1UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AMBIENTAL PROYECTO DE TESIS APLICACIÓN DE LA TECNICA DE BIOLABRANZA DE SUELOS CONTAMINADAS POR HIDROCARBUROS EN IQUITOS PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIERO AMBIENTAL PRESENTADO POR: FABIAN ESPINOZA, CHAVELA JESSICA Cerro de Pasco, octubre de 2014 2 INDICE INTRODUCCION..............................................................................................4 1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN..........................................................6 1.1. Planteamiento del Problema.-..........................................................6 VARIABLES E INDICADORES....................................................................7 a) Variable Independiente.................................................................7 b) Variables Dependiente..................................................................7 c) Indicadores.....................................................................................7 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA.-...........................................................8 1.2. 2. 3. Sistematización del Problema.-.......................................................8 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN....................................................9 2.1. Objetivo general.-..............................................................................9 2.2. Objetivos específicos.-.....................................................................9 JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACIÓN.............................................9 3.1. Justificación teórica.-.......................................................................9 3.2. Justificación metodológica.-...........................................................9 .........................2..................................-......24 ....17 6.............................................................................................................................-...................... METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION.4........1........16 5............................17 6.......-.. Marco Teórico.............. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA..... Hipótesis específicas..........................................................................................3 3...................... Fuentes de información.....................10 4......................... PRESUPUESTO................1............22 10....... Métodos de investigación............. Justificación práctica....................-................. ANEXOS.......-....................3................................................................................... Hipótesis general....... 4............... FORMULACIÓN DE HIPOTESIS...10 4...................................17 7.............. ESTRUCTURA TENTATIVA DE LA TESIS.......................................-... Tipo de investigación..16 5...............................16 6...........23 11......................................... CRONOGRAMA..........-................3.2........ Tratamiento de información............................................-...........17 6..............2.........10 MARCO DE REFERENCIA.......15 5.......18 8...........................1...............................17 6.......20 9................................................................ Marco conceptual...-.............................................................................. social y de salud pública en las zonas aledañas al lugar afectado. Las principales fuentes de contaminación por hidrocarburos en la actualidad son las actividades de explotación y transporte del petróleo. los derrames de hidrocarburos generan impactos de tipo económico. Para . los cambios en la dinámica poblacional de la fauna y la biota microbiana. con el tema de suelos contaminados por hidrocarburos. y la contaminación por infiltración de cuerpos de agua subterráneos. 