BIO-REMEDIACION DE SUELO CONTAMINADO CON PETROLEO CRUDO EN LOTES PETROLEROS DE LA SELVA NORTE DEL PERU.

Autor: C. Olea1, M. Mauricio1 y G. Prudencio2 1Pluspetrol Norte S.A. 2CAREC Perupetro

SINOPSIS

En el Lote 8 de Perú, debido a la actividad extractiva del petróleo crudo, ha ocurrido contaminación de suelo y agua a causa de derrames o fugas de petróleo crudo, como por ejemplo la plataforma 57X, donde existe contaminación de suelos con petróleo crudo que data del periodo del anterior operasdor del lote y que hasta ese momento no había sido remediada. Debido a esta circunstancia, el Departamento de Asuntos Ambientales y Seguridad Industrial de Pluspetrol auspició un trabajo de tesis de remediación por bacterias para que estas sean usadas en la remediación de áreas contaminadas con petróleo crudo como la plataforma 57XC. Para la tesis se efectuó un estudio y trabajo de investigación en laboratorio para determinar el mejor método de solución. El resultado fue aislar 6 cepas bacterianas bioremediadoras que luego fueron usadas en la remediación in-situ de la plataforma 57X. El impacto de los derrames de petróleo crudo en tierra tuvo una extensión de 1200 m2 y un volumen estimado de 540 m3, procediéndose a efectuar la limpieza del área retirando un volumen aproximado de 168 m3 en material orgánico (hojas, tallos, raíces, maderas, etc.) manchado con petróleo crudo. Se caracterizó el contaminante determinándose el nivel de TPH inicial de 22% en peso, posteriormente se estimuló el crecimiento de algas autóctonas que proporcionaron el oxígeno necesario a las bacterias, luego se agregó el nutriente nitrogenado (úrea) y, finalmente, se inoculó 540 litros de cultivo bacteriano, que se había preparado en un bio reactor tipo air lift. Después de un periodo de 6 meses de bioremediación, se obtuvo una disminución en la concentración de hidrocarburos de 45,45% y obteniéndose un TPH final de 12%. Después de 6 meses se procedió a re vegetar el área, transplantando especies autóctonas y además que tuvieron un potencial remediador, no se observó ningún problema en su desarrollo.

INTRODUCCION

La Bio-remediación, definida como el uso de microorganismos vivos para reducir, o eliminar, riesgos ambientales como resultado de la acumulación de desechos peligrosos, está basada en el uso natural de microorganismos para restaurar sitios contaminados y proteger el ambiente. Objetivo Restaurar los terrenos contaminados con petróleo crudo temporizado, proveniente de los pasivos ambientales originados por de derrames de petróleo, utilizando la técnica de bio remediación.

DESARROLLO 1.- Trabajo de laboratorio La existencia de bacterias que se alimentan de petróleo crudo fue conocida por la industria petrolera durante mas de 50 años. En 1947 el Instituto Scripps de Oceanografía describió los primeros métodos bacterianos para recoger petróleo crudo. Fue en los años cincuenta cuando la industria

petrolera comenzó a experimentar utilizando microorganismos para eliminar aguas de desecho de refinerías y de las operaciones en campos petroleros. Los procesos principales que remueven los hidrocarburos del petróleo son la evaporación y la biodegradación, esta última puede degradar entre el 40 % y el 90% del petróleo, dependiendo de la composición del petróleo y de la mezcla bacteriana utilizada. Debido a que el petróleo crudo es una mezcla de hidrocarburos, que pueden ser clasificados como saturados y aromáticos, se utiliza una mezcla de microorganismos que tienen la capacidad de metabolizar las diferentes fracciones hidrocarbonadas, produciendo, como material de desecho, ácidos grasos, CO2, agua y biomasa, los cuales son inofensivos para el medio ambiente. Esta biomasa hidrocarburolítica dismuye su población después de concluir su labor de descontaminación, debido a que ya no cuenta con su fuente principal de carbono que son los hidrocarburos. Por ello la tecnología de la bioremediación es la medida más eficaz que se debe perseguir para la descontaminación de derrames petroleros, pues no producen efectos negativos en el ecosistema. El objetivo de esta técnica es, básicamente: - Aislar e identificar cepas bacterianas bio remediadoras. - Evaluar cepas bacterianas bio remediadoras sobre suelo contaminado con petróleo crudo. Material y Métodos Población y muestra en estudio: Para el presente trabajo la población estuvo representada por todas las cepas bacterianas bio remediadoras (degradadoras y emulsificantes de petróleo crudo), aisladas de muestras de agua y borra de las pozas API, de suelos contaminados con petróleo crudo, de desechos sólidos base aceite (lodo de perforación) y petróleo crudo de pozos petroleros del lote 8. Material, instrumento y equipo de laboratorio y campo. Material Biológico: Muestras de agua y de borra de las pozas API, suelos contaminados con petróleo crudo, desechos sólidos base aceite (lodo de perforación) y petróleo crudo. Material de Laboratorio: - Frascos de vidrio de 100 cc. - Muestreador - Placas petri - Matraces de 1 lt. - Pipetas de 1ml y 10ml - Tubos con tapones de jebe de 13x100 - Anzas, mechero - Parafina - Agua destilada estéril - Tubos de prueba - Cinta de pH - Petróleo crudo del pozo 57X (Corrientes) - Nutrientes tipo NPK Equipos de laboratorio: - Estufa de 40°C Centrífugas - Microscopio Balanza - Horno Autoclave Medios de cultivo: - Agar tryptosa soya - Medio nitrogenado - Caldo extracto de levadura- etanol Metodología:

