaetechysosporium, hongo de la podredumbre blanca. Se ha encontrado que este organismo
degrada una gran variedad de compuestos altamente clorados y recalcitrantes, incluyendo dioxinas. El uso
de este hongo está limitado a suelos con carencia de nitrógeno, ya que este elemento en exceso impide la
formación de peroxidasa [31].
5.2.4 Microorganismos Concretos
Los microorganismos aislados en suelos poseen actividades de peroxidasas y oxigenasas, que permiten la
oxidación de algunas fracciones del petróleo [32]. Esta oxidación cambia las propiedades de los
compuestos haciéndolos susceptibles a ataques secundarios y facilitando su conversión a bióxido de
carbono y agua [33] [34].
Rhodococcus. Es uno de los géneros bacterianos más explotados en bioprocesos no
convencionales, un grupo único consistente en microorganismos que presentan una gran
diversidad metabólica, capaz de transformar, biodegradar y utilizar como única fuente de carbono
compuestos hidrófobos [35].
Dentro de las aplicaciones industriales y ambientales, se incluye la producción de ácido acrílico y
acrilamida, conversión de esteroides, biorremediación de hidrocarburos clorados y fenoles, a lo
que se añade su gran capacidad de degradar hidrocarburos alifáticos halogenados y numerosos
compuestos aromáticos, como los HAP´s (hidrocarburos policíclicos aromáticos) [36].
10
Pseudomonas. Las bacterias de este género poseen la habilidad para utilizar diversos substratos,
incluyendo aquellos creados por el petróleo. Las Pseudomonas son bacterias Gram negativas,
obicuas, que pertenecen a la subclase gamma de las Proteobacterias.
Las Pseudomonas son bacterias productoras de biosurfactantes. Algunos microorganismos
productores de biosurfactantes extracelulares solubilizan y facilitan la penetración de los
hidrocarburos a través de la pared celular hidrofílica; contienen además enzimas degradadoras de
hidrocarburos en la membrana citoplasmática. La Pseudomonas aeruginosa, es otro de los
microorganismos más usado y estudiado en biorremediación. Estudios con relación al desempeño
metabólico de esta Pseudomona ha permitido identificarla como degradadora de gran cantidad de
sustratos como el n-hexadecano, mineralización de compuestos alifáticos en condiciones
anaerobias, y degradadora de hidrocarburos aromáticos y poli aromáticos [37].
Burkholderia es otro género bacteriano utilizado para biorremediación de herbicidas y pesticidas
recalcitrantes y también es usado para proteger cultivos contra hongos. Debido a su genoma
extremadamente flexible, Burkholderiacepacia, bacilo Gram negativo no fermentador, productora
de pigmento amarillo tiene una gran capacidad mutagénica y adaptativa, ha sido recuperada a
partir de agua y superficies húmedas, es resistente a múltiples antibióticos y ésta capacidad es
altamente transmisible entre especies. Por todas estas razones, la selección de cepas seguras para
su uso ambiental no es posible por el momento y su uso en la agricultura también debe ser
cauteloso [37].
6. SUELOS
Se denomina suelo al sistema estructurado, biológicamente activo, que tiende a desarrollarse en la
superficie de las tierras emergidas por la influencia de la intemperie y de los seres vivos. Se trata de un
sistema formado por componentes minerales, componentes orgánicos (humus y derivados, biomasa viva y
muerta), gas (aire en el espacio existente en los poros), y agua envolviendo partículas y el espacio capilar.
El suelo constituye la interfaz entre la tierra, el aire y el agua, lo que le confiere la capacidad de
desempeñar tanto funciones naturales como de uso antropogénico. Las propiedades físicas y químicas de
los suelos influyen en gran manera sobre la aireación, la disponibilidad de nutrientes y la retención de
agua y, por lo tanto, en la actividad biológica. Las propiedades más importantes de las que engloban estos
grupos son el tamaño de partícula, la porosidad, la humedad, estado de aireación, composición química,
fracción de arcilla, capacidad de intercambio de cationes y fracción orgánica. El tamaño de partícula
afecta a la química de la superficie de los suelos y al tamaño de los poros. La cantidad de poros depende
de la textura, estructura y contenido de materia orgánica del suelo [17].
6.1 Características del Suelo
El suelo está compuesto principalmente por minerales, aire, agua, materia orgánica y organismos vivos.
La fracción mineral constituye el principal componente estructural del suelo con un 50% del volumen
total, el agua y aire constituyen el volumen de poros entre el 25 y 50% en volumen, ya que su proporción
varía con la humedad del suelo. La materia orgánica oscila entre el 3 y 6% de volumen, mientras que los
organismos vivos ocupan menos del 1%.
En la fracción mineral, predominan el dióxido de silicio (SiO2), el aluminio y el hierro principalmente,
mientras que el calcio, magnesio potasio, titanio, manganeso, sodio, nitrógeno, fosforo y azufre están
presentes en menor cantidad. Por su parte la fracción orgánica del suelo está constituida principalmente
por residuos de plantas y animales, células microbianas y productos resultantes del metabolismo
microbiano, que rara vez supera el 10% en peso de un suelo [21].
El proceso natural de formación del suelo no produce un terreno uniforme y homogéneo a lo largo de su
perfil, por lo que es posible diferenciar varios estratos u horizontes, resultado de diversos procesos de
meteorización.
En general se reconocen tres horizontes principales: A, B y C. Sobre el horizonte A, se acumulan los
materiales húmicos, derivados de restos vegetales y animales (horizonte orgánico O), se divide en una
capa A1 donde el suelo mineral se mezcla con el humus, la capa A2, con una lixiviación máxima de
arcillas de silicato, óxidos de hierro y óxidos de aluminio y una capa A3, de transición hacia el horizonte
B. El horizonte B es reconocido como la zona iluvial, donde ocurre la máxima acumulación de materiales
como óxidos de hierro, óxidos de aluminio y arcillas de silicato. Aún más abajo se encuentra el horizonte
C, constituido principalmente por roca madre no erosionada, ya que se ve poco afectado por los procesos
de meteorización y la misma actividad biológica. Finalmente se encuentra la roca madre. El grosor y
características de cada horizonte dependen en gran parte de la topografía del sitio, su cubierta vegetal, pH
y régimen de lluvias [38].
