Remedio para Hidrocarburos

En el mundo de la ciencia y la tecnología los descubrimientos casuales no son la tónica, pero tampoco son tan raros. Describimos uno de ellos: trabajadores de una refinería vierten lodo de hidrocarburos y otros residuos no tan gruesos en un terreno cercano a su punto de trabajo y, después de unos meses, observan que la mancha de lodo había desaparecido. El hallazgo dio paso a estudios y al desarrollo de la tecnología de remediación de suelos conocida como landfarming.

El Dr. Cristóbal Girardi, líder de Monitoreo y Remediación Ambiental de Fundación Chile, explica que esta solución, también conocida como biolabranza, permite reducir las concentraciones de hidrocarburos mediante biodegradación. Se trata de una variación del compostaje que implica "la propagación de suelos contaminados excavados en una capa fina sobre la superficie del suelo y su remoción periódica mediante el arado, estimulando la actividad microbiana aeróbica dentro de los suelos. El aumento de ésta provoca una optimización de la velocidad de degradación de los componentes disueltos de los hidrocarburos a través de la respiración microbiana", explica.

Lo anterior se consigue manteniendo controladas condiciones como la humedad del suelo, por riego o aspersión; la aireación, mezclándose y aireándose el suelo con una frecuencia predeterminada; el pH, con un buffer cerca de pH neutro mediante la adición de piedra caliza molida o cal agrícola; y otras modificaciones a través de la adición de agentes como relleno de suelo, nutrientes y otros. "Esta tecnología, generalmente, incluye la utilización de membranas que evitan la infiltración de los contaminantes en el suelo", afirma.

Respaldo Técnico

Carlos Calderón, gerente de I+D/Remediación Ambiental de Biotecnos, destaca que la técnica de landfarming corresponde a una modalidad de biorremediación ex situ que, junto a la biopila, "es la más comúnmente utilizada en la remediación de suelos con presencia de hidrocarburos alrededor del mundo. Cuenta con amplio respaldo técnico, estudios científicos y experiencias de campo que permiten su empleo de forma costo/efectiva en variados sitios con presencia de hidrocarburos totales del petróleo".

Añade que esta técnica resalta por su simple implementación y operación. "Esta tecnología implica extraer el suelo contaminado desde su origen y disponerlo en una capa de 50-70 cm de espesor en un terreno o área de tratamiento, donde debe ser aireado o mezclado mecánicamente para asegurar condiciones aeróbicas (presencia de oxígeno). La degradación de hidrocarburos del petróleo ocurre, mayoritariamente, por reacciones aeróbicas llevadas a cabo por bacterias heterotróficas presentes en los suelos. Estas actividades degradativas pueden ser estimuladas con nutrientes/enmiendas (nitrógeno, fósforo y potasio, entre otros) o inocular el suelo con consorcios microbianos (endo o exógenos) que pueden seleccionarse por sus capacidades específicas", detalla.

Óscar Franchi, investigador postdoctoral de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez (UAI), destaca su alta eficacia para degradar una amplia variedad de hidrocarburos, su aplicabilidad a grandes volúmenes de suelo, y su costo relativamente bajo en comparación con otras técnicas de remediación, como la oxidación química o la desorción térmica. "Sin embargo, la técnica puede perder efectividad con contaminantes menos biodegradables y puede requerir de un monitoreo y control muy rigurosos para evitar la lixiviación de contaminantes y la emisión de gases de efecto invernadero", advierte.

Girardi menciona otros beneficios del landfarming: no deja residuos posteriores, no provoca (si se realiza en condiciones controladas) riesgos de contaminación tanto superficial como subterránea, y puede aplicarse en una gran variedad de condiciones climáticas. Además, es simple para diseñar y operar, debido a que utiliza equipos agrícolas comerciales como tractores, arados, mangueras de riego y aspersores rotativos.

El landfarming "no deja residuos posteriores y puede aplicarse en una gran variedad de climas", revela Cristóbal Girardi.

El experto también enumera algunas de sus desventajas: "La incorporación de suelo contaminado en suelo limpio genera un gran volumen de material, por lo que se debe disponer de un gran espacio. Además, no es aplicable cuando no todos los contaminantes son biodegradables. Y se debe tener presente que las condiciones meteorológicas que son incontrolables (como la temperatura ambiente y lluvia) pueden afectar la degradación biológica".

¿Reemplazable?

El profesional de Fundación Chile plantea, asimismo, que existen otras tecnologías que, a través de procesos químicos, físicos o biológicos "pueden utilizarse en la remediación de sitios contaminados y están diseñadas para aislar o degradar las sustancias contaminantes. Su elección depende de las características intrínsecas del medio y del contaminante, de la eficacia esperada para cada tratamiento, de su factibilidad técnico-económica y del tiempo estimado para su ejecución. En general, la ventaja principal de los tratamientos biológicos, en comparación con los térmicos o físico-químicos, es que son costo-eficientes y más sostenibles. Sin embargo, estos tratamientos suelen requerir mayor tiempo para alcanzar los objetivos de remediación y no aplican, en general, a sitios con altas concentraciones de contaminantes".

