MANUAL DE BIORREMEDIACION DE HIDROCARBUROS EN LA INDUSTRIA DEL PETROLEO by Jonathan Barrios

MANUAL DE BIORREMEDIACIÓN DE HIDROCARBUROS DE LA INDUSTRIA DEL PETROLEO

JARA RIVEROS JAVIER LIBARDO VELASQUEZ SERRANO DARLYN JULIETH

CORPORACION INTERNACIONAL DEL PETRÓLEO “COINSPETROL” GESTIÓN AMBIENTAL Y RECURSOS NATURALES VILLAVICENCIO, META 2010

MANUAL DE BIORREMEDIACIÓN DE HIDROCARBUROS DE LA INDUSTRIA DEL PETROLEO

JARA RIVEROS JAVIER LIBARDO VELASQUEZ SERRANO DARLYN JULIETH

Proyecto de grado para optar por el titulo de técnico laboral en Gestión Ambiental y recursos naturales para la industria del petróleo

CORPORACION INTERNACIONAL DEL PETRÓLEO “COINSPETROL” GESTIÓN AMBIENTAL Y RECURSOS NATURALES Villavicencio, Meta 2010

HOJA DE ACEPTACIĂ&#x201C;N

____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________ ____________________________

____________________________ Director del Proyecto

Villavicencio, META Febrero 9 de 2010

DEDICATORIA

Dedico este proyecto en primer lugar a Dios de vivir y realizarme como persona, a inalcanzablemente brindรกndome lo mejor de incondicional. A mis maestros que forjaron en para salir adelante.

por darme la oportunidad mis padres por luchar sus esfuerzos y el apoyo mis buenos conocimientos

Javier Libardo Jara Riveros

Mi dedicatoria es para Dios por permitirme salir siempre adelante, mi papรก por darme la oportunidad de seguir estudiando y los docentes por la colaboraciรณn de este proyecto. Darlyn Julieth Velรกsquez Serrano

AGRADECIMIENTOS

Doy gracias a Dios y a la Santísima Virgen por brindarme esta oportunidad, a mis padres que esperan lo mejor de mí, brindándome su apoyo incondicional, a mis maestros que han estado en todo mi proceso de aprendizaje trasmitiéndome sus conocimientos y esperando de mi buenos resultados, a las instituciones que me han abierto sus puertas a familiares y amigos.

Javier Libardo Jara Riveros

Agradezco a Dios por darme la oportunidad de ser una persona que puede aportar buenos conocimientos para este mundo, a mi papá por inculcarme buena educación y formarme con buenos principios.

Darlyn Julieth Velásquez Serrano

TABLA DE CONTENIDO GLOSARIO ................................................................................. 11 INTRODUCCIÓN ........................................................................ 15 1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...........................................16 2. JUSTIFICACIÓN ...................................................................17 3. METODOLOGÍA ....................................................................18 4. ALCANCE Y LIMITACIONES ....................................................19 5. OBJETIVOS .........................................................................20 5.1 Objetivo General .............................................................20 5.2 Objetivos Específicos ......................................................20 CAPITULO I Contingencia Por Derrame de Hidrocarburo............21 1.1 Acciones durante un derrame por Hidrocarburo ......................21 1.2 Autoridades a informar el derrame de hidrocarburos ...............21 1.3 Equipos y materiales durante la contingencia. ........................22 1.4 Causas que provocan una contingencia por derrame de Hidrocarburo ...........................................................................22 1.5 Acciones a tomar en caso de derrame en carretera.................22 1.6 Evaluación del derrame .......................................................23 1.7 Contención del derrame. .....................................................24 1.8 Recolección de Productos ....................................................26 1.9 PROCESO DE RECOLECCIÓN ................................................27 1.9.1 Actividades preliminares ...............................................27 1.9.2 Identificación del volumen y área a biorremediar. .............28 1.9.3 Recolección y retiro del crudo ........................................29 CAPITULO II BIORREMEDIACIÓN Y DISPOSICIÓN FINAL DE LOS RESIDUOS Y SUELOS CONTAMINADOS CON HIDROCARBUROS. .30 2.1 2.2 2.3 2.4

Biorremediación de Residuos de Petróleo...............................30 Origen y composición del petróleo. .......................................31 Diversidad microbiana en ambientes contaminados ................31 Técnicas de biorremediación ................................................31

2.5 BIORREMEDIACIÓN LAND FARMING DE RESIDUOS CONTAMINADOS CON HIDROCARBURO (Geoambiental Ltda) .. 33 2.5.1 Técnica Land Farming para Biorremediación ....................33 2.5.2 Importancia del pool microbiano.....................................35 2.5.3 Factores en la degradación de hidrocarburos ....................35 2.5.4 Procedimiento general de Land Farming estimulado ..........36 2.5.4.1 Preparación de la parcela. ......................................36 2.5.4.2 Recepción y estabilización .....................................37 2.5.4.3 Residuos manejados .............................................37 2.5.4.4 Mezcla de los materiales .......................................37 2.5.4.5 Oxigenación y reposo de la mezcla .........................38 2.5.4.6 Control físico-químico ...........................................38 2.5.4.7 Estimulación ........................................................38 2.5.4.8 Disposición final ...................................................38 2.5.5 INCONVENIENTES DEL TRATAMIENTO EX-SITU O LAND FARMING. ................................................................................. 39 2.5.5.1 Preparación del sitio para la biorremediación ...........39 2.5.5.2 Excavación del suelo contaminado. .........................39 2.5.5.3 Movilización de los residuos ..................................40 2.5.5.4 Tratamiento en el sitio seleccionado. .......................40 2.6 técnica de biorremediación IN-SITU ....................................41 2.6.1 Aspectos ambientales ..............................................41 2.6.2 Descripción Técnica de Proceso para la Biorremediación .....................................................................................43 2.6.3 Procedimiento. .............................................................43 2.6.3.1 Preparación del terreno donde se va a realizar el trabajo ..........................................................................43 2.6.3.2 Homogenización del suelo .....................................43 2.6.3.3 Toma de muestras ...............................................43 2.6.3.4 Aplicación del producto. .........................................43 2.6.3.5 Durante el tratamiento .........................................44 2.6.4. Productos utilizados. ....................................................44 2.6.5 Aspectos relevantes para el manejo ambiental del proceso de biorremediación. ................................................................. 45 2.6.5.1. Manejo de aguas lluvias y aguas asociadas al material. .45 2.6.5.2 Control del cuerpo de agua .........................................45 2.6.5.3 Manejo, tratamiento y disposición de agua contaminada. 46 2.6.5.4 Recuperación paisajística ............................................46

2.6.5.5 2.6.5.6 2.6.5.7 2.6.5.8

Plan de Monitoreo.. ....................................................46 Tratamiento y disposición de los residuos sólidos.. .........47 Celdas de seguridad ..................................................47 Incinerador de residuos peligrosos. ..............................48

CAPITULO III Marco Jurídico y Seguridad Industrial Empleada en la Atención a una Contingencia por Derrame y Biorremediación de Hidrocarburos. ..................................................................... 49 3.1 MARCO NORMATIVO. ......................................................49 3.2 SEGURIDAD INDUSTRIAL COTRA CONTINGENCIAS DE HIDROCARBUROS ................................................................51 3.2.1 Consulta de la Guía de Respuestas en caso Emergencia GRE2004 .......................................................................51 3.2.1.1 Respuesta de emergencia. .....................................51 3.2.1.2 Peligros potenciales...............................................52 3.2.2 Hojas técnicas de los materiales y productos a utilizar en la biorremediación “IN SITU” ............................................54 6. CONCLUSIONES ........................................................................57 7. BIBLIOGRAFÍA.. ........................................................................58 7.1 CIBERGRAFíA .................................................................58 8. ANEXOS. ..................................................................................59

LISTA ILUSTRACIONES

Ilustraciรณn 1. Derrame de Crudo. Fuente GEOAMBIENTAL LTDA. ..21 Ilustraciรณn 2. Derrame exploraciรณn de pozo Fuente GEOAMBIENTAL Ltda. .......................................................................................23 Ilustraciรณn 3. Barreras de contenciรณn ......................................25 Ilustraciรณn 4. Inducciรณn de seguridad al personal ......................27 Ilustraciรณn 5. Seรฑalizaciรณn del รกrea .........................................28 Ilustraciรณn 6. Zanja perimetral. ...............................................29 Ilustraciรณn 7. Contenciรณn del derrame para recolectarlo .............29 Ilustraciรณn 8. Microorganismo degradador de petrรณleo, fotografรญa del Centro de Investigaciones Microbiolรณgicas, CIMIC ....................31 Ilustraciรณn 9. Pool degradador de hidrocarburos a gran escala, fotografรญa del Centro de Investigaciones Microbiolรณgicas, CIMIC .....35 Ilustraciรณn 10. Mezcla tierra sana + contaminada .....................36 Ilustraciรณn 11. Estabilizaciรณn de los residuos contaminados. ........37 Ilustraciรณn 12. Mezcla del suelo contaminado ...........................37 Ilustraciรณn 13. Homogenizaciรณn proceso Land Farming ...............37 Ilustraciรณn 14. Toma de muestras ...........................................38 Ilustraciรณn 15. Caldos bacterianos ..........................................38 Ilustraciรณn 16. Siembra de arboles en la zona afectada. .............39 Ilustraciรณn 17. Volqueta para la movilizaciรณn de residuos ...........40 Ilustraciรณn 18. Homogenizaciรณn ...............................................43 Ilustraciรณn 19. Disposiciรณn de residuos sรณlidos ..........................47

LISTA DE FIGURAS

Figura Figura Figura Figura

1. 2. 3. 4.