6.2 Clasificación de los suelos
El suelo puede ser clasificado considerando sus tres componentes principales: arcilla, limo y arena, las
cuales difieren entre si principalmente por su tamaño.
El área superficial (área/volumen) de los diferentes tipos de partículas afectan directamente las
propiedades físicas, químicas y biológicas de un suelo. Por su naturaleza principalmente coloidal, de
carga negativa y forma plana, las arcillas constituyen el tipo de partícula que mayor efecto tienen sobre
las propiedades del suelo, ya que son buenos absorbentes de agua, iones y gases. Las arenas no tienen
gran actividad superficial, por lo que son asociadas principalmente con el tamaño de los poros del suelo, y
por tanto con el movimiento del aire y del agua a través del mismo, sin afectar directamente las
propiedades químicas y biológicas del suelo.
En general, los suelos con predominios de arenas suelen tener permeabilidad alta y baja capacidad de
retención de agua. Por el contrario, los suelos con predominio de limos y arcilla suelen ser cohesivos y
tener una capacidad de retención de agua alta y una baja permeabilidad, lo que supone una velocidad de
infiltración y aireación bajas. Los suelos con predominio de limos pueden presentar formación de costras
[39].
6.3 Suelos contaminados por derrames de tuberías corroídas
Existen campos petroleros con alrededor de cincuenta de 50 años de antigüedad, ubicados en zonas
pantanosas, manglares u otras selvas inúndales. Los ductos de estos se instalaron conectando los pozos
individuales a baterías de separación y desde ahí hasta las petroquímicas y refinería, generándose
corrosión anaerobia, debido principalmente a bacterias reductoras de sulfato dando como resultado ductos
corroídos y derramamientos. Los tipos de suelos afectados son de zonas bajas con altos contenidos de
materia orgánica y arcilla y los menos afectados, son por lo general los más aptos para la agricultura por
poseer texturas menos finas y alta fertilidad. Los sitios que se encuentren en la planicie costera, son los
que más preocupan en caso de contaminación por el impacto que puede tener sobre los acuíferos, debido a
su alta permeabilidad [40].
6.4 Derrames de Hidrocarburos en suelos
El movimiento de los hidrocarburos depende en gran parte de las características del contaminante, la tasa
a la que este fluye y las características del subsuelo. En términos generales en suelos de tipo granular es
12
relativamente más rápido que en suelos de grano fino (suelos arcillosos o rocosos). Allí se moverán en
sentido descendente bajo la influencia de la gravedad y la capilaridad.
Cabe resaltar que el petróleo únicamente penetra los suelos porosos y permeables. La tasa de penetración
depende del tipo de petróleo y del tipo de suelo. La combinación que produce la más rápida tasa de
penetración es la de petróleos de baja viscosidad y gravas gruesas (suelos arenosos). En la práctica los
petróleos muy viscosos no penetran significativamente el suelo. En suelos homogéneos, la máxima
penetración ocurre en los lugares donde se forman charcos de petróleo, ya que estos proporcionan una
cabeza hidrostática que facilita su penetración.
En la zona no saturada la mayoría del agua (principalmente agua de precipitación) está presente como
película rodeando las partículas del suelo. Un gran porcentaje de los poros contienen aire debajo de esta
zona, el manto de agua (zona saturada) invade totalmente los poros. En la zona de transición o zona
capilar el agua se encuentra inmovilizada, sometida a fuerzas de capilaridad permaneciendo atrapada en
los canales o columnas capilares, formadas debido a la distribución y empaquetamiento de los granos del
suelo. Los capilares de menor diámetro permiten que el agua, en algunos puntos, alcance una mayor
altura. El espesor de la zona capilar puede ir desde unas pocas pulgadas hasta 20 o 30 pulgadas en
material fino. En caso de algún derrame de petróleo se puede presentar que éste llegue, o no, a la zona
saturada. Cuando el volumen de crudo vertido no es muy grande o no es continuo, solo penetra la zona no
saturada y se desplaza hasta que eventualmente pierde fuerza y sus gotas quedan atrapadas de manera
discontinua en los poros. Cuando el derrame es lo suficientemente grande o prolongado, es posible que
alcance la zona saturada. Una vez que ha alcanzado esta zona es necesario tener en cuenta que el cambio
de la zona no saturada a la saturada es abrupto. Las condiciones en la zona capilar determinan el producto
una vez que llegue allí, se mueve lentamente a través del suelo en una zona media y superficial, donde
hay más espacios vacíos disponibles y no, como comúnmente se cree, directamente sobre el manto de
agua en donde la abundancia de la misma atrapan los hidrocarburos que llegan y no le permiten
desplazamiento lateral o vertical.
Entre los problemas más graves que conlleva la introducción de petróleo al suelo está la contaminación de
aguas superficiales y subterráneas por escorrentías o fuentes de agua potable y la posibilidad que los
vapores, en el caso de componentes livianos, se transporten al aire por volatilización o se desplacen a
través del subsuelo y penetren en casas o edificaciones, causando peligros para la salud y la seguridad de
quienes las habitan [41].
6.5 Efectos adversos de la contaminación de suelos con hidrocarburos
En el suelo, los hidrocarburos impiden el intercambio gaseoso con la atmosfera, iniciando una serie de
procesos físico-químicos simultáneos, como evaporación y penetración, que dependiendo del tipo de
hidrocarburo, temperatura, humedad, textura del suelo y cantidad vertida pueden ser procesos más o
menos lentos, lo que ocasiona una mayor toxicidad [42]. Cabe resaltar que la mayoría de las veces la
magnitud del daño ocasionado no siempre refleja la cantidad de hidrocarburo derramado; debido a que
una pequeña cantidad en un área susceptible puede ocasionar un daño mayor que una gran cantidad en
una costa rocosa desolada [43].
Los hidrocarburos son capaces de disolver los tejidos vegetales, ocasionando daños importantes en las
membranas celulares que resultan en reducción de la transpiración y aumento de la respiración. La
presencia de hidrocarburos en el suelo puede inhibir el crecimiento de las plantas mediante un fenómeno
de sofocación atribuida al desplazamiento del aire de los poros del suelo o el aumento de la actividad
microbiana, que hace que las reservas de oxigeno alrededor de las raíces de las plantas sea insuficiente.