Calderón, en tanto, especifica que en comparación con las tecnologías fisicoquímicas ex situ más clásicas como lavado de suelos y desorción térmica, "el landfarming es una opción más económica, con un menor impacto en el entorno y tiene la capacidad de recuperar suelos impactados desde el punto de vista físico, químico y biológico".

Ratifica, eso sí, que esta solución "necesita mayores extensiones de terreno, tiempos de tratamientos más largos y técnicas de seguimiento del proceso más sofisticadas. Otro punto en contra es que no se puede utilizar en suelos altamente contaminados con hidrocarburos. En nuestra experiencia, un suelo con menos de 40.000 mg/kg de hidrocarburos totales del petróleo (excluyendo las fracciones recalcitrantes) pueden biorremediarse en tiempos acotados: 6 a 8 meses aprox., dependiendo de otros factores ambientales. Si los valores son mayores se requiere utilizar técnicas fisicoquímicas combinadas".

Aplicaciones en Chile

Franchi asegura que un caso destacado de uso de landfarming en Chile ha sido la implementación exitosa por parte de ENAP de proyectos de biorremediación para descontaminar suelos con presencia de hidrocarburos en la Región de Magallanes. "La contaminación de estos suelos se originó a partir de pozos petroleros que ahora están en desuso pero que fueron explotados durante las primeras décadas del siglo XX", recuerda.

Calderón, por su parte, hace hincapié en los "múltiples casos de éxito a nivel internacional, mientras que a nivel nacional Biotecnos ha participado en remediaciones con landfarming en varias regiones del país, teniendo como clientes a empresas mineras, de energía y distribuidoras de combustibles, entre otras".

En base a su experiencia y conocimiento en el área, Cristóbal Girardi revela que en Chile "el principal método utilizado para el saneamiento y recuperación de suelos corresponde a la excavación, retiro y reposición del terreno afectado. Y dada la heterogeneidad de suelos que posee Chile y la naturaleza diversa de los contaminantes, otras tecnologías que se están aplicando, pese a su incipiente desarrollo, son la fitorremediación, la biorremediación por biopilas y la electrorremediación".

Añade que, considerando los proyectos de remediación que se han ejecutado en el marco del Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental, se han implementado iniciativas parecidas al landfarming que estimulan la actividad biodegradadora de microorganismos, permitiendo transformar compuestos orgánicos tóxicos en sustancias inocuas. El material contaminado es mezclado con sustancias orgánicas sólidas biodegradables, que son agentes de volumen como paja, aserrín, estiércol y desechos agrícolas, mejorando el balance de nutrientes y asegurando una mejor aireación y generación del calor durante el proceso. Estas iniciativas "podrían considerarse estrategias similares al landfarming, aunque no incluyen la remoción periódica del suelo mediante el arado", apunta.

Trabas a Superar

¿Cómo incrementar la aplicación del landfarming en Chile?

Óscar Franchi responde: "Es imprescindible promover la investigación y el desarrollo de técnicas adaptadas a las características específicas de los suelos y contaminantes presentes en cada lugar. También es esencial establecer marcos regulatorios claros que aseguren una implementación y monitoreo adecuados de estos proyectos, así como mantener informada a la comunidad y concienciarla acerca de los beneficios de esta técnica de biorremediación".

Óscar Franchi resalta la alta eficacia de esta técnica para degradar una amplia variedad de hidrocarburos y su costo relativamente bajo.

Carlos Calderón agrega la importancia de contar con recursos humanos calificados y con expertise local para desarrollar este tipo de proyectos. "Los conocimientos para la caracterización de sitios contaminados y las evaluaciones para definir la biotratabilidad de suelos son indispensables en la industria", acota.

Para el especialista, el seguimiento y control de avance de los procesos de biorremediación es otra etapa clave. Señala al respecto: "Actualmente, se conjugan análisis físicos, químicos y de biología molecular para definir el éxito en la biodegradación de contaminantes, por lo que contar con una masa crítica de profesionales es indispensable".

Para Cristóbal Girardi, "más allá de favorecer particularmente la aplicación del landfarming en Chile, se debe promover la implementación de tecnologías de biorremediación y, en el caso de sitios contaminados complejos, en combinación con otras tecnologías".

Además, aboga por reglas claras, indicando que se necesita "una regulación que permita disminuir la incertidumbre asociada a este tipo de proyectos, y que facilite su aprobación e implementación utilizando las mejores prácticas y tecnologías disponibles. Y se requiere que los tiempos exigidos a los mismos sean realistas y acordes a la tecnología utilizada, ya que muchas veces los plazos otorgados son tan cortos que se desfavorece la utilización de estrategias más sostenibles".

Por último, manifiesta la importancia de difundir experiencias internacionales de biorremediación exitosas para que estas iniciativas tengan mayor apoyo de las y los ciudadanos, organizaciones civiles e instituciones.

DATO:

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Beneficio adicional de la aplicación del landfarming destaca Óscar Franchi: su aporte a la restauración de los ecosistemas locales. "Al mejorar la calidad del suelo, se promueve la recuperación de la biodiversidad y se restablecen funciones ecológicas clave", destaca.

Artículo publicado en InduAmbiente n° 183 (julio-agosto 2023), páginas 104 a 106.