Contenci贸n de derrames en agua ................................25 Excavaci贸n al suelo contaminado ................................28 Celda de seguridad ....................................................48 Esquema de Incinerador de residuos peligrosos .............48

GLOSARIO

Alquitrán: es una sustancia bituminosa, grasa, oscura y de olor fuerte, que se obtiene de la destilación de ciertas materias orgánicas, principalmente del carbón, huesos y de algunas maderas resinosas. Barreras de contención: son ideales para ser utilizadas en aguas abiertas (mar abierto, ríos con altas corrientes, etc.). Están construidas con materiales de gran resistencia al medio. Su diseño de construcción y tamaño permite su excelente adaptación a las olas, para evitar que el Hidrocarburo afecte más áreas. Batimetría: es la ciencia que mide las profundidades marinas para determinar la topografía del fondo del mar, y el quebramiento del suelo. Biocompost: producto final de la descomposición de materia orgánica por microorganismos. Bioproducto: producto natural que se degrada fácilmente con el medio ambiente y no genera problemas a los seres vivos que tiene contacto directo. Biorremediación: Cualquier proceso que utilice microorganismos, hongos, plantas o las enzimas derivadas de ellos para retornar un medio ambiente alterado por contaminantes a su condición natural Biotecnología: es la tecnología basada en la biología, especialmente usada en agricultura, farmacia, ciencia de los alimentos, medioambiente y medicina. Se desarrolla en un enfoque multidisciplinario que involucra varias disciplinas y ciencias como biología, bioquímica, genética, virología, agronomía, ingeniería, física, química, medicina y veterinaria entre otras.

Bitúmenes: es una mezcla de líquidos orgánicos altamente viscosa, negra, pegajosa, completamente soluble en disulfuro de carbono y compuesta principalmente por hidrocarburos aromáticos policíclicos. Cianobacterias: Las cianobacterias son organismos que se caracterizan por conjugar el proceso de la fotosíntesis oxigénica con una estructura celular típicamente bacteriana, estas bacteria son muy adaptables casi a todo tipo de climas y condiciones para degradar contaminantes. Ciénaga: Lugar pantanoso o lleno de cieno; es decir, tierras bajas, saturadas de humedad, generalmente cubiertas por vegetación hidrófila. Consorcio o pool microbiano: es un grupo de diferentes especies de microorganismos que actúan conjuntamente como una comunidad, en un sistema complejo donde todos se benefician de las actividades de los demás. COPASO: (Comité Paretario de Salud Ocupacional) es un organismo asesor conformado por igual representantes administrativos encargados de investigar, proponer, participar, hacer visitas, entre otras funciones sobre la salud de las personas de acuerdo a su sitio de trabajo. Degradación aeróbica: es la degradación de contaminantes orgánicos (Hidrocarburos, metales, materia orgánica, etc.) por microorganismos en presencia de oxígeno. Degradación anaerobia: es la degradación de contaminantes orgánicos por microorganismos cuando el oxígeno no está presente. Desnatador: Separa aceites solubles, recolecta el líquido contaminante en un sencillo proceso de tensión superficial y gravedad específica. La banda sinfín se hace girar al estar inmersa en el líquido contaminado. Diques: Un dique es un terraplén natural o artificial, por lo general de tierra, paralelo al curso de una fuente hídrica o al borde del mar para evitar que los derrames de sustancias se dispersen a otros lugares.

Dispersantes: Son mezclas que incluyen agentes de superficie activa a fin de reducir la tensión superficial entre el aceite y el agua de mar. Encapsulado: En biología, es el proceso mediante el cual las bacterias se recubren de una cápsula para así protegerse y adquirir ciertas ventajas adaptativas para degradarlas sustancias. Estimulación: proceso utilizado por microorganismos endógenos para degradar contaminantes (subsuelo/aguas subterráneas contaminadas). Se estimula la actividad biológica de la bacteria por medio de la inyección de aire a través de los pozos. Estos se instalan en varios puntos del área contaminada, y a través de ellos se inyectan también nutrientes. Fuente de ignición: Cualquier proceso o evento capaz de causar incendio o explosión. Flamas abiertas, chispas, electricidad estática y superficies calientes son posibles fuentes de ignición. Hidrosoluble: producto que es soluble con agua. Impacto ambiental: Cualquier alteración en el sistema ambiental biótico, abiótico y socioeconómico, que sea adverso o beneficioso, total o parcial, que pueda ser atribuido al desarrollo de un proyecto, obra o actividad. Incinerador: sistema de incineración en el proceso de combustión de sustancias, residuos o desechos, en estado sólido, líquido o gaseoso. Liposoluble: producto que es soluble con aceite. Material Oleofílico: Absorbente diseñado con productos especiales para la absorción de hidrocarburos en caso de derrame por sustancias nocivas para el medio ambiente, empleado en la industria petrolera. Microorganismos autóctonos: especies propios de una región. Monitoreo: Seguimiento y control que se hace a una actividad mediante análisis y pruebas de laboratorio con el objeto de observar que la actividad marche a la normalidad.

Morfotipos: En biología, la morfología es la disciplina encargada del estudio de la forma y estructura de un organismo o sistema. La morfología es una ciencia biológica que trata de la forma y transformaciones de los seres orgánicos. Plan de contingencia: Documento normativo que describe en forma clara, concisa y completa los riesgos, los actores y sus responsabilidades para casos de eventos adversos que pongan en riesgo la salud humana y el Medio Ambiente. Plan de emergencia: definición lógica, practico, estricta en donde se articulan las personas y recursos para establecer momentos de índole operativo, táctico, estratégico o logístico que pretende controlar cualquier situación. Plan de Manejo Ambiental: Es el conjunto detallado de actividades, que producto de una evaluación ambiental, están orientadas a prevenir, mitigar, corregir o compensar los impactos y efectos ambientales que se causen por el desarrollo de un proyecto, obra o actividad. Incluye los planes de seguimiento, monitoreo, contingencia, y abandono según la naturaleza del proyecto, obra o actividad Surfactantes: Los surfactantes son sustancias que contienen un segmento liposoluble (soluble en aceite), y otro hidrosoluble (soluble en agua), lo cual permite solubilizar el hidrocarburo.

INTRODUCCIÓN

El siguiente proyecto está diseñado a la implementación de un manual de biorremediación de hidrocarburos, como fuente de conocimiento de la industria petrolera a fin de estipular las prácticas y recomendaciones adecuadas, tenidas en cuenta en el momento de un derrame de crudo o sustancia peligrosa empleada para la refinación y tratamiento del mismo, desde el momento que ocurra el accidente hasta la disposición final de los residuos contaminados. La idea nace, debido al excesivo uso de combustibles y productos derivados del crudo de petróleo desde su extracción hasta el consumo. Por lo cual, debido a esto se ha incrementado la contaminación de los suelos por derrames, ocasionando un impacto negativo al entorno ecológica. Esto ha llevado a pensar en la biorremediación como una técnica efectiva por medio microbiano, donde en ambientes contaminados existe abundantes especies con capacidades metabólicas específicas, debido a la adaptación de la microflora presente en el contaminante. En cuanto a las condiciones físicas y químicas, existen varios factores que condicionan la biorremediación de un suelo; entre las físicas se encuentran factores ambientales como el pH, la temperatura, concentración de minerales, humedad del suelo, respiración y nutrientes disponibles. Entre las químicas encontramos la estructura molecular del contaminante, su concentración y la presencia de una población microbiana potencialmente activa.

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Debido al incremento de las industrias en Colombia, la industria petrolera ha ejercido un papel muy importante en el país, debido a los derivados obtenidos de la refinación del crudo extraído del subsuelo, fruto de la materia vegetal y animal degradada durante miles de años. Gracias a las actividades y procesos dedicados a diario, la industria del petróleo es una de las principales fuentes generadoras de contaminación ambiental, ocasionando grandes impactos como contaminación de cuerpos de agua, devastación de flora, emisión de gases a la atmósfera, desplazamiento de fauna por la implantación de maquinaria y equipos a otro lugares diferentes de su habitad y destrucción de la capa terrestre. Ya que la cadena productiva del petróleo es tan amplia, cada una ellas esta conformada por diferentes procesos y actividades diferentes, uno de los impactos con mayor frecuencia donde mas se contamina los recursos naturales es por derrames de Hidrocarburos, cuyo impacto genera grandes perdidas y destrucciones masivas de fuentes hídricas y suelos. Esto acarrea para las empresas perdidas económicas al implementar nuevos recursos en el proceso de tratamiento para tratar los residuos contaminados de los hidrocarburos derramados y así compensar el impacto ocasionado al medio ambiente.