Otro factor importante, resulta ser la capacidad de algunas especies vegetales de metabolizar y cumular
hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs), los cuales al ser degradados se transforman en compuestos
aún más tóxicos, carcinógenos y mutagénicos que fácilmente ingresan a la cadena trófica por medio de
animales herbívoros [42].
7. PETROLEO
El petróleo es el producto de la degradación anaeróbica de materia orgánica, durante largos períodos de
tiempo y bajo condiciones de alta presión y temperatura, que la convierte en gas natural, crudo y
derivados del petróleo. El petróleo crudo es una mezcla extremadamente compleja y variable de
compuestos orgánicos, donde la mayoría de los ellos son hidrocarburos, que varían en peso molecular
desde el gas metano hasta los altos pesos moleculares de alquitranes y bitúmenes. Estos hidrocarburos
pueden presentarse en un amplio rango de estructuras moleculares: cadenas lineales y ramificadas, anillos
sencillos, condensados o aromáticos. Dentro de los compuestos saturados están los de cadena lineal n-
alcanos o n-parafinas, en las ramificadas algunos alcanos con cadenas alquílicas, las cicloparafinas
cicloalcanos o naftenos y los hopanos. Los dos grupos principales de hidrocarburos aromáticos son los
monocíclicos, el benceno, tolueno y xileno (BTEX) y los hidrocarburos policíclicos (HAPs) tales como el
naftaleno, antraceno y fenantreno [17].
El estudio más detallado de los hidrocarburos de un crudo de petróleo agrupa estos compuestos
en las siguientes familias:
Parafinas volátiles: representan hasta un 30% del crudo de petróleo. Son n – alcanos e
isoprenoides (alcanos ramificados) de un tamaño C1 a C10 .Es la fracción más volátil del crudo y
por lo tanto la más susceptible de pérdidas abióticas por volatilización. La fracción gas natural
contiene, principalmente C1 a C5. Los isoprenoides volátiles, están representados principalmente
por el isobutano e isopentano. Los isoprenoides volátiles también pueden llegar hasta C10 (2,6
dimetil octano) [44].
Parafinas no volátiles: se definen como aquellos n – alcanos e isoprenoides entre C11 y C40. Los n
– alcanos oscilan entre C11 y C40, aunque se han descrito cadenas más largas y pueden constituir
entre el 15 y 20% de crudos no degradados; mientras que los isoprenoides varían de C12 a C22 y
constituyen entre 1-2% del crudo, llegando a 15% en crudos degradados. Los componentes entre
C11 y C15 son de volatilidad intermedia [45].
Naftenos: esta familia está compuesta por las cicloparafinas o cicloalcanos. Los compuestos más
abundantes de esta familia son los ciclopentanos alquilados (fundamentalmente metilados), que
pueden llegar a representar un 31% del crudo. Los compuestos mono y dicíclicos corresponden
entre el 50 y 55% de esta fracción, los tricíclicos al 20% y los tetracíclicos al 25%. Esta familia
engloba a los hopanos [46].
Oleofinas: son alquenos, los cuales están poco presentes en el crudo de petróleo, encontrándose
en concentraciones traza. Adquieren importancia en los productos resultantes del refinado, ya que
se generan durante el proceso de cracking, existiendo hasta un 30% en gasolinas y un 1% en
fueles.
Aromáticos: el crudo de petróleo contiene una mezcla muy compleja de hidrocarburos
aromáticos. Esta fracción la componen moléculas que contienen uno o varios anillos bencénicos
en su estructura. Así se encuentran hidrocarburos monoaromáticos (un anillo bencénico),
diaromáticos (2 anillos bencénicos) y poliaromáticos (HAPs, con más de dos anillos bencénicos).
14
Hidrocarburos monoaromáticos: se encuentran el benceno y sus alquilados (monoalquilados
como el tolueno y dialquilados como los xilenos), formando la familia de los BTEX (benceno,
tolueno, etilbenceno y xileno) de gran importancia ambiental debido a su volatilidad y toxicidad.
Hidrocarburos poliaromáticos: entre los hidrocarburos diaromáticos, encontramos el naftaleno y
sus alquilados (mono, di, tri y tetrametilnaftalenos). Constituyen la familia mayoritaria de
hidrocarburos aromáticos presentes en un crudo.
Entre los hidrocarburos poliaromáticos de tres anillos, encontramos el fenantreno, antraceno,
fluoreno, y sus derivados alquilados. El fenantreno y los metilfenantrenos, representan los
componentes mayoritarios de los triaromáticos. Entre los hidrocarburos poliaromáticos de más de
tres anillos, encontramos el fluoranteno (3 anillos bencénicos y uno no bencenico), pireno y
criseno (4 anillos aromáticos), pireno y benzo(a)pireno (5 anillos aromáticos) y coroneno (un
HAP pericondensado con 6 anillos).
Resinas y asfaltenos: se trata de mezclas complejas, integradas por núcleos policíclicos o
naftenoaromáticos. Contienen cadenas hidrocarbonadas con heteroátomos de oxígeno, nitrógeno
y azufre (componentes NOS del petróleo) y a veces están asociadas con pequeñas
concentraciones de metales como el vanadio y el níquel. Constituyen entre un 10% en crudos
poco degradados o ligeros, hasta un 60% en crudos muy degradados. Es la fracción que presenta
una mayor recalcitrancia de un crudo de petróleo. Se trata de agregados de piridinas, quinolinas,
carbazoles, tiofenos, sulfóxidos, amidas, HAP, sulfuros, ácidos nafténicos, ácidos grasos,
metaloporfirinas y fenoles polihidratados [44].
7.1 Biodegradabilidad de Hidrocarburos
En general los hidrocarburos comprenden una gama de compuestos que van desde los altamente
biodegradables, hasta los difícilmente biodegradables, dada sus variaciones en la longitud de cadena,
ramificaciones, presencia de anillos, combinaciones con otras moléculas, estado físico y toxicidad, entre
otras, siendo más fácilmente biodegradables aquellos de estructuras moleculares más simples.
Dado que el petróleo es una mezcla compleja, su degradación esta favorecida por una variada población
de microorganismos con amplia capacidad enzimática. La degradación inicial de estos frecuentemente
requiere la acción de enzimas oxigenasas y esto depende de la presencia de oxigeno molecular. Por
consiguiente, las condiciones aerobias son necesarias para romper inicialmente los hidrocarburos [21].