Toma de Muestra: Para la toma de muestra se preseleccionaron tres áreas del lote 8 tales como: Yanayacu, Pavayacu y Corrientes. Los lugares de cada una de las áreas que se muestrearon, fueron: Area de Yanayacu Plataforma 38X:

Suelo contaminado con petróleo crudo (1-38X). Borra de la poza API (2-38X). Suelo contaminado con lodo.

Plataforma 22X: Agua de la poza API. Borra de la poza API.

Laguna natural de Batería 3: Borra de la laguna natural de bateria 3. Suelo contaminado con petróleo crudo.

Plataforma 60X: Petróleo crudo del pozo N°60 Area de Pavayacu.

Area de Pavayacu Plataforma 1104:

Borra de poza API. Agua de la poza API.

Plataforma 1107: Desecho sólido base aceite (lodo de perforación).

Plataforma 144: Tierra con petróleo de la poza API.

Area de Corrientes Plataforma 1003:

Residuo sólido base aceite. Tierra contaminada.

Plataforma 1001: Borra y agua de la laguna ubicada en las cercanías de la plataforma 1001.

Plataforma 33X: Tierra contaminada ubicada debajo de la plataforma.

Plataforma 44X: Borra y agua de la poza API.

Plataforma 57X: Suelo contaminado alrededor de la plataforma. Borra y agua de la poza API.

De estas muestras se tomaron 500 ml. ó 500 g., según el tipo de muestra, y se procesaron con el fin de aislar nuestras cepas bacterianas bio remediadoras. Procesamiento de las muestras Aislamiento de cepas bacterianas: - Tomar 10 g. de muestras sólidas y agregar 90 ml. de agua destilada estéril (dilución: 10-¹); para las muestras líquidas no fue necesario hacer diluciones. - Tomar 10 ml. de muestra líquida o dilución de la muestra sólida, e inocular a 45 ml. de caldo nitrogenado con petróleo crudo del pozo 57XC (1.6 %). - Incubar a 42ºC por 24horas.

- Trancurrido el tiempo de incubación, se tomó 10 ml del sistema anterior y se le agregó el caldo nitrogenado con petróleo crudo del pozo 57XC (3.2 %). - Incubar a 42°C por 24horas. - Transcurrido el tiempo de incubación; se sembraron por estrías para aislamiento de colonias en placas, con agar Petróleo. - Incubar a 42ºC por 24 horas. - Transcurrida la incubación, efectuar tinción Gram y aislar las colonias en tubos con agar Petróleo. - Incubar a 42°C por 24 horas. - Después resembrar en tubos con agar triptosa de soya, considerando el origen de la muestra, diferencias externas y tinción Gram. - Incubar a 42ºC por 24 horas. - Observar el crecimiento y después taponar los viales con tapones de jebe y sellarlos con parafina. - Guardar en cepario a 4ºC. - Las cepas bacterianas se aislaron para ser sometidas a las pruebas de capacidad degradativa y emulsificante del petróleo crudo. Selección de cepas bacterianas biorremediadoras. Capacidad degradativa de petróleo de las cepas bacterianas: (Westakle et-al 1988). - Colocar en frascos de vidrio 50 ml de medio nitrogenado con 0.5 ml. de petróleo crudo. - Agregar 5 ml. de cepa bacteriana estandarizada al nefelómetro #3 de Mc. Farland. - Incubar cada sistema a temperatura ambiente (25-28ºC) por 21 días. - Medir diariamente los siguientes parámetros para determinar la capacidad degradativa. Producción de biomasa: peso seco. Pesar un crisol (P1). Agregar al crisol 1,0 ml del contenido del sistema. Llevar al crisol a 60-70ºC por 1 hora. Pesar nuevamente el crisol (P2) para determinar el peso seco (PS) expresado en g/ml: Ps= P2-P1. Se efectuaron estos pasos diariamente. Se anotaron los resultados para establecer curva de crecimiento. Determinación de valores cinéticos. Con los datos obtenidos de la producción de peso seco se determinaron los valores cinéticos, con las siguientes fórmulas. - Velocidad específica de crecimiento (u)

TiTf

XiLnXfLnu−−

=

Donde: Xi = Biomasa inicial Xf = Biomasa final Ti = Tiempo inicial Tf =Tiempo final - Productividad (Pr) Pr= u.X Donde : u = Velocidad Específica de Crecimiento. X = Biomasa final - Incremento de Biomasa (I.B)

I.B. = 100.Xf

XiXf −

Donde:

Xi = Biomasa inicial Xf = Biomasa final Actividad emulsificante de las degradadoras de petróleo crudo. Se empleó la metodología propuesta por Goldman y Col (1982), modificada por Merino y Col (1992). Se reactivaron las cepas que presentaron capacidad degradativa de petróleo, incubándolas por 18 h. en 2ml de caldo Extracto de Levadura-Etanol. El medio mínimo con extracto de levadura etanol se repartió en cantidades de 18 ml. en frascos de 150 cc. Agregar 2ml. del cultivo joven ajustando la turbidez a #3 de la escala turbidimétrica de Mc. Farland. Incubar a 30ºC por 72 horas. Transcurrido el tiempo de incubación, centrífugar 10ml del cultivo a 5000rpm por 30 minutos en tubos de prueba. Colectar el sobrenadante en tubos de prueba. Agregar al sobrenadante 0.1-0.2 ml de petróleo crudo, agitando luego (la agitación se realiza con la finalidad de producir la posible emulsión). Se preparó un tubo blanco basado en el medio de cultivo sin inoculación y se calibró a cero. Se trasvasó la preparación a tubos del Spectrofotómetro HACH y se efectuó la lectura de la absorbancia La conversión de la absorbancia a unidades de actividad emulsificante, se hizo considerando la absorbancia de 0,816 a una unidad de actividad emulsificante por mililitro (1 UAE/ml) Identificación de las cepas bacterianas bioremediadoras. Evaluación de las cepas bacterianas bioremediadoras sobre suelo contaminado con petróleo crudo. Análisis de TPH del material puro. Se envió una muestra representativa del suelo contaminado con petróleo crudo de la parcela de 2m x 1 m, seleccionada de la plataforma 57 para el análisis de hidrocarburos totales del petróleo (TPH), el que os indicó el grado y la cantidad de contaminante existente en el suelo a bioremediar. Recolección y acondicionamiento del material contaminado. Debido a que alrededor de la plataforma 57 existe demasiada humedad (zona de aguajal), se debió transportar el material a un lugar seguro donde se le pueda controlar la cantidad de humedad, colocar la geomembrana para evitar posibles filtraciones a otras capas superficiales y, encima de ésta, se colocó el material contaminado a bioremediar. Ajuste de la humedad Inicialmente se dejó secar para disminuir su humedad debido a que es zona de aguajal. Protección del material contaminado a bioremediar Debido a que la zona del lote 8 está ubicada en la zona de vida Bosque Húmedo Tropical, que se caracteriza por precipitaciones pluviales abundantes, se debió transportar el material a un lugar donde exista un techo para proteger al sistema cuando comiencen la época lluviosa. Medida del TPH La medición de TPH nos dará un valor inicial de hidrocarburos para hacer los ajustes respectivos al sistema. Concentración de nutrientes N, P, K. Se deberá agregar Nitrógeno, Fósforo, Potasio, cuya cantidad de se deberá formular teniendo como base los tipos de microorganismos aislados. Medición de la humedad Se efectuaron mediciones de la humedad que, teóricamente, en un proceso de bioremediación no debe ser inferior al 20%, ni superior al 40%. Medición de TPH (Hidrocarburos Totales del Petróleo)

Se realizaron mediciones de TPH en campo para tener una cantidad de hidrocarburos con la que inicia el sistema, se efectuaron mediciones con equipo Soxhlet, y la identificación de las cadenas hidrocarbonadas que presenta la muestra inicial a través de CG-MS. Agregar el consorcio bacteriano bioremediador Se agregó 1 litro/m2 del consorcio bacteriano bioremediador 2(BL3), 12(1003), 4(57), 5(57), 9(57), Borra (B3); los cuales fueron seleccionados especialmente para este tipo de crudo. Mezcla, arado y trillado Se efectuó la mezcla, el posterior arado y finalmente el trillado, en forma diaria durante el primer mes de tratamiento para oxigenar al sistema, y para que el contaminante en cuestión esté en contacto con los microorganismos bioremediadores. Después la frecuencia fue semanal durante los meses siguientes. Muestreo del sistema Se tomaron muestras diarias para análisis en campo de TPH, humedad, sólidos y agua, hasta llegar a una concentración de TPH menor del 5%, pero al final del tratamiento se efectuaron análisis específicos, como TPH con un equipo Soxhlet, e identificar las cadenas hidrocarbonadas livianas, que son asimiladas por las cepas bacterianas bioremediadoras a través de CG-MS después del tratamiento. Agregar al ambiente Los resultados de TPH nos indicaron que las muestras de suelo en laboratorio, alcanzaron los rangos normales permitidos; por lo tanto, se procedió a agregarlo al ambiente para que desarrollen plantas nativas de la zona. Resultados Aislamiento de Cepas Bacterianas. Se aislaron 32 cepas codificadas según el orden de aislamiento y procedencia de las muestras, de las cuales se seleccionaron aquellas que desarrollaron en las primeras 24 horas de incubación. Estas cepas bacterianas fueron sometidas a pruebas de capacidad degradativa y emulsificante de petróleo crudo. Los promedios obtenidos para cada cepa de la producción de peso seco, indican que los más altos los tienen las cepas: 2(BL3), 5(57X), 2(57X), 9(57X), Borra (B3), 1(B1107), 12(1003), 4(57X), 116(57X), (1-38X), 7(57X), en ese orden. Los valores cinéticos en cuanto a la velocidad específica de crecimiento de las cepas bacterianas, determinaron que las mejores cepas son: 5(1-38X), Borra (B3), 1(57X), 2(57X), 4(57X), 2(BL3), 12(1003), 5(57X), 9(57X), 116(57X), 11(57X). Los valores cinéticos en cuanto a la productividad de las cepas bacterianas, determinan que las mejores cepas son: 9(57X), 2(57X), 116(57X), 4(57X), 2(BL3), 12(1003), 5(57X), 5(1-38X). En cuanto a los valores cinéticos respecto a su Incremento de Biomasa de las cepas bacterianas, se ha determinado que las mejores cepas son: 9(57X), 2(57X), 2(BL3), 12(1003), 4(57X), 5(57X), 5(1-38X), borra (B3), 1(57X), 7(57x), 8(B57X), 4(1107). Conclusiones Observándose las diferentes capacidades degradativas y emulsificantes, como también las modificaciones en las características físicas de petróleo crudo, efectuadas por las 32 cepas bacterianas aisladas y evaluadas del lote 8, nos lleva a la conclusión que las mejores cepas bacterianas son: 9(57X); 4(57X); 5(57X); Borra (B3); 12(1003); 2(BL3).