2. JUSTIFICACIÓN

Debido a los grandes problemas medioambientales causados por los derrames de Hidrocarburos en la industria del petróleo, es necesario que las personas interesadas respecto al tema de biorremediación, tengan a su alcancé los conocimientos necesarios de acuerdo, a los procesos llevados a cabo en el tratamiento de los residuos contaminados. La elaboración de un manual seria la base para que las personas puedan consultar y aclarar sus dudas respecto al tema de biorremediación, donde en la actualidad aun no se obtiene un primer manual de biorremediación de Hidrocarburos a disposición del público.

3. METODOLOGÍA

1. Presentación de la propuesta ante el asesor del proyecto de grado. 2. Investigación de la temática respecto al tema de biorremediación de Hidrocarburos en la industria del petróleo. 3. Organización del grupo y desarrollo de la información para crear el manual de biorremediación de Hidrocarburos en la industria del petróleo. 4. Presentar avances a nuestro asesor para correcciones y complementaciones del manual.

sus

respectivas

5. Presentación ante las directivas de COINSPETROL encargadas de revisar el proyecto, para realizar sus respectivas modificaciones y correcciones. 6. Impresión y sustentación del proyecto de grado.

4. ALCANCE Y LIMITACIONES

Se diseña este manual de Biorremediación de Hidrocarburos como fuente de investigación, para que las personas tengan conocimientos de cómo se maneja y se dispone los residuos impregnados con Hidrocarburos, en el momento de responder y tomar las medidas pertinentes para atender una contingencia por derrame, su tratamiento y disposición final.

5 OBJETIVOS

5.1 Objetivo general

•

Diseñar un manual de biorremediación y establecer los procesos técnicos durante su proceso de tratamiento y disposición final de los residuos impregnados de hidrocarburo, producido por un derrame al medio ambiente.

5.2 Objetivos específicos

•

Establecer un mecanismo óptimo de aprendizaje para los institutos dedicados a la enseñanza de técnicos para la industria del petróleo.

•

Asesorarse de personas con experiencia y manejo del tema para la elaboración de dicho manual.

•

Realizar una investigación amplia para obtener los mejores resultados en la elaboración del manual de biorremediación para Hidrocarburos en la industria del petróleo.

CAPITULO I CONTINGENCIA POR DERRAME DE HIDROCARBURO

1.1 Acciones durante un derrame por Hidrocarburo Los derrames de hidrocarburos, en consecuencia inmediata de accidente, a tomado especial importancia, por los graves daños ecológicos que ocasionan en el medio ambiente. Es por eso que el Control y Manejo de Derrames, en las operaciones del plan de contingencia, conforman un compromiso Ilustración 1. Derrame de Crudo. Fuente GEOAMBIENTAL LTDA LTDA. inmediato para la Atención de estas Emergencias. Cuando se genera un derrame de hidrocarburo ya sea por accidente o sabotaje de personas o hechos violentos, la empresa o compañía encargada de la actividad de transporte debe informar tal hec hecho de inmediato a las autoridades para tomar alternativas pertinentes sobre el caso e iniciar las investigaciones. A continuación se presenta las principales es autoridades en primera medida sobre un derrame de hidrocarburo. 1.2 Autoridades a informa informar el derrame de hidrocarburos • • • • • •

Coordinador del Comité Técnico del Plan Nacional de Contingencias, Dirección General de Prevención y Atención de Desastres. Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Corporación Autónoma Regional. Servicio Seccional Seccional de Salud del Departamento (Secretaria Departamental de Salud) Comité Regional de Prevención y Atención de Desastres. Comité local de Prevención y Atención de Desastres.

Informado los hechos a las autoridades anteriormente escritas, la 21

empresa procede a contratar personal, para que realicen el análisis al terreno, compañías con experiencia en prestar servicios para atender a una contingencia por derrame de Hidrocarburos y seguidamente tomar medidas para efectuar la recolección y recuperación de la sustancia derramada. 1.3 Equipos y materiales durante la contingencia. Tela oleofilica Fast tank Lonas Dispersantes Material absorbente. Herramientas menores (picas, machetes, palas, etc.) EPP (Equipos de protección Personal) Botas de caucho, guantes, arnés, gafas, sogas, equipos contra incendios, etc. Maquinaria Retroexcavadora o tractor (depende del área) Volquetas 1.4 Causas que provocan una contingencia por derrame de Hidrocarburo Fugas u orificios presentes en las Válvulas Cheque presentes en tubería que conduce petróleo u otra sustancia. Reboce en los pozos productores de petróleo. Fallas mecánicas en el sistema conductor de Hidrocarburo Actos terroristas Efectos climáticos cuando se transporta por carreteras. Exceso de velocidad y violación a las señales de transporte. Saboteo a los oleoductos por personas. 1.5 Acciones a tomar en caso de derrame en carretera. El conductor del vehiculo en problemas debe llevar a cabo las siguientes acciones: •

Parar el motor y colocar freno de parqueo 22

• • • •

Encender luces y colocar señalizacion Iniciar flujo de comunicaciones Si es el caso, suspender la fuga cerrando valvulas o tapando orificios. Evaluar el derrame para determinar volumen aproximado de producto y la posible ruta de desplazamiento de la mancha.

Cuando llegue el apoyo (otros vehiculos o personal operativo del plan) adelantar las siguentes acciones según el caso. • • • • • •

Dar primeros auxilios a las personas que lo requieran Acordar el sitio para evitar el ingreso de personal no autorizado Transferir el residuo a otros vehiculos Obtener nombre y apellidos de testigos del hecho Recopilar la información necesaria para la elavoración de informes posteriores. No dar declaraciones hasta el arribo del coordinador del Plan.

1.6 Evaluación del derrame Identificado la ruta de viaje de la mancha se determina los posibles sitios afectados. Con esta información se podrán activar puntos o áreas de control e iniciar la movilización de equipo y personal especializado. Además es importante avisar a los posibles afectados sobre la ocurrencia de la emergencia para que tomen las medidas de control del caso. 1En las figuras 1 y 3 Se muestra los esquemas para toma de decisiones y procedimiento en el caso de un derrame Ilustración 2. Derrame en agua o en tierra. exploración de pozo Fuente GEOAMBIENTAL Ltda.

Una vez definido los frentes de acción se debe desplazar al coordinador del plan o la persona que él delegue y el personal operativo del plan de contingencia, de acuerdo al las condiciones especificas de la emergencia y el sitio.

Movilizar los equipos necesarios según la situación particular (P.E, vehículos, barreras, recipientes de almacenamiento, maquinaria, herramientas, absorbentes y demás.

Diagrama de flujo # 1 Esquema de toma de decisiones y acciones en caso de derrame en tierra

1.7 Contención del derrame En lo posible se debe confirmar o contener el derrame en el sitio de ocurrencia para evitar la afectación de áreas limpias, y sobre todo la allegada a cuerpos de agua. 24

En tierra la contenciรณn se puede realizar con barreras en el suelo, madera o cavando zanjas para dirigir el producto a un รกrea que facilite el conocimiento, una fosa impermeable o artificial.

En agua la concentraciรณn se puede hacer construyendo barreras con palos, tubos o diques en el suelo.

En los cauces mayores la contenciรณn del derrame se puede hacer a travรฉs del despliegue de barreras mecรกnicas.

Ilustraciรณn 3 Barreras de contenciรณn

Cuando el derrame ocurra en el casco urbano se bebe evitar la llegada del producto a las alcantarillas para evitar la contaminaciรณn de aguas. Ademรกs se deben bloquear los drenajes y los ductos de cables para reducir el riesgo de explosiรณn. El residuo derramado se debe confirmar de tal manera se pueda colectar y transferir a un recipiente de almacenamiento. Se deben usar absorbentes para limitar la expansiรณn de la mancha.

Figura # 1 Contenciรณn de derrames en agua

Esquema de toma de decisiones derrame en agua.