Aunque los alcanos lineales son los hidrocarburos de petróleo más biodegradables, altas concentraciones
de éstos, especialmente aquellos con número de carbono entre C5 y C10, pueden inhibir la degradación de
otros hidrocarburos, ya que actúan como solventes, rompiendo la membrana lipídica de los
microorganismos. Por otra parte, la baja solubilidad de alcanos con número de carbono entre C20 y C40,
los cuales son sólidos hidrófobos, pueden dificultar su degradación.
La biodegradación de alquenos (poco comunes en el crudo) es menos común que la de los alcanos, debido
a la presencia de dobles enlaces insaturados internos, siendo más fácilmente degradados los 1-alquenos,
cuyo enlace insaturado se encuentra en el primer carbono. La degradación de estos compuestos bien
puede darse por la oxidación del carbono final saturado, dando lugar a la formación de un ácido; o por la
oxidación del enlace doble insaturado, para formar un diol.
Los cicloalcanos son menos biodegradables que sus isómeros lineales, pero más que los hidrocarburos
aromáticos policíclicos (HPA). En ambos casos la complejidad de la degradación aumenta con el número
de anillos presentes en la estructura y la presencia de grupos alquil, metil y etilo como sustitutos, siendo
los alcanos que presentan el primer grupo los más fácilmente degradables, incluso por encima de los
sustituidos.
La biodegradación de las moléculas aromáticas implica primero la activación del anillo y segundo la
rotura del mismo. La activación involucra la deshidroxilación del núcleo aromático o incorporación de
oxigeno molecular dentro del anillo, para lo que se requiere la acción de monoxigenasas (enzimas
características de los hongos y otras eucariotas) como catalizadores en la incorporación de un átomo de
oxígeno para formar el grupo epóxido que posteriormente es deshidratado dando lugar a el
transdihidrodiol. Las dioxigenasas, características de las bacterias, catalizan la incorporación de dos
átomos de oxigeno simultáneamente para formar un dihidrodiol. Los dihidrodioles son oxidados a
derivados hidroxilados tales como catecol, precursores finalmente del rompimiento de los enlaces de
carbono del anillo en posiciones orto o meta para formar ácido mucónico o acido 6-formil-2-hidroxi-2,4-
hexadienoico (2-hidriximucónico semialdehido). Éstos compuestos se degradan a ácidos asimilables por
los microorganismos para síntesis celular y de energía.
Los hidrocarburos policíclicos aromáticos se degradan y transforman a otros compuestos de menor peso
molecular, más volátiles, mediante un proceso que implica el rompimiento de un anillo a la vez por
mecanismos similares a los de los cicloalcanos [44].
7.2 Causas de derrames por la actividad petrolera
Las causas más frecuentes de contaminación en la industria petrolera por transporte por medio de tubería
u oleoducto, son:
Falla operacional: Se da por un desajuste o asincronismo en la actividad normal de la operación
de un oleoducto, un poliducto o estación, ya sea en la manipulación de los instrumentos o en la
parte operativa (por parte de los operadores), que ocasiona una sobrepresión de la línea de
transporte.
Fatiga de materiales: Ocasionado por el inadecuado mantenimiento de las instalaciones, llámese
tubo, pozo o múltiple abastecimiento, provocando un pittinges, un agujero por el cual se genera
una fuga del líquido.
Cuando un derrame es provocado por la acción dolosa de un tercero, en dicho caso es habitual que el
origen del mismo se pueda dar por:
Hurto: Cuando los terceros que acometen el hecho punible no tienen por motivo nada distinto que
obtener un lucro con el crudo que extraen de la tubería.
Actividad terrorista: Es aquel que se atribuye por lo general a grupos u organizaciones armadas
que enarbolando un carácter político acometen el daño con el interés de desestabilizar [17].
8. TÉCNICAS DE BIORREMEDIACIÓN
La biorremediación de suelos se puede dividir en estrategias in situ y ex situ, la biorremediación in situ se
refiere al tratamiento biológico de suelos contaminados sin excavar antes del tratamiento y la ex situ a
tratar el suelo contaminado en un lugar dispuesto para esto. Las estrategias in situ presentan mayores
ventajas por su menor costo en traslado y por la poca generación de residuos en el proceso [12].
16
8.1 Biorremediación in situ
Este tipo de tratamiento normalmente es la opción más adecuada para la recuperación de suelos, ya que
no es necesaria la preparación y excavación del material contaminado [47].
Éste método de biorremediación de suelos se puede dividir en dos tipos: tratamiento de compuestos
volátiles y tratamiento de compuestos semivolátiles y no volátiles. Las técnicas más utilizadas se ven con
detalle a continuación [17]:
La Biolabranza: Al suelo contaminado se le mezcla con agentes de volumen y se la realiza una la
labranza periódica para favorecer la aireación. Dentro de las ventajas se puede decir que es un
proceso considerado de bajo nivel tecnológico que no requiere exigentes consideraciones de
ingeniería, y a la vez permite una fácil manipulación y control de las variables de diseño y
operación. Entre sus desventajas está que requiere grandes extensiones de área, otro
inconveniente es que si los hidrocarburos contaminantes son livianos, estos pueden volatilizarse,
lo cual generaría problemas en el aire y cuando la contaminación es profunda los costos de
excavación y movimiento de tierras pueden ser muy altos, esta estrategia puede aplicarse ex situ
de igual manera [48].
La Bioaireación: Consiste en proporcionar oxígeno al subsuelo estimulando la degradación por
medio de microorganismos nativos, se ha convertido en una de las estrategias más costo-efectivas
disponibles para hacer frente a derrames de hidrocarburos de petróleo, ya que el aire se suministra
mediante un sistema de inyección [45], en cuanto a costos no requiere maquinaria pesada ni
excavaciones grandes, ni áreas adicionales para llevar a cabo el tratamiento; sin embargo, la
aplicación de esta estrategia tiene obstáculos considerables debido a la biodisponibilidad de los
diferentes contaminantes y esto influye en la velocidad de degradación, en particular los
contaminantes de baja solubilidad en el agua, pueden bajar el contenido de humedad en el suelo,
si el suelo a tratar es demasiado húmedo puede presentar dificultad para lograr que el aire penetre
a través de la zona contaminada [49].