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 del lugar del derrame.4 INTRODUCCION La tesis esta presentado . además del impacto ambiental negativo. En el caso del suelo. es necesario implementar métodos de tratamiento para la recuperación de los suelos afectados para que sean ambientalmente aceptables y económicamente aceptables. . .5 mitigar los efectos de contaminación mencionados. La Autora. ) . nutrientes e hidrocarburos totales de petróleo durante un periodo de experimentación de cuatro meses. existen métodos de tratamiento para recuperar suelos contaminados. BENAVIDES. . conteos de heterótrofos totales y número más probable para microorganismos.1. generan impactos de tipo económico.A NIVEL LABORATORIO.6 1. alteración del ph. temperatura. social y de salud pública en las zonas aledañas al lugar afectado Para dar solución a esta problemática. los cambios en la dinámica poblacional de la fauna y la biota microbiana. (2002 – Colombia.La contaminación de suelos por derrames de hidrocarburos de petróleo después de un evento de contaminación se presentan principales consecuencias ambientales: ecosistemas terrestres y acuáticos la reducción o inhibición del desarrollo de la cobertura vegetal del lugar del derrame. 1 1 1 PARDO. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1. Planteamiento del Problema. J PERDOMO M. porcentaje de humedad. EFECTO DE LA ADICIÓN DE FERTILIZANTES INORGÁNICOS COMPUESTOS EN LA DEGRADACIÓN DE HIDROCARBUROS EN SUELOS CONTAMINADOS CON PETROLEO . como la técnica de biolabranza (landfarming) adicionando nutrientes inorgánicos. La efectividad de la biolabranza se determinara por medio de análisis de pH. reducción del desarrollo de la cobertura vegetal.Contaminación del ecosistema terrestre.Aplicación de la Técnica de Biolabranza. impacto de tipo económico. Indicadores: . c) Indicadores Variable = Aplicación de la técnica de Biolabranza. .Reducción del desarrollo de la cobertura vegetal . VARIABLES E INDICADORES a) Variable Independiente = X . EFECTOS: Contaminación del ecosistema terrestre. b) Variables Dependiente = Y . social y salud publica en las zonas aledañas al lugar.Temperatura .Nuevas tecnologías .7 CAUSAS: La presencia del petróleo (por derrame de hidrocarburos y sus derivados producidos en las actividades de explotación y transporte). Indicadores: .Ensayo de In vitro Variable = Contaminación de ecosistema terrestre.Impacto en lo económico. social y salud pública. social y salud pública.Oxigeno Variable = Reducción del Desarrollo de la cobertura Vegetal.Ph . Indicadores: .Temperatura . Indicadores: .Humedad .En la zona aledaña afectada . Sistematización del Problema.Perdidas de bienes y servicios .2.- ¿Cómo se evaluara la aplicación de la técnica de biolabranza de suelos contaminados por hidrocarburos en Iquitos? - ¿De qué manera afectaría el derramen del petróleo en el suelo? - ¿Es posible reparar los daños que causa el petróleo de forma natural? 1.- ¿De que manera afectaría el derrame del petróleo en el suelo? - ¿En cuanto se reducida la concentración de hidrocarburos en .Análisis de Ph Variable = Impacto en lo económico.8 .Tipos de contaminantes .Áreas degradadas FORMULACIÓN DEL PROBLEMA. Objetivo general. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 2.La aplicación de la técnica de biolabranza de suelos contaminados por hidrocarburos es una biorremediación para producir una aceleración del proceso natural de biodegradación.La labor del ingeniero ambiental es controlar y reducir la contaminación de suelo mediante las alternativas tecnologías para mejorar la calidad de vida de la zona afectada. . 2. 3. Justificación metodológica. Objetivos específicos.9 suelos contaminados por la técnica de diolabranza? 2. 3. – Reducir la concentración contaminados por petróleo de crudo hidrocarburos en suelos por medio de nutrientes inorgánicos.2.2.– Demostrar la técnica de bioabranza que constituye una recuperación de suelos contaminados.1.1. JUSTIFICACION DE LA INVESTIGACIÓN 3. Justificación teórica.Conocer los niveles de aplicación de la técnica de biolabranza en contaminación de suelos por hidrocarburos. .10 Con la técnica mencionada se mejoraría la calidad de vida de la población a su alrededor de la zona afectada y el mejoramiento del ecosistema terrestre. Justificación práctica. Marco Teórico. La materia orgánica e inorgánica del suelo da cabida a la coexistencia de una gran cantidad de microorganismos . MARCO DE REFERENCIA 4. 