Diagrama de flujo #2 Esquema de toma de decisiones a tomar cundo se presente un derrame en agua

Disponer en el sitio de recipientes para recolectar el producto, cuando se levanten labores de contención, tales como tanques portátiles (Fast Tank), canecas, recipientes o piscinas adecuadas en el sitio. Recolección de Productos *. Emplear para la recolección desnatadores mecánicos o herramientas menores, en caso que se requiera combinar la recolección mecánica y manual. *. Usar absorbentes como paja, aserrín material oleofilico, o los 26

disponibles en el sitio (hojas, aserrín, cascarilla recolección es imposible con herramientas.

de arroz) cuando la

*. Racionalizar el uso de los recursos naturales y minimizar los riesgos e impactos ambientales negativos que puedan ocasionar el proyecto. *. Identificar y evaluar cualitativa y cuantitativamente los impactos a generar por el proyecto, de tal manera que pueda determinar el grado de afectación y vulnerabilidad de los ecosistemas y los contextos sociales. *. Proponer soluciones para todos y cada uno de los impactos identificados, estableciendo programas de Plan de Manejo Ambiental (PMA). *. Informar a las comunidades del área de influencia sobre las características, dimensión del proyecto, impactos posibles a generar y los programas de manejo a desarrollar. 1.9 Proceso de Recolección 1.9.1 Actividades preliminares Al momento de atender a una emergencia por derrame de HC se procede a hacer una inducción de seguridad al personal que la empresa a contrata en la que se incluye:

Ilustración 4 Inducción de seguridad al personal

a. Inducción general, generalidades de la Compañía, políticas corporativas. b. Programa de salud ocupacional, riesgos asociados con la actividad, COPASO. c. Plan de emergencia, plan de manejo ambiental, manual de funciones, entre otros temas.

Realizada la inducción, el personal se dirige al área de la contingencia a realizar la instalación del acampamiento para el almacenamiento de materiales y equipos (baños portátiles), se hace la señalización del área, avisos de prevención y zona de recolección de residuos. Ilustración 5

1.9.2 Identificación del volumen y área a Señalización del área. biorremediar La empresa responsable de hacer la atención a la emergencia y junto con las personas que contratan, adelanta una labor de batimetría para determinar las áreas afectadas y el nivel de infiltración de Hidrocarburo en cada una de ellas. De acuerdo a los resultados de medición se puede identificar la cantidad de hidrocarburo derramado y el volumen de área afectada. Dependiendo de la topografía del terreno y el grado de infiltración de líquidos, se puede establecer la profundidad de penetración del Hidrocarburo, esta oscila entre 0,5 y 2,5 metros de profundidad dependiendo de la cantidad de HC derramado y las propiedades físicas y químicas del suelo, donde se procede a hacer la excavación con la retroexcavadora.

Figura # 2 Excavación al suelo contaminado.

1.9.3 Recolección y retiro del crudo La recolección del Hidrocarburo se hace de acuerdo al estado topográfico del terreno; cuando el terreno es plano y posee semi pendientes que facilitan el drenaje del Hidrocarburo, las acciones a ejecutar son las siguientes: a. Construcción de una zanja en la parte baja del área para interceptar el hidrocarburo que drena en dirección del cuerpo de agua. b. Construcción afectada

zanja

perimetral

área

c. Remoción de la vegetación afectada, para disposición final.

Ilustración 6 Zanja perimetral.

d. Construcción de piscinas al interior del área afectada para facilitar el drenaje del crudo y su posterior recuperación. e. Recolección del hidrocarburo (mezcla agua – aceite) y transferencia a las facilidades de tratamiento. El agua parece corresponder a la Ilustración 7 Contención extraída del drenaje cercano durante la operación del derrame para de limpieza del mismo y agua lluvia recuperada recolectarlo en el área del derrame. La recoleccion del Hidrocarburo no siempre se realiza de la misma forma, para determinar esta actividad se tiene en cuenta la cantidada de hidrocarburo derramado, el tipo de Hidrocarburo, la topografia del terreno, recursos naturales presentes en el área, recursos afectados, etc. de acuerdo a estos factores la empresa encargada de hacer la recoleccion del Hidrocarburo toma las medidas pertinentes para la ejecucion de su actividad.

CAPITULO II BIORREMEDIACIÓN Y DISPOSICIÓN FINAL DE LOS RESIDUOS Y SUELOS CONTAMINADOS CON HIDROCARBUROS.

2.1 Biorremediación de Residuos de Petróleo. Según la Compañía Colombiana de Petróleos, ECOPETROL, durante los últimos quince años el oleoducto Caño Limón- Coveñas ha sufrido más de novecientos atentados terroristas, hechos que han conducido al derramamiento de más de 450 millones de litros de petróleo en el medio ambiente. El impacto ambiental por los derrames de crudo, ha dejado más de 2.600 kilómetros entre ríos y quebradas, y alrededor de 1.600 hectáreas de ciénagas afectadas. Sólo en 1998, subversivos del ELN ocasionaron el más grande derrame de crudo en aguas continentales del mundo, con un volumen superior a los 14’787.000 litros de petróleo, tragedia comparable con el accidente del buque petrolero Exxon Valdez, que vertió en las aguas de Alaska 42 millones de litros del crudo el 24 de marzo de 1989. Dadas estas circunstancias los daños a las fuentes hídricas, suelos, aire, fauna y vegetación son prácticamente irremediables, pues los procesos de descontaminación no alcanzan a cubrir todas las áreas afectadas y se realizan mucho tiempo después de que el crudo ha penetrado el ecosistema. Sin embargo, no todos los lodos aceitosos son causados por atentados contra la infraestructura petrolera, también son resultado de la actividad de transporte en carro tanques y de la broca durante la perforación en busca de yacimientos, la cual genera un lodo acompañado de hidrocarburo que se extrae hasta la superficie. Es allí donde tiene su génesis nuestro trabajo, que consiste en apoyar desde la microbiología una labor interdisciplinaria para remediar los 30

pasivos ambientales que genera la empresa petrolera. 2.2 Origen y composición del petróleo El petróleo es el resultado de la degradación anaeróbica de materia orgánica, durante largos períodos de tiempo y bajo condiciones de alta temperatura y presión, 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 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. Los dos grupos principales de hidrocarburos aromáticos son los monocíclicos, el benceno, tolueno y xileno (BTEX) y los hidrocarburos policíclicos (PAHs) tales como el naftaleno, antraceno y fenantreno. 2.3 Diversidad microbiana en ambientes contaminados Los suelos contaminados contienen gran cantidad de microorganismos que pueden incluir un número de bacterias y hongos capaces de utilizar hidrocarburos que representan un uno por ciento (1%) de la población total de aproximadamente 104 a 106 células por gramo de suelo. 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. Ilustración 8 Microorganismo degradador de petróleo, fotografía del Centro de Investigaciones Microbiológicas, CIMIC

2.4 Técnicas de biorremediación La biorremediación es el proceso utilizado por el hombre para desintoxicar, variados contaminantes en los diferentes ambientes; mares, estuarios, lagos, ríos y suelos, usando de forma estratégica microorganismos, plantas o enzimas de estos. Esta técnica es utilizada 31

para disminuir la contaminación por los hidrocarburos de petróleo y sus derivados, metales pesados e insecticidas; además se usa para el tratamiento de aguas domésticas e industriales, aguas procesadas y de consumo humano, aire y gases de desecho. 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. A continuación se enumeran algunas, pero en general no hay una “fórmula secreta” que garantice el éxito de la biorremediación. Bioestimulación: como su nombre lo indica, consiste en estimular los microorganismos nativos del suelo adicionando nutrientes como nitrógeno o fósforo. Bioaireación: es una forma de estimulación realizada con gases, como por ejemplo oxígeno y metano, estos son adicionados de forma pasiva en el suelo para estimular la actividad microbiana. Bioaumentación: es la inoculación de una alta concentración de microorganismos en el suelo contaminado para facilitar la biodegradación. Como se van a inocular, estos microorganismos deben ser seleccionados del suelo que se desea tratar. Compostaje: esta estrategia de biorremediación utiliza microorganismos aeróbicos y termófilos, formando pilas de material que deben ser mezcladas y humedecidas periódicamente para promover la actividad microbiana. Fitorremediación: es el uso de plantas para remover, contener o transformar un contaminante. Esta puede ser directa, donde las plantas actúan sobre el compuesto, o indirecta, donde estas se utilizan para estimular microorganismos en la rizosfera.