2.- Aplicación de bio remediación Bio-remediación de suelos de la plataforma 57X-Corrientes del lote 8 En el área de Corrientes, lote 8 de PLUSPETROL, hay plataformas de producción con 3 ó más pozos dirigidos o desviados, productores de petróleo. Antes del año 1993 no existía en el país, una reglamentación ambiental y, como en la mayoría de países, se acumularon pasivos ambientales. Uno de los lugares con pasivos ambientales, producto de derrames de petróleo en tierra, heredados por PLUSPETROL, fue la plataforma denominada 57X Corrientes. La zona es inundable en forma cíclica, dependiendo de la creciente o vaciante de los ríos, la zona está con mucha agua tipo aguajal, o el terreno se seca, respectivamente. El aguajal es la parte boscosa donde crece el árbol de aguaje, que es un fruto comestible muy popular en la selva; el árbol crece naturalmente en zonas inundables. Este lugar fue escogido para aplicar trabajos de bioremediación con bacterias degradadoras de hidrocarburos, como aplicación de los resultados de laboratorio. Asignación de la categoría de riesgo al lugar Para aplicar este concepto, debemos mencionar una breve historia: Con motivo del traspaso del lote 8 en julio de 1996, del ente petrolero estatal PETROPERU, a favor de PLUSPETROL, se acordó elaborar un Estudio Ambiental para determinar las responsabilidades de remediación de los pasivos ambientales. En el estudio se determinaron los Límites de Intervención y Límites Objetivo, compensando la falta de legislación en Perú, en cuanto a límites permisibles de hidrocarburos en suelos. En el estudio se consideró lo siguiente: La determinación de valores de intervención se basa en una estrategia de evaluación de riesgo para cada sitio identificado. Los niveles específicos se determinan según la clasificación de riesgo correspondiente. En casos de contaminantes de posible presencia natural en la zona, como por ejemplo metales o cloruros, se tomará en cuenta los contenidos en terrenos no afectadas por la industria del petróleo. En el caso de los hidrocarburos y las sustancias orgánicas de fabricación artificial no existe contenido natural en esta zona así que se puede presumir una concentración aledaña de cero. Existen tres categorías de riesgo: (1) Riesgos a la salud humana. Esta clasificación corresponde a la categoría mas alta, e incluye sitios donde en la actualidad se pueden ver afectados las fuentes de agua potable, o donde la población podría resultar expuesta directamente a través de inhalación, adsorción o ingestión de sustancias peligrosas. Los valores específicos de intervención, por tanto, deben ser generalmente más estrictos, y los valores objetivo para la remediación, más estrictos que para otros sitios. Estos valores se basan en criterios establecidos internacionalmente para la salud humana. (2) Riesgo al ambiente. Esta categoría incorpora sitios de jerarquía intermedia. En estos sitios se puede constatar riesgo para los receptores ecológicos en un plazo mediano o largo, pero no se espera que exista un riesgo severo para la salud humana, ya sea por el tipo de contaminación o la baja probabilidad de exposición a los humanos. Los niveles de intervención para este nivel de riesgo se basan en la evaluación profesional de la probabilidad de que la degradación natural llegue a eliminar los contaminantes remanentes dentro del plazo disponible. También se considera si los efectos contaminantes se encuentran aislados geográficamente y las posibilidades prácticas de efectuar los trabajos de remediación. (3) Sitios de bajo riesgo (de consideración estética o solamente de normatividad). Sitios de uso industrial o sitios donde no se presenta riesgo para la salud humana o el ambiente se ubican en esta categoría de jerarquía mínima. Esta categoría incluiría derrames limitados en ubicaciones industriales. Los niveles de intervención para esta categoría se rigen por evaluaciones

basadas en criterios de estética o prácticas, y están basadas principalmente en la extensión o volumen del derrame. En el Cuadro 1 se detallan los criterios utilizados para la clasificación propuesta en la evaluación de los riesgos. Asimismo, respecto a la ubicación con relación a la población aledaña, aquella población residente a menos de 400 m se considera como de alto riesgo. La población a más de 5 km. está fuera de riesgo, excepto en casos determinados.