La Bioestimulación: Se define como la estimulación de los microorganismos nativos, para activar
y acelerar la degradación de contaminantes, se puede llevar a cabo con la adición de agua,
oxigeno, nutrientes, aceptor de electrones, entre otros parámetros que permitan el buen desarrollo
de los microorganismos.
Dentro de los nutrientes se encuentran principalmente el nitrógeno y fósforo, el nitrógeno
proporciona el elemento necesario para la producción de aminoácidos y enzimas, y la fuente de
fósforo interviene en la formación de compuestos energéticos dentro de la célula que se utilizan
en los procesos de reproducción y degradación. Estos fertilizantes pueden ser de uso agrícola o de
origen orgánico como estiércol, también se puede llevar a cabo una estimulación con adición de
agua y oxígeno, si el área contaminada ya cuenta con buena presencia de nutrientes [50].
La Bioaumentación: consiste en la adición de cepas microbianas externas (diferentes a las
nativas), al suelo contaminado, estos microorganismos están adaptados o incluso modificados
genéticamente y cuentan con la capacidad de degradar el contaminante. Esta estrategia no
requiere área adicional, ni maquinaria pesada, como desventaja esta la inoculación a gran escala,
el que entran a competir con los microorganismos nativos y pueden tener limitaciones con las
condiciones climáticas del sitio a tratar. Con un buen estudio de las condiciones del área a
inocular, esta estrategia puede aumentar las tasas de remoción del contaminante mediante el
aumento de la población bacteriana [51].
Atenuación natural: aunque no se ha considerado como un método de descontaminación
propiamente dicho, es una técnica de remediación de bajo costo, su característica principal es la
utilización de los procesos fisicoquímicos de interacción contaminante suelo y los proceso de
biodegradación tienen lugar de forma natural. Estos procesos se conocen de biotransformación
natural, los cuales van a reducir la concentración de los contaminantes. Éste proceso transforma
el contaminante en formas menos toxicas, por procesos físicos entre los que se encuentran la
dilución, la dispersión, volatilización, adsorción, biodegradación y las reacciones químicas que se
producen en el suelo [52]. La atenuación natural puede darse en presencia de oxigeno
(condiciones aeróbicas) o ausencia de este (condiciones anaeróbicas).
Entre los factores que influyen en la eficacia y viabilidad de la degradación se destacan [53]:
- Condiciones geológicas y geoquímicas favorables.
- Confirmación de la existencia de los tipos y número de poblaciones de microorganismos
que puedan biodegradar los contaminantes.
- Producción y conservación en el medio de subproductos de carácter persistente o más
tóxicos que los iniciales, durante y después.
- La no existencia de producto libre en flotación sobre el nivel freático.
- Condiciones óptimas de concentración de oxígeno disuelto.
- Presencia de compuestos utilizados como aceptores de electrones en condiciones
anaerobias como nitrógeno, fosforo, sulfatos entre otros.
- Existencia de un coeficiente de retardo favorable para que se produzcan los fenómenos de
sorción con suficiente eficacia.
- Que se produzca una dilución suficiente para que la concentración se vea disminuida.
8.2 Biorremediación ex situ
Dos son los tratamientos que se distinguen cuando el procedimiento se realiza fuera del lugar donde está
la contaminación: tratamiento por vía sólida y tratamiento por vía en suspensión. La biorrecuperación vía
sólida se puede realizar por dos métodos: tratamiento en lechos y tratamiento por compostaje. La
diferencia fundamental entre ambos es el sistema de aireación, mientras que en el primero sólo se pueden
tratar las capas de suelo menos profundas, en el compostaje se requiere la formación de grandes
apilamientos de material degradable. En el tratamiento vía suspensión se excava el material contaminado
y se traslada a un reactor. La característica de este método es la suspensión en un medio acuoso del suelo
contaminado, es decir, el tratamiento se lleva a cabo bajo condiciones de saturación de agua. La ventaja
de estos procedimientos frente a los primeros radica en la posibilidad de optimizar los parámetros
microbiológicos, así como el control del proceso; a cambio, lógicamente, de un mayor costo [17].
Disposición sobre el suelo: También conocido como “Landfarming”, tratamiento en lechos o tratamiento
vía sólida. Esta es la técnica más usada para la biorremediación de los lodos contaminados con
hidrocarburos y de otros desechos de la industria petrolera. Esta técnica consiste en excavar los suelos
contaminados, extenderlos sobre un área suficientemente amplia y estimular las variables de incidencia en
el proceso para promover la actividad de los microorganismos encargados de degradar los hidrocarburos.
Antes de extender el suelo contaminado se deben adecuar las condiciones de la superficie para controlar
los lixiviados y las aguas lluvias [54]. La ilustración 2 muestra a continuación un esquema de este
tratamiento.
18
Ilustración 2: Esquema Landfarming
Fuente: Contaminación y remediación del suelo, http://www.ingenieroambiental.com/GUIA-
REMEDIACION-SUELOS-.pdf
Compostaje: Es un proceso biológico controlado que se diferencia de los sistemas convencionales
de compostaje, porque estos son sistemas cerrados, como las incubadoras de gran tamaño,
ofreciendo la oportunidad de asegurar el uso de altas temperaturas (> 70 ° C), con el fin de
cumplir con requisitos regulatorios para el control de patógenos. Esta estrategia debe ser más
controlada por los operadores y permite seleccionar los parámetros adecuados de operación por
ejemplo: temperatura, contenido de humedad, las proporciones de mezcla (agentes de volumen,
paja, aserrín, estiércol, desechos agrícolas) para promover la actividad microbiana y la
degradación de contaminantes. La aplicación de compostaje como una estrategia de
biorremediación tiene dos objetivos: (1) maximizar la eliminación del contaminante y (2)
producir un compuesto maduro que podría ser utilizado en la restauración de la tierra para uso
industrial. Los sistemas de compostaje incluyen tambores rotatorios, tanques circulares,
recipientes abiertos y Biopilas [55].
Las Biopilas se conforman con el suelo contaminado en ambientes cerrados para aumentar la
temperatura, con agentes de volumen, con microorganismos del suelo contaminado, en donde la
actividad microbiana degrada los contaminantes, para esta técnica se debe considerar el tipo de
contaminante, porque puede presentar liberación de gases y requiere mucho espacio [56].