2.5 BIORREMEDIACIÓN LAND FARMING DE RESIDUOS CONTAMINADOS CON HIDROCARBURO. (GEOAMBIENTAL LTDA)

GEOAMBIENTAL LTADA empresa idónea y reconocida por su experiencia en el tratamiento de residuos impregnados con Hidrocarburo a través de la técnica estabilizada de Land Farming que tiene como principio biológico la utilización de microorganismos presentes en el suelo, que utilizan el Hidrocarburo como fuente de energía, mediante procesos de oxidación dejando como resultado la producción de CO2 y agua. Este proceso es especializado en el tratamiento de varios residuos provenientes de la industria del petróleo que por sus características y peligrosidad con el medio ambiente y la salud humana son tratados a través de la técnica Land Farming, debido que los suelos tratados no son recomendados para cultivos de consumo humano. El proceso de biodegradación empieza con la mezcla (dilución) delos lodos aceitosos o suelos contaminados, previa caracterización físicoquímica y microbiológica del suelo y posteriormente adición de nutrientes para la estimulación del crecimiento bacteriano nativo. Los nutrientes son: Nitrógeno, Fosforo y Potasio. 2.5.1 Técnica Land Farming para Biorremediación La técnica más usada para la biorremediación de los lodos contaminados con hidrocarburos y de otros desechos de la industria petrolera es la denominada Land Farming. Se realiza trasladando los contaminantes a un suelo no contaminado, el cual ha sido preparado con anterioridad para evitar su contaminación y la de las aguas subterráneas con sustancias que puedan producirse durante el tratamiento. Para ello se efectúa el diseño del lugar donde se depositan los contaminantes, aislando el material de tratamiento del área no contaminada con una tela impermeable. Para empezar el procedimiento, 33

se hace una búsqueda y selección de bacterias nativas aisladas de las muestras de suelos que se encuentran contaminados, ya que estas tienen la capacidad catabólica para crecer bajo las condiciones fisicoquímicas y de estrés a las que están sometidas, y tendrán un mejor desempeño a la hora de la biorremediación. La búsqueda comienza en el procesamiento de una muestra de suelo mediante una serie de diluciones, tratando de obtener aquellos morfotipos cultivables; ya que una gran parte de los microorganismos del suelo no pueden ser recuperados en medios para el cultivo de microorganismos. Además de una búsqueda general, se realiza una específica a través de medios selectivos y diferenciales, en la cual se pretende aislar ciertos morfotipos como las Pseudomona sp. y bacterias lactosa positivas (bacterias capaces de utilizar la lactosa), debido a su buena actividad degradadora de hidrocarburos. Luego, estas diluciones son sembradas en diferentes medios de cultivo donde grandes familias de morfotipos se hacen presentes; éstas varían en densidad y diversidad. La diversidad está determinada por los morfotipos recuperados que se diferencian según su morfología macroscópica (su aspecto físico), mientras que la densidad está determinada por el número total de individuos que pertenecen a un grupo con una morfología macroscópica común. Estos datos de densidad y diversidad son de gran valor, primero, porque indican acerca de la calidad microbiana del suelo, ya que un suelo que tiene gran número de morfotipos, es un suelo que tiene vida y por ende presenta una buena prospección para la biorremediación debido a su alta actividad microbiana. Segundo, porque aquellos morfotipos que se encuentren en mayor número serán seleccionados por su habilidad para sobrevivir a la presión selectiva del contaminante y para usarlo como fuente de energía y carbono, pues por eso están creciendo. Ya seleccionados los morfotipos se conforma un consorcio o pool de microorganismos degradadores de hidrocarburos y, utilizando la estrategia de bioaumentación, se hace una producción a mayor escala y 34

en proporciones estratégicas de estos. En esta producción debe tenerse en cuenta el volumen de suelo contaminado para biorremediar, la concentración del contaminante y las clases de morfotipos que se aislaron 2.5.2 Importancia del pool microbiano La formulación de un pool microbiano permite combinar y complementar sus funciones metabólicas para que colectivamente biodegraden un compuesto. En muchos casos algunos morfotipos sólo pueden realizar una parte en la de toda una cadena de reacciones químicas para llegar a compuestos que puedan ser fácilmente utilizados por los organismos del mismo consorcio u otros que estén presentes en el ambiente. Además, al estar en grupo los morfotipos pueden tolerar los cambios fisicoquímicos que se den en el ambiente durante el proceso de biorremediación. Ilustración 9 pool degradador de hidrocarburos a gran escala, fotografía del Centro de Investigaciones Microbiológicas, CIMIC

El pool que se formuló es aplicado en el suelo contaminado por técnicos e ingenieros ambientales para dar inicio a la biorremediación. Durante el tratamiento se hace el monitoreo de las poblaciones microbianas, con el fin de determinar si la cantidad inicial de microorganismos aumenta o disminuye, después de ser adicionado al suelo contaminado. Así mismo se realiza la determinación de TPH (hidrocarburos totales de petróleo), con el fin de observar si hubo o no degradación. 2.5.3 Factores en la degradación de hidrocarburos La transformación de los compuestos orgánicos en el ambiente está influenciada por un número de factores que se pueden agrupar en aquellos que afectan el crecimiento y metabolismo de los microorganismos y aquellos que afectan al compuesto en sí mismo. La biodegradación de los hidrocarburos está asociada con el metabolismo y crecimiento microbiano, y por lo tanto cualquiera de los factores que afectan al crecimiento microbiano puede influenciar la degradación. 35

La degradación aeróbica de los hidrocarburos es considerablemente más rápida que el proceso anaeróbico, de modo que la oxigenación será necesaria para mantener las condiciones aeróbicas para una rápida degradación. La temperatura afecta el crecimiento microbiano, así que a bajas temperaturas la degradación será lenta. El pH del suelo y la solubilidad del compuesto que debe ser degradado afectan el crecimiento bacteriano. Los metales pesados, que pueden inhibir el crecimiento microbiano, dependiendo de la concentración y tipo de metales. Otro factor crucial es la accesibilidad del compuesto para su degradación en el interior del suelo, la cual está afectada por la estructura del mismo, su porosidad, composición y por la solubilidad del compuesto. Algunos compuestos pueden ser adsorbidos por arcillas y por lo tanto pueden ser invulnerables a la degradación. Para superar este problema se han añadido surfactantes a suelos contaminados con el objeto de mejorar la accesibilidad de los hidrocarburos. Los surfactantes son sustancias que contienen un segmento liposoluble (soluble en aceite), y otro hidrosoluble (soluble en agua), lo cual permite solubilizar el hidrocarburo desde la arcilla. Por otra parte, la presencia de un gran número de microorganismos autóctonos en el suelo, capaces de degradar hidrocarburos será claramente una ventaja, porque evita la adición específica de microorganismos no autóctonos, que aunque degradadores, podrían no funcionar por no estar adaptados a las condiciones fisicoquímicas del lugar. 2.5.4 Procedimiento general de Land Farming estimulado 2.5.4.1 Preparación de la parcela: En el área de tratamiento se forman cordones con tierra sana y residuos pétreos a tratar, la proporción de tierra sana depende de las características del contamínate y su contenido de Hidrocarburo. El acondicionamiento del terreno incluye la preparación de parcelas con una altura máxima de 50 cm y la construcción de drenajes en el suelo para controlar el lavado de hidrocarburo en

Ilustración 10 Mezcla tierra sana + contaminada

eventuales excesos de aguas lluvias. 2.5.4.2 Recepción y estabilización: Los residuos recibidos durante la operación el área destinada a la biorremediación, son depositados en piscinas para que se realice la separación por densidad. La fase solida no recuperada se diluirán con material nativo (tierra presente en eras) hasta alcanzar los niveles ideales de pH TPH para el tratamiento.

Ilustración 11 Estabilización de los residuos contaminados.

2.5.4.3 Residuos manejados

Lodos de perforación Cortes de perforación base agua t aceite Suelo contaminado por derrames de hidrocarburo Sitios contaminados por descargas petroquímicas y refinerías Barras aceitosas de tanque de almacenamiento.

Ilustración 12 Mezcla del suelo contaminado.

2.5.4.4 Mezcla de los materiales. Mediante análisis de suelo se determina que nutrientes hacen falta para obtener las condiciones óptimas de biodegradación. Estas condiciones dependen del tipo de residuo a tratar. Por lo general se utilizan insumos como cal, GEOCAT y GEOLINK, que son inoculos bacterianos e insumos para la estabilización de pH.

En algunos casos se agregan agrícolas, compost y abonos naturales. Obtenidas estas condiciones se procede a hacer la homogenización con retroexcavadora o tractores, donde la capa superior de la tierra contaminada (primeros 30 cm) es homogenizada (tierra sana) con el residuo a tratar, evitando que se formen terrones dispersos de contaminante (lodo).

abonos

Ilustración 13 Homogenización proceso Land Farming

2.5.4.5 Oxigenación y reposo de la mezcla: según las condiciones del área de tratamiento, la mezcla será disuelta con el fin de airear y facilitar el proceso de degradación aeróbica bacteriana, teniendo cuidado en no exceder el volteo del material, que pueda inhibir la acción bacteriana.

Ilustración 14 Toma de muestras

2.5.4.6 Control físico-químico: la unidad mezclada será analizada periódicamente con el fin de cuantificar las concentraciones de Hidrocarburo y establecer indicadores de la acción bacteriana. Adicionalmente se controlan los lixiviados a través de la instalación de un piezómetro ubicado en la región mas baja del área.