Cuadro 1: Ejemplos de clasificación de sitios por su categoría de riesgo. Clase de impacto Prioridad 1: Riesgo a la

salud humana Prioridad 2: Riesgo al ambiente ecológico

Prioridad 3: Riesgo Reducido

Derrame o residuos de hidrocarburos en tierra

Impactos en zonas próximas a fuentes de agua potable, por ejemplo en pozas donde existe un alto potencial de lixiviación al agua o donde se planifica el desarrollo de terrenos para la agricultura.

Derrames significativos (de mas de 10 bls) en zonas externas a las plantas de producción, o en oleoductos. También incluye pozas con bajo potencial para la lixiviación.

Derrames contenidos enteramente dentro de las plantas de producción u otras zonas industriales sin riesgo de fuga a zonas circundantes.

Derrames o residuos de hidrocarburo en o cerca del agua

Derrames o residuos a ríos o quebradas en zonas pobladas

Derrames confinados a pantanos, aguajales u otras zonas de poco flujo o en zonas alejadas de centros poblados.

Derrames menores, contenidos enteramente dentro de las zonas de producción.

Descarga de agua de formación

Descargas activas afectando cuerpos receptores (quebradas o ríos) en zonas pobladas.

Descargas inactivas que han dejado alto contenido de residuos de hidrocarburo o sal en sitios alejados de zonas de producción.

Suelos impactados por hidrocarburos o salinidad dentro de las zonas de producción.

Lagunas y pozos de lodo de perforación

Lodos desechados o almacenados de manera inadecuada, cerca de poblaciones

Lodos almacenados o desechadas de manera inadecuada, en zonas alejadas de poblaciones

Lodos almacenados en pozas inadecuadas o en mal estado.

Otros contaminantes

Derrames con contenido de otros compuestos orgánicos (PCB o plaguicidas) en áreas accesibles a la población. Lixiviación o descargas de rellenos sanitarios o aguas servidas que impacten a fuentes de agua potable.

Residuos industriales mal manejados.

Residuos industriales en las áreas de almacenamiento.

Erosión mayor Cortes de camino o zonas de producción

Cortes de camino o zonas de producción

impactadas por erosión donde se ve afectada la calidad del agua de ríos o quebradas por escorrentía o sedimentación.

afectadas por erosión sin efecto en los cursos de agua

Estándares de intervención

Criterios de salud humana

Criterios de degradación o regeneración natural

Criterios estéticos o normativos

Cuadro 2: Niveles de Intervención para sitios de Categoría 1 Clase de impacto Parámetro y nivel Observaciones Clase 1. Derrames de hidrocarburos en tierra

TPH1= mas de 5000 mg/kg. (0.5%) con alta probabilidad de lixiviación. También se considerará la salinidad del suelo en caso de presentarse daños a la vegetación.

• La existencia de este tipo de condición es de baja probabilidad.

Clase 2. Derrames de hidrocarburos en o cerca del agua

TPH=10 mg/L, o residuos significantes en el lecho o en la superficie de cursos de agua.

• Cursos de agua estacionales o permanentes generalmente son de mayor sensibilidad que cuerpos sin flujo (cochas).

Clase 3. Descargas de aguas de formación

TPH=10 mg/L “Metales Pesados2”=5 mg/L Ba ó 0.4 mg/L Pb. “Salinidad3”=250 mg/L, de cloruros (equivalente a 700 uS/cm de conductividad). Las concentraciones se miden en el cuerpo afectado.

• La presencia de agua de alta salinidad es característica de las aguas de formación.

Clase 4. Lodos de perforación

Ba= mas de 750 mg/kg, Pb= mas de 375 mg/kg

• En adición el confinamiento del lodo debe ser inadecuado.

Clase 5. Otros contaminantes

PCB = trazas Plaguicida s= trazas Solventes = trazas Aguas servidas = efluentes no clorinados y un contenido de organismos coliformes en el cuerpo receptor mayor al nivel normado en el Perú para agua potable.

• Poco probable debido al uso limitado de estos compuestos en la industria petrolera.

• La norma aplicada para aguas servidas es norma de adecuación establecido por la Ley General de Aguas.

Clase 6. Erosión Requiere acción si se estima que la regeneración natural no ocurrirá en 15 años4 y existe una probabilidad de que se vean afectados cuerpos de agua de uso como agua potable.