3.1. los microorganismos. Con el fin de recuperar este recurso natural afectado se aplican técnicas de biorremediación por medio de las cuales dichas sustancias son degradadas por la biota microbiana. En los ecosistemas terrestres el suelo representa el medio físico que sustenta la vida de diversas especies tanto animales como vegetales. los hidrocarburos y la biorremediación.3. 4.Al cabo del tiempo de experimentación se encontrara que la bioestimulación por medio de la adición de nutrientes dentro del tratamiento de biolabranza generara la biodegradación de los hidrocarburos. causan impactos ambientales negativos como su infertilidad debido al cambio en sus características fisicoquímicas y microbiológicas.Los derrames de hidrocarburos en suelo. Para comprender dicho proceso es necesario conocer temas relacionado con el suelo. compuestos formados principalmente por carbono e hidrógeno con contenidos menores de otros elementos como azufre. la viscosidad del . nitrógeno o trazas de metales. los hidrocarburos de petróleo son compuestos intermedios entre altamente biodegradables y difícilmente biodegradables. a continuación se citarán algunos de ellos: - TEMPERATURA: La temperatura tiene una gran influencia en la biodegradación debido a: su efecto sobre la naturaleza física y química del petróleo. La biodegradación de hidrocarburos en suelos se puede ver afectada por diversos factores físicos y ambientales del lugar del derrame. Químicamente. los cuales metabolizan junto con los nutrientes obtenidos del suelo.11 que se adaptan a sus características físicas y químicas aun cuando estas sean variables. oxígeno. Los microorganismos son un extenso y variado grupo de seres vivos microscópicos que existen como células aisladas o agrupaciones celulares. Los microorganismos tienen una gran importancia ecológica en los ecosistemas terrestres debido a que cumplen la función de descomponer sustancias orgánicas de desecho en sus componentes básicos. el petróleo es una mezcla compleja de hidrocarburos. para generar nueva biomasa y llevar a cabo sus funciones vitales. Cuando esta es baja. En general. - OXIGENO: La biodegradación de hidrocarburos requiere la oxidación de los sustratos por oxigenasas por lo cual es necesaria la presencia de oxígeno molecular en el medio. En el caso de presentarse temperaturas muy altas. - CAPACIDAD DE RETENCION DE AGUA Y HUMEDAD: La biodegradación de hidrocarburos en ecosistemas terrestres puede ser limitada por la cantidad de agua disponible en el medio para el crecimiento y metabolismo de los . El rango de temperatura más apropiado para la biorremediación se presenta entre 30 y 40 ºC a la que se intensifica la actividad enzimática de los microorganismos acelerando al máximo los procesos de biodegradación. La concentración de oxígeno es una variable limitante para las tasas de degradación de los hidrocarburos.12 petróleo aumenta variando su solubilidad en agua y se disminuye la volatilización de algunas fracciones tóxicas que pueden afectar la actividad degradadota de los microorganismos. si el contenido de oxígeno en el suelo es muy bajo algunas porciones del medio pueden volverse anaeróbicas y afectar de manera negativa la biodegradación. se incrementa la toxicidad de los hidrocarburos inhibiendo la actividad microbiana. Algunos estudios han establecido que el rango optimo de pH para la biodegradación de lodos aceitosos en suelo se encuentra entre 5 y 7. Fósforo (P) requerido por la célula .8. por lo cual es de esperarse que pH extremos en el medio afectarán de manera negativa a las comunidades microbianas inhibiendo su capacidad para degradar hidrocarburos. - ADICIÓN DE NUTRIENTES: Los nutrientes necesarios para la actividad microbiana pueden ser divididos en dos clases: macronutrientes. Entre los macronutrientes más importantes dentro del metabolismo