2.5.4.7 Estimulación: la degradación y acelerada mediante la adición de bacterias vivas (inoculación) o la adición de activadores o catalizadores de la unión bacteriana substrato. Los proceso de estimulación pueden lograr eficientes de degradación Ilustración 15 aproximada del 40% cada 30 días, para este Caldos bacterianos proceso GEOAMBIENTAL LTDA cuenta con varios activadores naturales de tipo solido como el GEOCAT y DEXCAT, y tipo liquido GEOLIK. 2.5.4.8 Disposición final: los suelos recuperados son utilizados para sembrar arboles maderables y otras especies nativas de la región. La fase liquida compuesta por agua y crudo son tratados mediante productos químicos, separando su fase aceitosa; donde el agua restante se utiliza para la preparación de caldos bacterianos, estos residuos se almacenan en una piscina independiente para realizarles el proceso de aclaración y estabilización de pH, que luego son aplicados al proceso de biorremediación. El crudo recuperado puede biodegradarse o bien utilizado como combustible en calderas. El ciclo de biorremediación para la técnica Land Farming tiene un promedio de duración de tres (3) meses. Cuando el área de tratamiento es abandonada los Hidrocarburos biodegradados estarán integrados a la 38

capa de tierra y el suelo será utilizado para la siembra de especies forestales. Si el área tratada presenta manchas de Hidrocarburo, esto indica que el proceso no es apto y requiere de un tiempo mas prolongado para cumplir con los parámetros establecidos en el decreto 2309 de 1986 del Ministerio de Medio Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. Cuando no se observa ningún indicio de presencia de aceite, se realizan pruebas fisicoquímicas de TPH, grasas y aceites, BTX, y pH.

Ilustración 16 Siembra de arboles en la zona afectada.

2.5.5INCONVENIENTES DEL TRATAMIENTO LAND FARMING 2.5.1 Preparación del sitio para la biorremediación. El tratamiento ex-situ se emplea cuando el área contaminada supera el límite del área autorizado para este el tratamiento de residuos contaminados. Se debe considerar la cantidad de área a tratar y así tomar las medidas correctas para empezar la labor de descapote. 2.5.2 Excavación del suelo contaminado La remoción del suelo contaminado será realizada teniendo en cuenta la 39

ubicación del sitio de derrame y la pendiente del terreno, para los flujos de escorrentía hacia fuentes aledañas. Ya que un posible rebose y el llenado de una fosa con agua contaminada que puede contaminarlo. 2.5.3 Movilización de los residuos La movilización de los residuos del sitio de tratamiento y su posterior devolución para recuperar el área afectada requiere de mucha transporte en volqueta, además de deterioro del suelo por el tráfico continuo, la afectación de las vías y la emisión de polvo durante la disposición en el área confinada. Ilustración 17 Volqueta para la movilización de residuos

2.5.4 Tratamiento en el sitio seleccionado

El tratamiento ex-situ tendría la ventaja de que el proceso podría programarse y ejecutarse con cierto margen de libertad, especialmente por la posibilidad que se tiene de decidir sobre el uso del espacio disponible.

2.6 TECNICA DE BIORREMEDIACIÓN IN-SITU

El uso de procedimientos biológicos para limpiar el suelo y el agua contaminada ha sido factibles para el tratamiento de diferentes tipos de residuos de las actividades de exploración, producción del petróleo y ambientalmente mas amigable con el Medio Ambiente. Sin embargo la biorremediación lleva años para restaurar las áreas impactadas, dependiendo entre otros factores, de la cantidad de contaminante y de condiciones ambientales que favorezcan la proliferación y actividad de los organismos que se utilicen. Ya que los procesos biológicos dependen de la capacidad de los microorganismos para degradar los contaminantes orgánicos y convertirlos en productos inocuos como CO2, agua y biomasa, mediante la oxidación, degradación, transformación y completa mineralización de estos contaminantes. 2.6.1 Aspectos ambientales • Es un método probado para la disposición final de los residuos aceitosos y de muchos contaminantes orgánicos llevándolos a concentraciones bajo los estándares de limpieza y aceptabilidad. •

Se reduce la presión sobre el recurso suelo afectado, evitando el cambio y conflictos con la aptitud de uso. Esta situación permite favorecer a otros ecosistemas que no estén contaminados.

•

El procedimiento de VARICHEN DE COLOMBIA G.E.P.S. para la biodegradación es desarrollado mediante microorganismos nativos, tipo Mesófilos naturalmente existentes en el área.

•

Se reduce la presión sobre el recurso agua ya que al desarrollar el tratamiento en la época de invierno. Se reduce la captación de aguas naturales.

•

La zona biorremediada quedara apta para el desarrollo de labores agropecuarias y/o silviculturales.

2.6.2 DESCRIPCIÓN BIORREMEDIACIÓN

TÉCNICA

PROCESO

PARA

Diagrama de flujo # 3 Proceso de biorremediación IN-SITU Fuente Varichen de Colombia

La degradación o descomposición del Hidrocarburo tiene un proceso natural de aproximadamente 10 a 20 años, producida por bacterias nativas del suelo y la ayuda de la temperatura, la lluvia y otro efectos naturales, hasta obtener una descomposición parcial o total del área contaminada. Mediante técnicas de arado y humectación, cuando el Hidrocarburo se este agotando, disminuyen la superpoblación de bacterias y hace que el suelo vuelva a retomar su rango bacteriano conformado antes de que hubiese sido afectado. 42

El proceso se controla mediante toma de muestras del suelo impactado y la realización de análisis de laboratorios llamado “Total de Hidrocarburo Presente”, TPH que permite reconocer el porcentaje de ppm de Hidrocarburos presentes en la muestra. El análisis es realizado mediante infrarrojo o Cromatografía de gases. 2.6.3 Procedimiento 2.6.3.1 Preparación del terreno donde se va a realizar el trabajo: se realiza el reconocimiento del área y se verifican las características de drenaje, delimitación y señalización, así como las labores de limpieza y desmonte, cuando estas son necesarias. Se efectúa el desmontaje de la vegetación contaminad. Se adecuan o se instalan las obras o procedimientos de manejo de aguas. 2.6.3.2 Homogenización del suelo: a través del movimiento de la tierra con retroexcavadora, a fin de destruir uniformemente el Hidrocarburo en toda la masa del suelo y descomponer mecánicamente la estructura laminar de la arcilla.

Ilustración 18 Homogenización

2.6.3.3 Toma de muestras: la toma de muestras en el proceso de biorremediación in-situ, para establecer los valores optimos de degradación se hace iniciando el proceso para determinar los valores TPH iníciales. 2.6.3.4 Aplicación del producto: para el control del pH y el encapsulamiento de oxigeno necesario para la degradación. • •

Rh-300: SP-600:

Una vez controlado el pH se procede a la degradación del residuo del Hidrocarburo contenido en el terreno con la aplicación de los productos necesarios para este fin. Los productos son los siguientes:

• •

Emulsificante: Vari HS, Vari HL y SP-7010:

2.6.3.5 Durante el tratamiento: el terreno sufrirá un proceso de Oxigenación Mecánica y/o arado, y un proceso de humectación que depende de las condiciones climáticas del área. 2.6.4 Productos utilizados Los productos utilizados en el proceso de biorremediación son 100% biodegradables que no representan ningún riesgo para la salud humana y para el medio ambiente. Todos estos productos son parte de un sistema de control de derrames de hidrocarburo y derivados petroquímicos, que se encuentra acreditado ante el Ministerio de Medio Ambiente; Vivienda y Desarrollo Territorial. A continuación se presenta los productos usados por VARICHEN DE Colombia G.E.P.S. dentro del proceso de biorremediación. •

Rh-300: Producto que se encarga de romper las cadenas del Hidrocarburo llevándolo a un estado de asociación que neutraliza su toxicidad.

•

SP-600: Producto biodegradable que se encarga de mantener los niveles de oxigeno y pH necesarios para el proceso de recuperación. Una vez controlado el pH, se procede a la degradación del Hidrocarburo contenido en el terreno con la aplicación de los productos necesarios para tal fin.

•

Emulsificante: Permite emulsionar aceite en agua y ceder un mejor contacto entre el suelo, el Hidrocarburo y la bacteria.

•

Rompedor de arcilla para evitar que el hidrocarburo residual presente en suelo se enmascara en capsula y de esta manera los microorganismos nativos pueden entrar a biorremediar mas factiblemente.

•

Vari HS, Vari HL y SP-7010: son productos nutrientes que se encargan de incrementar el número de bacterias nativas del suelo. Estos productos se encuentran constituidos por una mezcla de plantas más polisacáridos, enzimas, vitaminas, hormonas y ácidos húmicos.

•

HTP: Producto Orgánico Encapsulador que permite la retención y encapsulamiento del Hidrocarburo.

2.6.5 Aspectos relevantes para el manejo ambiental del proceso de biorremediación. 2.6.5.1 Manejo de aguas lluvias y aguas asociadas al material. Al ser homogenizado el material contaminado permitirá que el Hidrocarburo migre a áreas aledañas y afecte cuerpos de agua, las medidas a tomar en un área de tratamiento serán las siguientes: •

Construcción de canales perimetrales en el área, que facilitaran el manejo de aguas lluvias, evitando que la escorrentía pase a la zona de tratamiento.

•

Se perfilara la superficie del área de tratamiento para que las aguas conduzcan hacia un solo punto de menor altimetría.

•

En este punto se instalaran diques sacos-suelo, barreras absorbentes oleofílicas y material oleofílico, para evitar que el Hidrocarburo pase al exterior del área.

•

Dentro del área se mantendrá un kit de control contra derrames conformado por material encapsulador y absorbentes oleofílicos.