1TPH son las siglas inglesas para “Total Petroleum Hydrocarbon” o Hidrocarburos Totales. Este parámetro, para el cual existe capacidad instalada de análisis en Perú, es una medida de la suma de los componentes orgánicos del hidrocarburo. Las sustancias potencialmente peligrosas forman una

parte de este conjunto. El análisis de TPH, por medio de cromatografía de gas (EPA 8015M), es mucho más sensible y específico a hidrocarburos, que el análisis denominado “Aceites y Grasas”. 2 Los metales indicados son los dos metales comúnmente encontrados en aguas de producción y para los cuales existe Nivel Máximo Permisible promulgado por la Dirección General de Hidrocarburos de Perú(DGH). La presencia de estos puede indicar la presencia de otros metales de alta toxicidad también. 3 Equivale al límite para cloruros fijado por la DGH para descargas de agua producida. El valor de conductividad (de fácil medición en campo) es un equivalente aproximado a un contenido de 250 mg/L de cloruros, y se usa de manera referencial. La “salinidad” no está normada en sí, sino se usa el cloruro, que sí es parámetro normado, como indicador. 4 En la práctica se puede constatar que si no se observa el comienzo de una regeneración natural en dos años, con toda probabilidad no se verá una recuperación en 15 años. Los niveles de intervención que se proponen aquí, se encuentran generalmente basados en criterios de remediación aplicados en los EE.UU, y en observaciones en la Amazonía Peruana, de biodegradación y recuperación de suelos impactados por hidrocarburos, aguas de producción o erosión. En el Cuadro 3 se describen los niveles de intervención para la Categoría 2.

Cuadro 3. Niveles de Intervención para sitios de la Categoría 2. Clase de impacto Parámetro y nivel Clase 1: Derrames de hidrocarburo a tierra

TPH= 5 %

Clase 2: : Derrames de hidrocarburo en o cerca del agua

TPH= Amplias zonas cubiertas por capa de hidrocarburo y calificadas como Categoría 2 según el análisis de riesgo.

Clase 3: Descarga de aguas de formación

Amplias zonas sin cobertura vegetal intacta con salinidad que impida la regeneración a su estado natural en un plazo estimado de al menos 15 años.

Clase 4: Lodos de perforación Ba = mas de 2000 mg/kg, Pb= mas de 1000 mg/kg. Además, el confinamiento del lodo debe ser inadecuado.

Clase 5: Otros contaminantes PCB= presencia Plaguicidas = indicación Solventes =indicación Otros =químicos mal manejados o desechados

Clase 5: Erosión Alta turbidez en aguas que llegan a zonas pobladas Se escogió la plataforma 57X para aplicar la bio remediación, por ser la única en el yacimiento Corrientes, que había quedado sin limpiar y restaurar, debido a que no tenía producción, los pozos estaban cerrados, se esperaba la remediación pactada con el anterior operador del lote y, sobre todo, que se había proyectado reactivar la producción de los pozos. Estándar de intervención Caracterización Inicial del sitio La plataforma 57X se ubica 750 m al sur de la Plataforma 12X,en un claro de 130m x100m, en el área de Corrientes. Tiene 3 pozos: 51XCD, 57XC y 59 XCD. Considerando la necesidad de intervenir los pozos de la plataforma, que habían sido abandonados temporalmente por el anterior operador, se proyectó ampliar la red de trochas carrozables o carreteras afirmadas, para permitir el acceso desde la plataforma 12X a la plataforma 57X. Debido a ello, se decidió efectuar la remediación del área impactada por hidrocarburos.

Se observaron manchas de petróleo crudo que presentaba material orgánico contaminado (hojas, tallos, maderas, raíces, hojarasca, etc.), en la parte superficial de la mancha, a una profundidad de 5 centímetros. Pero en la parte inferior de esta capa se encontraba el suelo contaminado con petróleo crudo, con una profundidad de 40 centímetros aproximadamente. La cantidad de material a bioremediar, tenía un área de 70 x 30metros. Asignación de Categoría de Riesgo y Estándar de Intervención Para la remediación de la plataforma 57X, se le asignó la categoía 2:Niveles de intervención para sitios con riesgo ambiental, debido a que la urgencia para la remediación a niveles aceptables es menos crítica. Sin embargo, estos sitios pueden representar un riesgo a la salud ambiental, a mediano o largo plazo, debido a la Recalcitrancia de los Hidrocarburos pesados de este contaminante. Nivel de Objetivo El parámetro y nivel para el impacto de Clase 1: Derrame de hidrocarburo a tierra, es de TPH menor a 5% en peso. Metodología Caracterizacion Inical del Sitio Clase de impacto: Derrame de petróleo crudo en tierra. Ubicación del impacto: Plataforma 57.Corrientes .Lote 8. Pluspetrol. Extensión aproximada del área: 210 m2. Evaluación del Area Impactada. Area: 40 m x 30 m (1200 m2) Profundidad: 0.40 m Volumen Estimado: 540 m3 Se estimó un volumen de 540 m3 que corresponden únicamente a suelo contaminado con petróleo crudo, el cual se someterá al proceso de Bioremediación in-situ. Limpieza Preliminar: Inspección de la Plataforma 57 X En la visita de inspección a la plataforma 57X se determinó la cantidad de terreno manchado con petróleo crudo al igual que la del material orgánico manchado (maderas, troncos manchados, restos de plantas, etc.). Se calculó un promedio de 1350 m2 de suelo contaminado alrededor de la plataforma. Un total de 540 m3 en volumen de tierra contaminada a tratar. Esta cantidad de material contaminado fue tratada mediante la técnica de bioremediación in-situ, utilizando las bacterias bioremediadoras aisladas del Lote 8-en la selva peruana. Se calculó utilizar un promedio de 1300 litros de la suspensión bacteriana bioremediadora, para 1350 m2 de suelo contaminado con petróleo crudo. Pero antes de agregar la suspensión bacteriana bioremediadora, se deberá fortalecer el crecimiento de las algas nativas que toleran concentraciones elevadas de petróleo crudo, con lo cual nos proporcionará la oxigenación necesaria para las bacterias hidrocarburoliticas. Requerimientos Para Limpieza de la plataforma 57X Personal de Trabajo Seis (6) personas para la limpieza preliminar de la plataforma (retiro de material orgánico manchado), tuvieron un adecuado equipo de protección personal, como: casco, lentes de protección negros, protección bucal, ropa de trabajo: polo y pantalón, guantes de jebe y, para los pies, botas de jebe.