microbiano se encuentran: el Carbono (C) que representa una fuente de energía para la fabricación de material celular. mayoritario de proteínas. Diferentes estudios realizados reportan que las tasas óptimas de biodegradación se dan cuando la saturación de agua en el suelo se encuentra en el rango de 30 a 90 %. - pH: La mayoría de bacterios heterótrofos se desarrollan óptimamente en pH cercanos a la neutralidad. en valores menores la degradación se ve inhibida.13 microorganismos. que es un componente ácidos nucleicos y otros constituyentes celulares. los que son requeridos en grandes cantidades y micronutrientes que lo son solamente en pequeñas cantidades. Nitrógeno (N). sedimentos o lados . y sales de amonio y fosfato y de esta manera se puede acelerar el proceso de biodegradación. se aplican técnicas de bioremediación bajo condiciones controladas como la biolabranza (landfarming) que consiste en incorporar los suelos. La adición de hidrocarburos al suelo aumenta la cantidad de carbono (C) disponible en el medio para a actividad metabólica de los microorganismos. si esto ocurre en lugares donde la concentración de nutrientes inorgánicos como nitrógeno (N) y fósforo (P) es baja. Dichos factores deben ser controlados al máximo para aumentar la eficiencia de biodegradación y lograr la recuperación del suelo en el menor tiempo posible. y el Potasio (K) requerido por una gran cantidad de enzimas para catalizar diferentes reacciones. actualmente. produce una relaciones C/N y C/P muy altas lo cual es desfavorable para el crecimiento microbiano.14 para la síntesis de ácidos nucleicos y fosfolípidos. Debido a que la disponibilidad de N y P en el medio es un factor limitante en la degradación microbiana de hidrocarburos. se puede ajustar la proporción C/N/P mediante la adición al medio de Urea.fosfato. Para lograr esto. fertilizantes N-P-K. se refiere a la adición de materiales a ambientes contaminados para producir una aceleración del proceso natural de biodegradación. aireación y humedad) se controlan para optimizar 2 la velocidad de degradación y generalmente se incorporan cubiertas u otros métodos para el control de lixiviados.- Biorremediación. estimulando la actividad de la carga microbiana aeróbica del suelo. y se remueve periódicamente para favorecer su aireación. - Tecnologías ex situ. y (ii) de biodegradación en fase 2 2 PARDO. EFECTO DE LA ADICIÓN DE FERTILIZANTES INORGÁNICOS COMPUESTOS EN LA DEGRADACIÓN DE HIDROCARBUROS - 3 ESCALANTE M.15 contaminados con hidrocarburos a la superficie de suelos nativos en una delgada capa. microorganismos y nutrientes.Durante el proceso de biolabranza. (2002 – Colombia. - Biolabranza.( 2002 – Perú..2. J PERDOMO M. Las condiciones del suelo (pH. San Marcos. Marco conceptual.2 4.- Los procesos de biorremediación ex situ. incluyen: (i) procesos de biodegradación en fase de lodos. BIODEGRADACIÓN DE CRUDO DE PETROLEO EN TERR ARIOS. en donde el suelo se mezcla con agua (para formar un lodo). la superficie del suelo contaminado es tratado en el mismo sitio por medio del arado. temperatura. mediante la aireación y/o adición de nutrientes y humedad.. BENAVIDES.) . El suelo contaminado se mezcla con agentes de volumen y nutrientes.. Reducir contaminados la concentración de hidrocarburos suelos por petróleo crudo por medio de la técnica de biolabranza adicionadle nutrientes inorgánicos. Hipótesis específicas. 3 5. en donde los suelos colocan en una celda de 3 tratamiento (composteo) o sobre membranas impermeables (biolabranza). 5..se realizará mediante la aplicación de la técnica de biolabranza para remediar la contaminación de suelo por hidrocarburo. Hipótesis general. Se encuentra en grandes cantidades bajo la superficie terrestre y se emplea como combustibl. - Petróleo.2.Demostrar la aplicación mediante la técnica de bioabranza que constituye una recuperación de suelos contaminados por hidrocarburos en Iquitos.1. 