8.3 Fitorremediación: Otra alternativa de biorremediación
La fitorremediación, es una estrategia que se define como el uso de las plantas y sus raíces, asociadas con
las bacterias para eliminar, transformar, o asimilar los productos contaminantes ubicados en el suelo, en
sedimentos, agua subterránea, aguas superficiales, e incluso la atmósfera, al mismo tiempo, la
fitorremediación tiene un enfoque de tratamiento de profundidad, que según las características del sitio
contaminado, las siembras de plantas puede ser la única intervención a bajo precio y eficiente [57].
Inicialmente, el término de fitorremediación se asoció al uso de plantas capaces de bioconcentrar niveles
inusuales de metales en sus tejidos. La mayor parte de ellas están constituidas por pequeñas plantas
herbáceas que se desarrollan en zonas metalúrgicas naturales o en depósitos [58].
Hoy en día las investigaciones en fitorremediación se encaminan no sólo al tratamiento de contaminantes
inorgánicos (metales, metaloides, haluros y radionucleidos) [59], sino también al tratamiento de
contaminantes orgánicos (50); algunas especies de plantas probadas con éxito en la fitorremediación de
suelos contaminados con hidrocarburos del petróleo son: Zea mays L., PanicummaximunJacq.,
Paspalumvirgatum L., Echinochloapolystachya H.B.K., Sorghumvulgare L., Phaseolusvulgaris L.,
Phaseoluscoccineus L., Chamaecristanictitans (L.) Moench., Brachiariabrizantha (Hochst. ex A. Rich)
Stapf., Triticumaestivum L., Hordeumvulgare L., entre otras.
La fitorremediación comprende tanto los procesos dirigidos a liberar el contaminante de la matriz del
suelo (descontaminación), como los encargados de secuestrarlos en dicha matriz (estabilización) [27].Ésta
es una tecnología emergente en el tratamiento de la contaminación, su aplicación es cada vez mayor y sus
resultados se están valorando como muy positivos. La utilización de técnicas, en campo, con plantas
herbáceas, gramíneas, vegetación arbórea y algunos mutantes transgénicos, pone de manifiesto que la
técnica empieza a ser una tecnología competitiva en la recuperación de suelos contaminados [60].
Sin embargo, la fitorremediación está limitada por las condiciones que impiden un crecimiento normal de
las plantas como son: el clima, la topografía, los procesos de erosión, y concentraciones de contaminante
que exceda del nivel de tolerancia de las plantas. También limita la utilización de esta técnica el tiempo
que haya para la descontaminación (la fitorremediación es lenta), y la distancia del contaminante a zonas
sensibles: ríos, lagos, lagunas y aguas subterráneas [61].
9. ASPECTOS TÉCNICOS
A continuación en la tabla 1 se muestran las tecnologías de biorremediación en Colombia según las
diferentes regiones del país.
Tabla 1: Aplicación de biorremediación en Colombia Región Orinoquía Amazonía Pacífico Caribe Andina
Ubicación
Se encuentra
ubicada en la
Megacuenca
sedimentaria
entre el escudo
de la Guayana
el flanco de la
cordillera
Oriental
Hace parte de la
extensa
Megacuenca
sedimentaria
desarrollada
entre el escudo
de la Guayana y
el flanco este de
la cordillera
Oriental.
Comprende una
franja larga y
estrecha entre el
flanco occidental
de la cordillera
Occidental hasta
la línea de la
costa, desde la
frontera de
Ecuador en el
sur hasta la
frontera con
Panamá en el
norte.
Comprende el
Golfo de Urabá
en el
suroccidente
hasta la
península de la
Guajira hasta el
nororiente.
Incluye el
bloque
tectónico de la
sierra Nevada
de Santa Marta,
la depresión de
la Momposina y
la parte baja de
las cuencas y
valles aluviales
de los ríos
Magdalena,
Sinú y San
Jorge.
La cordillera
Central y la
cordillera
Occidental desde
el Nudo de los
Pastos en
dirección sur
norte pasando por
la Hoz de
Minamá en la
cuenca de Patía y
se prolonga hasta
las planicies de la
región Caribe. En
la cordillera
desde el Valle
Magdalena por el
Occidente y los
llanos Orientales.
T Promedio
(ºC) 27 28 26,4 27,6
28-0 en los
Nevados
20
Clima Lluvioso
Cálido
Húmedo- Muy
húmedo
Cálido-
Isotermal Cálido
Montaña tropical-
Selva tropical
pH <5 5,5-3,7 4,5-5,5 >5,6 Básico cercano a
la neutralidad
Suelos más
predominantes Oxisoles
Oxisoles-
Ultisoles
Inceptisoles-
Entisoles
Alfisoles-
Molisoles
Andisoles
Tipo de
biorremediación
Hidrolavado +
Bioveting o
biopilas o
Bioaumentación
(in situ)
Hidrolavado +
Bioveting o
Biopilas o
Bioaumentación
(in situ)
LandFarming +
Bioaumentación
+
Fitorremediación
LandFarming +
Bioestimulación
+ Hidrolabado +
Bioveting o
Biopilas o
Bioaumentación
(in situ)
Bioelectrocinética
Fuente: Torres Delgado & Zuluaga Montoya, 2009
http://www.bdigital.unal.edu.co/815/1/32242005_2009.pdf
10. ASPECTOS ECONÓMICOS
Uno de los más importantes aspectos de la biorremediación es su bajo coste [62]. Esta técnica tiene un
coste estimado entre el 30% y 50% más bajo que otras técnicas convencionales de limpieza.
Se presentan algunas de las tecnologías de remediación más utilizadas para tratar suelos contaminados,
señalando sus principios de operación y costos estimados. Es importante aclarar que los costos que se
presentan, son promedios obtenidos de la aplicación de cada tecnología en los E.U.A. y están dados en
dólares americanos.
Tecnología in situ:
- Bioventeo: Es una tecnología en la que los tiempos de limpieza pueden variar desde algunos
meses hasta varios años, y sus costos de operación varían entre 10 y 70 USD/m3. Esta tecnología
no requiere de equipo caro, pero los costos pueden variar en función de la permeabilidad del
suelo, espacio disponible, número de pozos y velocidad de bombeo.