2.6.5.2 Control del cuerpo de agua. La inspección se realizara de 3 a 4 veces al día controlado por dos puntos de derrame conformado por material oleofílico evitando la migración de residuos de Hidrocarburo. De acuerdo al tipo de terreno se toman las medidas para situar los puntos de control. 45

2.6.5.3 Manejo, tratamiento y disposición de agua contaminada. Una vez las aguas contaminadas son reunidas en un solo punto, el tratamiento adecuado para que cumplan con la normatividad ambiental, esta conformado por el siguiente proceso: sedimentación, floculación, coagulación, filtración, estabilización y vertimiento directo o por aspersión. El proceso de tratamiento esta asociado a dos alternativas que la empresa encargada de hacer el procedimiento puede asociarse dependiendo de las circunstancias económicas y ambientalmente viables. 1. Realizar el proceso de tratamiento en las instalaciones que la empresa tiene habilitado para el tratamiento de estas aguas. 2. La segunda alternativa esta asociada a realizarla en el lugar en donde se lleva a cobo la biorremediación. Pero debe obtener el permiso de tratamiento por la autoridad ambiental y así efectuar el vertimiento por mediante la aspersión, una zona de infiltración. 2.6.5.4 Recuperación paisajística Terminadas las labores de biorremediación, el área es sometida a una nivelación y posteriormente se revegetaliza las áreas intervenidas mediante pastos y plantas nativas y adaptadas al clima. 2.6.5.5 Plan de monitoreo Dentro del programa de monitoreo y seguimiento al recurso suelo y agua, se realizara análisis de laboratorio y modificación de procesos tecnológicos, en caso de que los resultados no cumplan la norma. El suelo estará sometido a análisis antes, durante y finalizado el proceso de tratamiento, para determinar sus condiciones fisicoquímicas y biológicas.

Durante el monitoreo de agua al finalizar el tratamiento de cada bache y durante el proceso de biorremediación se efectuara un muestreo mensual de aguas superficiales en los cuerpos de aguas adyacentes para cumplir con los parámetro establecidos por la norma. 2.6.5.6 Tratamiento y disposición de los residuos sólidos.. Una vez es atendida la contingencia por derrame de Hidrocarburo o terminado el proceso de biorremediación, el material utilizado durante la ejecución de las actividades, son llevados a un centro de acopio especializado para ser tratados y Ilustración 19 Disposición de residuos luego llevados a una celda de sólidos seguridad o directamente a un incinerador dependiendo de su peligrosidad para el medio ambiente y la salud humana, para ser quemados. Además residuos como papel, plástico y cartón utilizados para empacar los productos químicos son devueltos a sus proveedores para que les realicen un aprovechamiento sostenible. 2.6.5.7 Celdas de seguridad Son estructuras que posibilitan almacenar las sustancias o materiales peligrosos de acuerdo con sus características y peligros potenciales. Es decir, son estructuras que aíslan esas sustancias e impiden que lleguen al medio ambiente. Después de hacerles el adecuado tratamiento a los residuos impregnados con Hidrocarburo son dispuestos en celdas de seguridad para impedir que los residuos contaminados estén en contacto con el medio ambiente y la salud humana.

Figura # 3 Celda de seguridad

2.6.5.8 Incinerador de residuos peligrosos Posteriormente si la empresa decide exterminar los residuos de forma permanente son llevados a un incinerador que debe cumplir con los par谩metros establecidos en la resoluci贸n 886 de 2004 que modifica la 058 de 2002, sobre condiciones adeudadas para los incineradores crematorios de residuos peligrosos y la emisi贸n de dioxinas y furanos.

Figura # 4 Esquema de Incinerador de residuos peligrosos.

CAPITULO III Marco Jurídico y Seguridad Industrial Empleada en la Atención a una Contingencia por Derrame y Biorremediación de Hidrocarburos.

3.1 MARCO NORMATIVO El Plan Nacional de Contingencias contra derrames de hidrocarburos, derivados y sustancias nocivas, adoptado por el Decreto Presidencial 321 del 17 de febrero de 1999. Ley 99 de 1993, 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. En especial en el artículo 31, entre las Funciones que las Corporaciones Autónomas Regionales deben ejercer se establece en el numeral 23:

“…Realizar actividades de análisis, seguimiento, prevención y control de desastres, en coordinación con las demás autoridades competentes, y asistirlas en los aspectos medioambientales en la prevención y atención de emergencias y desastres…” Decreto ley 2811 del 18 de diciembre de 1974. Por el cual se dicta el código nacional de recursos naturales renovables y de protección al medio ambiente. Decreto 1220 del 21 de abril de 2005 por el medio del cual el Ministerio de Medio Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial reglamenta el titulo VIII de la ley 99 de 1993 sobre licencias ambientales. Art 9 Numeral 9. Es competencia de las Corporaciones Autónomas Regionales otorgar o negar licencia ambiental para la construcción y operación de instalaciones cuyo objeto sea el almacenamiento, aprovechamiento, recuperación y/o disposición final de residuos o desechos peligrosos. 49

Decreto 1609 del 31 de julio de 2002 por medio del cual el Ministerio de Transporte reglamenta el manejo y transporte terrestre automotor de mercancías peligrosas por carreteras. Decreto 4741/2005 del Ministerio De Ambiente, Vivienda Y Desarrollo Territorial, por el cual se reglamenta parcialmente la prevención y el manejo de los residuos o desechos peligrosos generados en el marco de la gestión integral. Resolución 886 de 2004 rige para la operación y mantenimiento de incineradores y hornos crematorios Decreto 838 del 23 de Marzo de 2005 por medio del cual el Ambiente, Vivienda Y Desarrollo Territorial modifica el decreto 1713 de 2002 sobre disposición final de Residuos sólidos. El Decreto 1594 de 1984 establece:

Artículo 93: Cuando en un cuerpo de aguas se presenten vertimientos accidentales o por fuerza mayor o caso fortuito, tales como de petróleo, hidrocarburos y otras sustancias, que originen situaciones de emergencia, el Ministerio de Salud coordinará con las EMAR los procedimientos tendientes a controlar dicha situación. Artículo 96: Los usuarios que exploren, exploten, manufacturen, refinen, transformen, procesen, transporten o almacenen hidrocarburos o sustancias nocivas para la salud y para los recursos hidrobiológicos, deberán estar provistos de un plan de contingencia para la prevención y control de derrames, el cual deberán contar con la aprobación de la EMAR y el Ministerio de Salud o de su entidad delegada. Artículo 168: A los usuarios de interés sanitario cuyos vertimientos presenten riesgos para la salud y a los usuarios que almacenen, procesen, o transporten hidrocarburos u otras sustancias peligrosas para la salud o para los recursos naturales renovables, el Ministerio de Salud, las EMAR o las entidades delegadas podrán exigirles la presentación y desarrollo de un plan de prevención y control de accidentes, sin perjuicio

del cumplimiento de la Ley 9 de 1979 y las disposiciones reglamentarias sobre la materia. 3.2 SEGURIDAD INDUSTRIAL HIDROCARBUROS

COTRA

CONTINGENCIAS

3.2.1 Consulta de la Guía de Respuestas en caso de Emergencia GRE2004 Es importante tener en cuenta la parte de seguridad industrial en el momento de atender a una emergencia por un derrame de Hidrocarburo, ya que este puede entrar en combustión por el impacto y genere mayores pérdidas para la empresa y un mayor impacto al medio ambiente. Por eso es necesario enseñar en este manual la seguridad que tienen las personas para responder al accidente. Para combustibles como lo es el petróleo principal liquido inflamable transportado para la industria del petróleo las Naciones Unidas crearon una Guía llamada GRE2004 “Guía de Respuesta en Caso de Emergencia” para los que responden primero en la fase inicial de un incidente ocasionado por materiales peligrosos, ende estipulan el numero de la ONU según las naciones unidas Ejemplo: No. ONU 1090 GUÍA N° 127 Nombre de Material Acetona, por lo cual para Hidrocarburos le corresponde la guía 128. 3.2.1.1 Respuesta de emergencia a. Incendio que involucra tanques o vagones o remolques y sus cargas. • Combata el incendio desde una distancia máxima o utilice soportes fijos para mangueras o chiflones reguladores. • Enfríe los contenedores con chorros de agua hasta mucho después de que el fuego se haya extinguido. • retírese inmediatamente si sale un sonido creciente de los mecanismos de seguridad de las ventilas, o si el tanque se empieza a decolorar. • Para incendio masivo, utilizar los soportes fijos para mangueras o los chiflones reguladores; si esto es imposible, retirarse del área y dejar que arda. 51