3 en .Es un líquido oleoso bituminoso de origen natural compuesto por diferentes sustancias orgánicas.16 sólida. FORMULACIÓN DE HIPOTESIS 5. en donde se agrega agua y nutrientes. .. la naturaleza de los problemas y los objetivos fundamentales están dados en la investigación “aplicada”. METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION 6. humedad y pH.Determinar y generalizar la Aplicación de Técnicas de Biolabranza de Suelos Contaminados por Hidrocarburos en Iquitos luego inferir a todo el Perú. Tipo de investigación.Mediante las fichas textuales.Se explica la solución real de la Aplicación de Técnica de Biolabranza de Suelos Contaminados por Hidrocarburos. nos apoyamos en conocimientos relacionados a la Aplicación de Técnicas de Biolabranza de suelos contaminados por hidrocarburos en Iquitos.4.2.Se han empleado los siguientes métodos: Método Descriptivo. Método Experimental: Mediante la toma de muestras del suelo de temperatura.De acuerdo al propósito de la investigación. Métodos de investigación.- . Método Inductivo – Deductivo.17 6. 6.1. Tratamiento de información. internet bibliográficas del marco teórico relacionado con el tema. Fuentes de información. 6. revisión y resumen. 6.3. ESTRUCTURA TENTATIVA DE LA TESIS - Carátula - Dedicatoria - Agradecimientos - Índice - Índice de tablas - Índice de gráficas - Introducción Capítulo I - El problema de investigación Capítulo II - Marco teórico y conceptual Capítulo III - Hipótesis y objetivos de la investigación Capítulo IV - Metodología Capítulo V - Validación de la hipótesis - Conclusiones y recomendaciones .18 Se realizará mediante los siguientes: - Análisis del Laboratorios - Muestras al azar de la zona afectada - Comparación de población flora y fauna de la zona afectada. 7. CRONOGRAMA Actividades Análisis de líneas de investigación Determinación de la línea de investigación a estudiar Planteamiento del problema Recolección de información documental Procesamiento e interpretación de la información Construcción del marco teórico conceptual Redacción del primer borrador Formulación del problema Formulación y operazionalización de la hipótesis Recolección de mediciones Interpretación de datos Redacción de segundo borrador Corrección de los TIEMPO EN DIAS 15 16 17 18 Año Mes 2007 05 2007 05 2007 06 X 2007 05 2007 06 2007 06 2007 07 2007 07 2007 07 2007 07 2007 07 2007 08 2007 08 1 2 X 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 X X X X 19 20 21 22 23 X X X X X 24 25 26 27 X X X X X X 28 X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 29 30 . borradores Redacción del informe final Entrega del Informe 2007 09 2007 10 X X X X X X X . 00 8.00 50. PRESUPUESTO Cantida Unidad d Bienes – materiales 150 Unidades 3 Unidades 1 Unidad 1 Unidad 1 Unidad o5 Unidad 1 Unidad 1 Unidad 1 Unidad 1 Unidad 2 Unidad 4 Unidad 1 Unidad 5 Unidades 4 Unidades 8 Unidades 1 Unidad 1 Unidad Servicios Material o Precio Precio Actividad Unitario Total Papel bond A4 Lapiceros Lápiz Correctores Resaltador Disquetes Discos compactos Cuadernos USB Cámara fotográfica Rollo fotográfico Pilas Cámara digital Palas de corte Machetes Baldes de Plástico Sacabocado Carretilla Impresiones Fotocopiado Espiralado Internet Tipeado Pasajes Total 0.00 3.00 28.00 2.00 20.00 120.00 50.00 10.50 5.00 1.00 40.00 120.00 1.50 1.00 4.00 250.00 16.00 32.05 0.00 1.8.80 80.80 80.00 3.00 355.00 1.00 20.00 50.00 2.00 20.00 2.00 150.289.00 150.00 4.00 355.30 .50 1.00 3.00 2.00 2.50 1.50 1.00 14. 9.. (2002 – Colombia.( 2002 – Perú. (PLUSPETRO NORTE S. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA - BRISSIO P. BIO – REMEDIACIÓN DE SUELO CONTAMINADO DE PETRÓLEO CRUDO EN LOTES PETROLEROS EN LA SELVA NORTE DEL PERÚ.) - OLEA C. San Marcos. ( 2005 – Comao...A. ) .) - PARDO.. J PERDOMO M. BENAVIDES. PRUDENCIO G. BIODEGRADACIÓN DE CRUDO DE PETROLEO EN TERR ARIOS. EFECTO DE LA ADICIÓN DE FERTILIZANTES INORGÁNICOS COMPUESTOS EN LA DEGRADACIÓN DE HIDROCARBUROS EN SUELOS CONTAMINADOS CON PETROLEO - A NIVEL LABORATORIO.. EVALUACIÓN PRELÑIMINAR DEL ESTADO DE LA CONTAMINACIÓN EN SUELOS DE LA PROVINCIA DE NEUQUÉN DONDE SE EFECTUAN ACTIVIVADES DE EXPLOTACIÓN HIDROCARBURÍFERA ) - ESCALANTE M. MAURICIO M.
Report "Aplicación de la Técnica de Biolabranza de Suelos Contaminadas por Hidrocarburos en Iquitos.doc"