- Bioestimulación: La limpieza de una pluma de contaminación, puede tomar varios años. Su costo
oscila entre 30 y 100 USD/m3. La naturaleza y profundidad de los contaminantes y el uso de
bioaumentación puede aumentar sus costos.
- Bioaumentación: Es una tecnología que puede durar varios meses o años, y su utilización no
implica mucho capital ni costos de operación.
- Biolabranza: Es una tecnología de mediano a largo plazo. El costo para su aplicación en desechos
peligrosos oscila entre 30 y 70 USD/ m3
Tecnología ex situ:
El costo del composteo está en función de: la cantidad y fracción de suelo a tratar; disponibilidad de
agentes de volumen; tipo de contaminantes y proceso; necesidad de tratamientos previos y/o posteriores y
necesidad de equipos para el control de COV. Es una tecnología que puede llevar desde algunas semanas
hasta varios meses. Los costos típicos se encuentran entre 130 y 260 USD/m3
Biorremediación en fase de lodos (biorreactores):
Los biorreactores de lodos pueden clasificarse como una tecnología de corto a mediano plazo. El uso de
biorreactores de lodos oscila entre 130 y 200 USD/m3
11. IMPACTO AMBIENTAL
En Colombia, el transporte de crudo y sus derivados se ha visto afectado considerablemente por una
permanente actividad terrorista contra los oleoductos e instalaciones petroleras, más que por derrames
accidentales. Entre los años 1986 y 1998 las incursiones violentas de los grupos al margen de la ley
ocasionaron el derramamiento de cerca de dos millones de barriles de petróleo [40]. Hasta noviembre de
1998 se presentaron 920 ataques contra la infraestructura petrolera, 575 de ellos en el oleoducto caño
limón-Coveñas, que mediante roturas y abolladuras han perjudicado no solo a los ecosistemas, fuentes de
producción y abastecimiento de las comunidades aledañas al oleoducto, si no a regiones por donde se
transita. La ilustración 3 presenta el estado del suelo luego de uno de los tantos derrames. Las áreas
perjudicadas por los derrames se ubican principalmente en la zona de la alta llanura Araucana, en la
región de la cuenca del Rio Catatumbo, en la llanura del valle medio y medio bajo del rio Magdalena;
departamento de Santander, Cesar y Sucre principalmente, y en los departamentos del Putumayo y Nariño
[63]. Es importante tener en cuenta que aunque en Colombia se conoce poco acerca de las consecuencias
que estos derrames tienen para la vida del hombre, la fauna y la flora destruidas son incalculables.
Entre los años 2000 y 2003 los ataques terroristas disminuyeron considerablemente con respecto a los
años anteriores. En el año 2001, los grupos al margen de la ley realizaron 263 ataques, para el año 2002 la
cifra llegó a 74 incursiones y para el primer semestre del 2003 la cantidad llegó a 60 [40]. Cabe resaltar
que aunque los ataques disminuyeron el impacto ambiental causado permanece en los diferentes lugares
afectados y se ven representados en las consecuencias ambientales.
Según Ecopetrol en la noche del 31 de diciembre del 2005 y madrugada del 1 de enero del 2006 se
presentó un derrame de petróleo en los ríos Sucio, Guamuéz y Putumayo, afectados como consecuencia
de los ataques terroristas; los cuales perturbaron ocho pozos de la operación directa de Ecopetrol y tres
oleoductos que operan en la zona. Para este hecho la empresa activó el Plan de Contingencia con el fin de
controlar el derrame de petróleo y mitigar los efectos al medio ambiente.
En el departamento de Putumayo, donde se producen aproximadamente 70.000 barriles de petróleo
diarios, operan tres células de las Farc, y el frente 48 de estas, el 22 de noviembre del año 2013 realizo su
última acción adjudicada, la cual involucro el derrame de 2000 barriles de petróleo en uno de los
humedales cerca de puerto de Asís, lo que equivale aproximadamente a 8800 galones de crudo. Cuando el
ejército pudo acceder a esta zona el derrame había afectado no solo la fauna, también la flora de este
ecosistema.
Este derrame se sumó al ataque que sufrió el oleoducto transandino, que cuenta con aproximadamente
306 kilómetros y transporta petróleo desde Ecuador hasta el puerto de Tumaco, sobre el océano pacífico.
El ataque se dio en un río que atraviesa la vereda La Silvania, en el municipio de Orito, donde tras el
derrame y la contaminación de esta fuente hídrica, se produjo un incendio que afecto varias casas de la
zona, además de árboles y animales, que estaban a menos de 200 metros de la escuela de la vereda [64].
Otro derrame encontrando en el caño limón Coveñas en el segundo semestre del 2013 fue el dinamitado en dos tramos del oleoducto en las veredas de Santa Inés, donde se notificó que el crudo empezó a caer y
contaminar los ríos Colorado, Margua y nacientes que surten el sistema de agua potable del corregimiento
22
de San Bernardo de Bata. A continuación la ilustración 4 presenta una muestra de la rotura de la tubería y
del derramamiento de crudo.
Lo que complica la problemática de los sitios contaminados con hidrocarburos, es que hasta hace pocos
años, prácticamente no existía una conciencia del grado de dificultad y del enorme costo de la
remediación de suelos, cuerpos de agua y atmósfera contaminados, lo que representa hoy para la sociedad
un gran costo económico. Dicha contaminación está ocasionando el deterioro progresivo de la calidad del
medio ambiente y genera una amenaza real a la salud pública, así como la extinción de gran cantidad de
especies vegetales y animales.
Ilustración 2: Atentado contra el oleoducto Caño-Limón Coveñas
Fuente: http://www.yachana.org/reports/colombia/photos/P3170114.JPG
Ilustración 4: Otro Atentado contra el oleoducto Caño-Limón Coveñas
Fuente: http://www.eluniversal.com.co/colombia/dinamitado-en-dos-tramos-oleoducto-cano-limon-
covenas-137111
Los suelos contaminados contienen gran cantidad de microorganismos que pueden incluir un número de
bacterias y hongos capaces de utilizar hidrocarburos. También se han encontrado cianobacterias y algas
capaces de degradar hidrocarburos. Los suelos contaminados con hidrocarburos contienen más
microorganismos que los suelos no contaminados, pero su diversidad microbiana es más reducida [65].