Instrumentos de Trabajo 05 Palas de corte. 04 Machetes 08 Baldes de plástico. 01 Sacabocados. 01 carretilla.

Equipos 01 bomba de diafragma 02 barreras de contención para contingencia.

2.-Toma de muestra Se tomó una muestra representativa del área para el análisis de Hidrocarburos Totales del Petróleo (TPH). 3.-Crecimiento de Algas Verdes (19/05/2001) Después de la limpieza preliminar de la plataforma 57X, retirando la hojarasca, maderas, etc., se propició el crecimiento de algas verdes en un 70% de la plataforma, las cuales tienen tolerancia a concentraciones elevadas de hidrocarburos, y brindaron al sistema el oxígeno necesario para la degradación del hidrocarburo presente, por parte de la micro flora bacteriana bioremediadora. 4.-Criterios de Bio-remediacion Tipo y concentración de contaminante: Tipo de hidrocarburos Hidrocarburo pesado Concentración de hidrocarburos. TPH :21.74 %p

Hid. Livianos :0.274 %p Hid. Pesados :21.466%p

Antigüedad de la contaminación: Más de 20 años. Técnica de bio-remediación La técnica de bio-remediación fue seleccionada según el lugar donde se produjo la contaminación: “Bioremediación in-situ”. Descripcion de la Técnica: • La plataforma 57X se encuentra en una zona de Bosque Tropical Lluvioso, por lo que la

humedad del área a remediar es superior al 45%, debido a esto se procedió a hacer un agujero de 2 m de diámetro y 1 m de profundidad, con ayuda de la retroexcavadora en el extremo izquierdo del área contaminada, al costado de la carretera, para almacenamiento de agua y crudo presente en el área contaminada.

• El hidrocarburo flotante presente en el agujero fue recuperado con la ayuda de la bomba diafragma.

• El agua que se encontró dentro del agujero se mezcló con las cepas bacterianas bio-remediadoras y su nutriente NPK, para luego, con la ayuda de la motobomba portátil, ser drenada y regresada al área de la plataforma 57X para la implantación de las bacterias en el sistema.

• Esta recirculación se hizo semanalmente durante los primeros tres meses de tratamiento. Presencia de microorganismos Inoculación. M.H.T. 105 a 106 UFC/g suelo M.D.H.103 a 104 UFC/g suelo Bioaumentació: adición de microorganismos propagados en bioreactores, con el caldo de propagación.

Nutrientes: Fuentes de Carbono: Hidrocarburos del Petróleo Crudo. Fertilizante NPK 15/15/15 y oligoelementos o elementos minoritarios (micro nutrientes). Aereación En los procesos de campo, la aereación se produce por remoción del suelo con herramientas agrícolas; lo cual se hizo con el apoyo de 2 ayudantes generales por 4 días a la semana, durante los tres primeros meses. Condiciones ambientales pH. 6 y 8 • Si es menor de 6, se puede incrementar mediante la incorporación de cal al suelo previa

evaluación en laboratorio, de la concentración de cal a agregar. • Si es mayor de 8, se puede disminuir mediante la incorporación de Acido Fosfórico o Azufre al

suelo, previa evaluación en laboratorio de la concentración a agregar. Humedad. • humedad del orden del 70 % de la capacidad de campo. Temperatura. • 20º C y 40º C. • Presencia de metales y sales Metales pesados, sodio en alta concentración, sales inorgánicas (NaCl, sulfatos, carbonatos, etc.). Para esto se utilizó plantas de totora, como fito remediación. Biodisponibilidad Actividad de los microorganismos y transferencia de masa desde el suelo hasta el microorganismo. Análisis de otros factores importantes en biodegradación de hidrocarburos en suelo: toma de muestras y análisis químicos. • Toma de muestras Aleatoria. • Análisis químicos TPH - APHA 2280 D.