b. Derrame o fuga • Eliminar todas las fuentes de ignición (no fumar, no usar bengalas, chispas o llamas en el área de peligro). • Todo el equipo que se use durante el manejo del producto, deberá estar conectado eléctricamente a tierra. • No tocar ni caminar sobre el material derramado. • Detenga la fuga, en caso de poder hacerlo sin riesgo. • prevenga la entrada hacia vías navegables, alcantarillas, sótanos o áreas confinadas. • Se puede usar una espuma supresora de vapor para reducir vapores. • absorber con tierra seca, arena u otro material absorbente no combustible y transferirlo a contenedores. • use herramientas limpias a prueba de chispas para recoger el material absorbido. c. Derrames grandes • construir un dique más adelante del derrame líquido para su desecho posterior. • El rocío de agua puede reducir el vapor; pero puede no prevenir la ignición en espacios cerrados. 3.2.1.2 Peligros potenciales a. Incendio o explosión • Altamente inflamable: Se puede incendiar fácilmente por calor, chispas o llamas. • Los vapores pueden formar mezclas explosivas con el aire. • Los vapores pueden viajar a una fuente de encendido y regresar en llamas. • La mayoría de los vapores son más pesados que el aire, éstos se dispersarán a lo largo del suelo y se juntarán en las áreas bajas o confinadas (alcantarillas, sótanos, tanques). • Peligro de explosión de vapor en interiores, exteriores o en alcantarillas. • Aquellas sustancias designadas con la letra (P) pueden polimerizarse explosivamente cuando se calientan o se involucran en un incendio. • Las fugas resultantes cayendo a las alcantarillas pueden crear incendio 52

o peligro de explosión. • Los contenedores pueden explotar cuando se calientan. • Muchos de los líquidos son más ligeros que el agua. • La sustancia puede ser transportada caliente. • Si está involucrado el aluminio fundido, use la GUIA 169 b. A la salud • La inhalación o el contacto con el material puede irritar o quemar la piel y los ojos. • El fuego puede producir gases irritantes, corrosivos y/o tóxicos. • Los vapores pueden causar mareos o sofocación. • Las fugas resultantes del control del incendio o la dilución con agua, pueden causar contaminación. c. Seguridad pública • LLAMAR primero al número de teléfono de respuesta en caso de emergencia en el documento de embarque. Si el documento de embarque no está disponible o no hay respuesta, diríjase a los números telefónicos enlistados en el forro de la contraportada. • Cómo acción inmediata de precaución, aislé el área del derrame o escape como mínimo 50 metros (150 pies) en todas las direcciones. • Mantener alejado al personal no autorizado. • Permanezca en dirección del viento. • Manténgase alejado de las áreas bajas. • Ventile los espacios cerrados antes de entrar. d. Ropa protectora • Use el equipo de aire autónomo de presión positiva (SCBA). • El traje para bomberos profesionales proporcionara solamente protección limitada. e. Evacuación Derrame Grande • Considere la evacuación inicial a favor del viento de por lo menos 300 metros (1000 pies). Incendio • Si un tanque, carro de ferrocarril o auto tanque está involucrado en un incendio, AISLE a la redonda a 800 metros (1/2 milla) a la redonda 53

3.2.2 Hojas técnicas de los materiales y productos de seguridad industrial a utilizar en la biorremediación “IN SITU” i. Identificación del producto Nombre Comercial: HTP Identificación de los Productos Peligros físicos: NINGUNO Efectos potenciales sobre la salud OJOS: las partículas de los ojos pueden ocasionar irritación en los ojos. PIEL: Irritación en los ojos. INHALACIÓN: cuando sea a alta concentración. Medidas de primeros auxilios. OJOS: Bañarse con abundante agua durante 15 minutos. Si la irritación persiste visitar al Medico. PIEL: bañarse con agua y jabón suave. INGESTION: Tomar abundante agua, no inducir al vomito. INHALACIÓN: Ventilar con aire fresco. Medidas en caso de incendio Punto de chispa: N/A Limite de explosión: N/A Temperatura: 250°C Riesgo de fuego y explosión: N/A Medio de extinción: N/A Medidas en caso de derrame accidental. Ninguna Manejo y almacenamiento Se debe almacenar en un lugar no húmedo y ventilado para no exceder a los límites de concentración. Controles de exposición y protección personal. • Los productos no contiene mayores peligros. • Reparador estándar de NIOSH • Gafas de seguridad con lentes amplios. • Usar ropa protectora para proteger la piel.

ii. Identificación del producto Nombre Comercial: RH-300 Identificación de los Productos Peligros físicos: NINGUNO Efectos potenciales sobre la salud OJOS Y PIEL: Irritación. Medidas de primeros auxilios. OJOS: Bañarse con abundante agua durante 15 minutos. Si la irritación persiste visitar al Medico. PIEL: bañarse con agua y jabón. INGESTION: Tomar abundante agua, Medidas en caso de incendio Punto de chispa: 121°C Limite de explosión: N/A Temperatura: N/A Riesgo de fuego y explosión: N/A Medio de extinción: N/A Medidas en caso de derrame accidental. Ninguna Manejo y almacenamiento • Guantes de caucho normales, no requiere otros, al menos si la piel es sensible. • Diluir con agua, disponer y acordar con las autoridades locales, las regulaciones. Controles de exposición y protección personal. • Las propiedades orales y dermatológicas no se consideran toxicas, ni ambientalmente perjudiciales. • Los productos no contienen mayores peligros.

iii. Identificación del producto Nombre Comercial: SP-7010 Identificación de los Productos Peligros físicos: NINGUNO Efectos potenciales sobre la salud OJOS: irritación, enrojecimiento, visión borrosa. PIEL: la resaca, la enrójese y la cuartea. INGESTION: puede causar vomito. 55

Medidas de primeros auxilios. OJOS: Bañarse con abundante agua durante 15 minutos. Si la irritación persiste visitar al Medico. PIEL: bañarse con agua y jabón suave. INGESTION: Tomar abundante agua, atención medica. INHALACIÓN: Ventilar con aire fresco. Medidas en caso de incendio Punto de chispa: 212° F Limite de explosión: N/A Temperatura: 250°C Riesgo de fuego y explosión: N/A Medio de extinción: N/A Medidas en caso de derrame accidental. Remover el empaque, asegurar el área y lavar con abundante agua. Manejo y almacenamiento Almacenamiento normal y se despacha sin ningún riesgo. Controles de exposición y protección personal. • Los productos no contienen mayores peligros. • Tener ventilación. • Gafas de seguridad con lentes amplios. • Usar ropa protectora. • Personal siempre disponible. • Guantes y botas de caucho. • Practicas de higiene de trabajo. • Lavar la ropa antes y después de cada uso

6. CONCLUSIONES

Se plasma la parte de contingencias por derrames de hidrocarburos y las actividades realizadas para recolectar los residuos y después ponerlos a disposición de tratamiento. Se obtuvo buena información de los procedimientos para la elaboración del manual de las prácticas mas usadas para la biorremediación de Hidrocarburos, los procesos técnicos y requerimientos durante su proceso de tratamiento y compensación con el medio ambiente, ocasionado por derrames de Hidrocarburos. Se facilita una fuente de investigación para los estudiantes que deseen ampliar sus conocimientos respecto al tema.de biorremediación de hidrocarburos. Aunque es de recalcar que se requiere de mayor investigación de los pasos durante el tratamiento de estos residuos para obtener mejor resultado.

7. BIBLIOGRAFÍA

Concepto Técnico. EQM Ltda. Para CEPCOLSA S.A, elaborado por GARCÍA M. Bernardo, año 2008. Propuesta para biorremediar 9000 m3de suelo contaminado, derrame de Hidrocarburo pozo Jaguar 1. CEPCOLSA S.A. solicitud de oferta N° COL-PST-051-08 por VARICHEN DE COLOMBIA, G.E.P.S, “servicio de biodegradación de material impregnado con Hidrocarburo-Incidente de flujo”. Tratamiento IN-SITU. EIA (Estudio de Impacto Ambiental), Elaboro GEOAMBIENTAL Ltda. Año 2007. “Tratamiento, almacenamiento, aprovechamiento, y disposición de residuos y subproductos”. VIÑAS CANALS, Marc, Barcelona, 2005 Biorremediación de suelos contaminados por hidrocarburos, caracterización microbiológica, química y ecotoxicológica, 352 Pág. 7.1 CIBERGRAFíA

http://www.es.wikipedia.org/wiki/biorremediacion http://www.geoambiental.com/nuestros servicios http://ciencias.uniandes.edu.co/pdf/petroleo.pdf

8. ANEXOS

BIORRMEDIACION, TESIS.pdf Decreto_321_1999.Plan Hidrocarburos, PDF.

Contingencia

contra

Derrames

Decreto 1220 de 2005 docx. Licencias Ambientales. Decreto 1594 de 1984.pdf. Usos del Agua y Residuos l铆quidos. Decreto 4741 de 2005.pdf. Prevenci贸n y el manejo de los residuos o desechos peligrosos generados en el marco de la gesti贸n integral. Resoluci贸n 886 DE 2004.docx Modifica la Res. # 058 de 2002 sobre condiciones de hornos Crematorios de residuos peligrosos. MANUAL DE BIORREMEDIACION.docx