Como ya se ha mencionado, la biorremediación es el proceso utilizado por el hombre para detoxificar
variados contaminantes en los diferentes suelos, usando de forma estratégica microorganismos, plantas o
enzimas de estos. Esta técnica surge de la necesidad de disminuir el impacto ambiental negativo de los
derrames de hidrocarburos en los diferentes ambientes, es utilizada para contrarrestar la contaminación
por el petróleo y sus derivados, metales pesados e insecticidas. Afortunadamente, la biotecnología ha
permitido el desarrollo de diversas estrategias que pueden ser utilizadas con el fin de restaurar el suelo y
la calidad ambiental, de acuerdo con las necesidades y dimensiones del problema a solucionar. Además,
es una técnica efectiva de descontaminación, de bajo costo, que permite tratar grandes volúmenes de
contaminantes y que, a diferencia de otros procedimientos de descontaminación, presenta un impacto
ambiental mínimo [66].
El impacto ambiental de las técnicas de biorremediación es muy reducido, ya que no se introducen
productos que puedan resultar potencialmente contaminantes ni suelen conllevar costosos trabajos de
ingeniería, al contrario que ocurre en otras técnicas de descontaminación de suelos. Las técnicas de como
la bioaumentación y la bioestimulación son aplicables en zonas amplias de terreno y no requieren que el
suelo presente unas características especiales como en otros tratamientos de descontaminación [67].
12. DISCUSIÓN
En los últimos años, la mayor parte de los estudios publicados se han referido al tratamiento de espacios
contaminados por compuestos derivados del petróleo, utilizando con éxito la biorremediación. Esta se
basa en la acción de microorganismos sobre los agentes contaminantes. Estos procesos tienen las ventajas
de requerir inversiones de capital moderado, bajo consumo de energía y ambientalmente seguros.
En la actualidad, la biorremediación enfrenta un nuevo reto: el de convencer a las compañías y a los
organismos oficiales de su alto potencial. En algunos países, la biorremediación fue una técnica poco
reconocida y marginada, hoy en día se ha convertido en una verdadera industria. Esta “industria” busca
seguir mejorando en sus líneas interdisciplinares, que se pueden resumir en los siguientes puntos:
Integración en el proceso de técnicas innovadoras que ayuden a comprender y controlar los
fenómenos de transporte de nutrientes y otros posibles aditivos
Desarrollo de técnicas rápidas de biología molecular que permitan caracterizar las poblaciones
indígenas de los emplazamientos contaminados así como su potencial enzimático [68]
Exploración de las implicaciones del concepto de biodisponibilidad definido por las propiedades
físico-químicas de los contaminantes. Se trata de un factor que en muchos casos está limitando la
biodegradación y en otros reduciendo la toxicidad de los contaminantes
Desarrollo definitivo de técnicas de bioaumentación realmente útiles
A continuación se plantean las ventajas y desventajas de la aplicación de esta biotecnología frente a
tratamientos químicos y físicos:
Ventajas: mientras que los tratamientos físicos y buena parte de los químicos están basados en
transferir la comunicación entre medios gaseoso, líquido y sólido, en la biorremediación se
transfiere poca contaminación de un medio a otro. Es una tecnología poco invasiva y
generalmente no requiere componentes estructurales o mecánicos que signifiquen una amenaza
para el medio. Comparativamente es económica, viable y al tratarse de un proceso natural, suele
tener la aceptación por parte de la opinión pública.
Desventajas: la biodegradación incompleta puede generar intermediarios metabólicos
inaceptables, con un poder contaminante similar o incluso superior al producto de partida y
algunos compuestos contaminantes son tan resistentes que pueden incluso inhibir la
24
biorremediación. Es difícil predecir el tiempo requerido para un proceso adecuado y el
seguimiento y control de la velocidad y extensión del proceso es valioso.
13. CONCLUSIONES
Los derrames de hidrocarburos en oleoductos en Colombia, son presentados en casi su totalidad por
atentados de grupos al margen de la ley, lo cual ocasiona un importante impacto ambiental. La detección
temprana en los derrames de hidrocarburos, conlleva a una disminución en la penetración del producto y
un menor grado de contaminación. El derrame de petróleo afecta la flora y la fauna de los ecosistemas,
inhibe el crecimiento vegetal, contamina las aguas superficiales y subterráneas por escorrentías, en el
caso de componentes livianos, permite que se transporten al aire por volatilización o se desplacen a
través del subsuelo y penetren en casas o edificaciones, causando peligros para la salud y la seguridad de
quienes las habitan.
El petróleo solo penetra los suelos porosos y permeables. Por lo general, la tasa más rápida de
penetración se presenta con petróleos de baja viscosidad y suelos arenosos. De acuerdo a esto, cabe
resaltar que un pequeño derrame en suelos como estos susceptibles, tendrá un mayor impacto que un gran
derrame en suelos rocosos.
La biorremediación es la técnica usada para disminuir esta contaminación o impacto ambiental negativo
generado por hidrocarburos, mediante el empleo de microorganismos que son capaces de biodegradar
estos. Tiene un gran potencial en la recuperación de suelos y en cuanto a otros métodos de remediación, a
pesar de su larga duración suele ser la técnica más adecuada, debido principalmente a que es un proceso
biológico que no requiere de tratamientos adicionales, ya que los subproductos que se forman
generalmente son dióxido de carbono, agua y biomasa.
De las técnicas de biorremediación mencionadas, la in situ en comparación a la ex situ, es más apropiada,
ya que no es necesaria la preparación y excavación del material contaminado, presenta mejores
resultados y es más económica. Aunque cabe resaltar que no siempre lo económico es lo eficaz, porque
en este caso la elección de la técnica depende de las condiciones del sitio o del contaminante a tratar, sin
embargo según estudios realizados, en el caso de los tipos de suelos colombianos este método es la
estrategia ajustada.
La fitorremediación a pesar de sus buenos resultados en la actualidad, su uso se encuentra limitado por las
condiciones que impiden un crecimiento normal de las plantas como son: el clima, la topografía, los
procesos de erosión, y concentraciones de contaminante que exceda del nivel de tolerancia de las plantas.
También limita la utilización de esta técnica el tiempo que haya para la descontaminación (la
fitorremediación es lenta), y la distancia del contaminante a zonas sensibles: ríos, lagos, lagunas y aguas
subterráneas.
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