Hid. Livianos - APHA 2280 F. Cromatografia de Gases y Espectrofotometria de Masas.

• Análisis Microbiológicos Microorganismos Heterotróficos Totales (MHT): Técnica de Vertido en Placa. Microorganismos Degradadores de Hidrocarburos (MDH): Técnica del Número Mas Probable (NMP).

Revegetación Despues de concluido el proceso se procedió a transplantar especies nativas Cyperacea “piri-piri”, Juncacea “totora” y Eichornia “puto-puto” Abandono del área Después de la revegetación estimulada se procedió a limpiar los alrededores, levantar las herramientas usadas y el abandono del área.

COSTOS

CONCLUSIONES En el laboratorio, la concentración inicial de TPH era 21,74 % en peso, después de 61 días de

tratamiento se obtuvo un TPH final de 3,15 % en peso. Los resultados de laboratorio indican que las cepas bacterianas tienen mayor preferencia en la

degradación de hidrocarburos pesados. La bioremediación in-situ del suelo impactado por derrames en la Plataforma 57X, se dio

progresivamente, pero en un tiempo más largo que en laboratorio; y tuvo un porcentaje de reducción de hidrocarburos del 45,45% en 7 meses. Después de 12 meses, la concentración de TPH fue de 4.6%. Las plantas nativas se sembraron en el mes sexto de tratamiento y no se observaron problemas

en su crecimiento. La concentración de microorganismos degradadores de hidrocarburos está en 5,00E+06 NMP/g

de suelo.

BIBLIOGRAFIA BRANDT Y PLUSPETROL PERU CORPORATION, 1998. “Biorremediación de residuos sólidos contaminados con lodo base aceite. Pozos Pavayacu 1104H y 1102D, lote 8”. Iquitos – Perú.157 pp. ERCOLI, E.; J. GALVEZ; E. ARANZADI. 1994. “Degradación biológica en suelos contaminados con hidrocarburos. Laboratorio de bioproceso. Facultad de Ingeniería. Universidad de Cuyo. GUERRA, E.; I. BENAVENT; R. ALDANA. 1997.“Identificación y Evaluación de cepas nativas biorremediadoras sobre suelos contaminados con petróleo crudo”. Instituto de hidráulica. Hidrología e Ingeniería Sanitaria – Universidad de Piura. Piura – Perú.50pp MERINO, F.; S. GUTIERREZ; R. PALOMINO. 1997. “Aislamiento y Caracterización de Microbiología y Biotecnología Microbiana (S-22). U.N.M.S.M.- Lima. MERINO, F.; C. VELASCO; L. AZAÑERO. 1996. “Evaluación de un medio de cultivo para la producción de emulsificantes por vía microbiana”. Laboratorio de Fisiología y Genética y Ecología Microbiana. U.N.M.S.M.- Lima.92pp RENTERIA, A.; H. Miranda. 1997. “Aislamiento y selección primaria de cultivos bacterianos capaces de utilizar petróleo como única fuente de carbono”. Laboratorio de Biotecnología. Universidad Nacional de Trujillo- Perú. TANTALEAN, J.; R. ALTAMIRANO. 1998. “Aislamiento y Evaluación del Crecimiento de Pseudomonas spp. Hidrocarburoclásticas en petróleo Diesel 2”. Facultad de Ciencias U.N. San Luis Gonzaga de Ica – Perú. TREJO, C. 1996. “Aislamineto de bacterias degradantes y emulsificantes de petróleo, de ambiente no contaminados por hidrocarburos”. Tesis Lic. Microbiología y Biotecnología. Programa Académico Microbiología. U.N.M.S.M. Lima- Perú.124pp WATKINSON, R.; P. MORGAN. 1994. “Biodegradación de los componentes de petróleo”. Revistas Bioquímica de la Degradación Microbiana. Holanda.

FIGURAS

Diagrama de la Técnica de bio-remediación Diagrama de la ubicación del agujero para recolección de crudo y almacenamiento del agua para su re circulación al sistema.

Disposición del desecho recolectado

Diagrama del Tratamiento de Bioremediación (Inoculación y Re circulación Bacteriana) de la plataforma 57X.

Tabla de Resultados obtenidos de los análisis trimestrales de las muestras de suelo contaminado de

la Plataforma 57X

Fecha N° de muestra

Código de

muestra

TPH %

peso

MHT Ufc/g

de suelo

MDH NMP/g de suelo

Humedad %

Temp. °C

% de reducción de TPH

23/06/01 1 SP57-01 22 3,50E+06 2,50E+06

77,06 26,5 0

23/09/01 2 SP57-07 20 4,00E+06 3,40E+06

50 27 9,09

23/12/01 3 SP57-15 12 7,00E+06 5,00E+06

66,88 29 45,45

FOTOGRAFIAS EN PLATAFORMA 57X CORRIENTES