ATENUACION NATURAL DE SUELOS CONTAMINADOS POR LA EXPLOTACION DE PETROL EO EN EL SECTOR DE DE AHUAL L ANI-PIRI N, PUNO. PUNO. Por:
Ing. MSc. Miguel uel E. Calcin Calcina Beni Beni que Ing. MSc. Mario T. Soto Godoy
1: INTRODUCCIÓN I NTRODUCCIÓN El L ago ago Ti Titicaca ticaca,, vie vi ene sie siendo promovi promovido do como como una una de las “Siete Siete M aravill aravil las Natur Natur ale aless del del M undo” undo”,, por lo que se quiere descontaminar de los residuos sólidos y la eutrofización de la bahía interna del lago; pero no sol solo es es la la contam contaminaci nación ón en esta zona, ya que que di diversos estudi estudios os ind indii can que la contam contaminaci nación ón del del Lag L ago o es también bién por la la expl explotaci otación ón de la miner nería, estudi estudios que han han determina terminado do que los sedi sedi mentos, entos, planta plantass y peces peces contie contienen nen concentraci concentracion ones es altas de metale tales pesad pesados. os. Por otro otro lad lado o las l as ribe riberas ras del del lago ago en el el sector de Ahual hualllani ani Pusi han han sido sido afe afectadas ctadas por por agua aguass sali salitrosas trosas proveni provenientes ntes de los los pozos de petról tróleo eo que que en en décad décadas as pasadas fueron explotados; haciendo inutilizables los terrenos de cultivo de este sector. De la misma manera en el el se sector ctor Pirin, ri n, los l os derram rrames de petról petróle eo de los poz pozos mal sel selllados ados o re reabi abiertos por los l os comuneros que utilizan los hidrocarburos de estos pozos han contaminado los suelos, la extensión es pequeña, pero si hay contaminación de suelos. La a ate tenua nuación ción natural natural,, es una medida dida correctiva correctiva ins insiitu es un proceso de bio-r bio-re emediaci diación ón apl aplicado cado en sue suellos contaminados nados por por hidrocarbu hi drocarburos, ros, con baj bajos costos de ope operaci ración; ón; ya que cie ciertos rtos mi microorga croorgani nism smos os (bacteri (bacterias) as) puede pueden n lograr lograr la l a deg degradaci radación ón de contami contaminante nantess hasta hasta compuestos inof inofen ensi sivos vos como CO2 CO2 y H2O H2O En el el caso de de sue suellos sa sallinos, nos, es conocido conocido que que afecta el el desarroll sarrollo del del culti cultivo vo de plan plantas, tas, este este proble problema pue puede ser atenuado o controlado mediante la disminución de la concentración salina por lixiviación, mejoramiento de drenaj drenaje, sumi suministr nistro o deabono y de plantas tole tolerantes a las sal sale es como al alfalf alfa, cebada cebada y pastos. 2. AMBITO AMBI TO DE ES E STUDIO El se sector ctor de de Ahu Ahuall allan anii – Pirin, ri n, comunidad de J atun atun Ayl Aylllu, está está situa situado do en el distri distrito de de Pusi usi provincia provincia de Huancané y departamento de Puno, al Sur-Oeste del Perú y al Noroeste del lago Titicaca; la localidad en refe referenci encia a se encuentra encuentra situada situada al inte i nteririor or del cuad cuadrángul rángulo o dem demarcado por las las sigu siguii entes entes coordenada coordenadass geográficas: Fig. 1 70° 55’ y 70° 56’ deL ongi ongitud Oeste; ste; y 15º26’ y 15° 28’ deL atitud atitud Sur.
AREA CONTAMINADA
Fig. 1.-P 1.-Plano ano de de ubicaci ubicación ón del del área deestudi o
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3. REVI SION DE INFORMACION 3.1 Atenuación natural La atenuación natural utiliza los propios procesos de la naturaleza para retener o remediar la contaminación por otros agentes contaminantes como derrames de petróleo, productos químicos o reducir concentraciones de elementos tóxicos y metales pesados en los lugares afectados. La atenuación natural, conocida también como bioatenuación o biocorrección intrínseca, es un método de tratamiento in situ. Con frecuencia se utiliza la atenuación natural como parte de la limpieza de un sitio contaminado, donde también serecurre al control o la extracción dela fuente de contaminación. Los procesos que contribuyen a la atenuación natural generalmente se encuentran en muchos lugares, pero con diferencias en cuanto a la celeridad y a la eficacia según el tipo de contaminante y las características físicas, químicas y biológicas del suelo y del agua subterránea (EPA, 1996). Según la EPA, (1996) los procesos de atenuación natural a menudo se clasifican en destructivos y no destructivos. Los procesos destructivos destruyen el contaminante. Los procesos no destructivos no destruyen el contaminante, sino quereducen su concentración. Los procesos de atenuación natural pueden reducir la masa del contaminante (por medio de procesos destructivos tales como biodegradación y transformaciones químicas), reducir su concentración (mediante dilución o dispersión) o unir los contaminantes a partículas de tierra a fin de que la contaminación no se propagueo no se extienda demasiado (adsorción). La biodegradación, llamada también biocorrección, es un proceso en el cual los microorganismos naturales (levaduras, hongos o bacterias) descomponen o degradan sustancias peligrosas, transformándolas en sustancias menos tóxicas o inocuas. Los microorganismos, igual que los seres humanos, comen y digieren sustancias orgánicas, de las cuales se nutren y obtienen energía. (En términos químicos, los compuestos “orgánicos” son aquellos que contienen átomos de carbono y de hidrógeno). Ciertos microorganismos pueden digerir sustancias orgánicas, como combustibles o solventes, que son peligrosas para los seres humanos. La biodegradación puede producirse en presencia de oxígeno (en condiciones aerobias) o sin él (en condiciones anaerobias). En la mayoría de los entornos subterráneos se produce la biodegradación de contaminantes tanto en forma aerobia como en forma anaerobia. Los microorganismos descomponen los contaminantes orgánicos en productos inocuos, principalmente dióxido decarbono y agua en el caso de la biodegradación aerobia (figura 2).
Fig. 2.- Esquema de biodegradación aerobia en el suelo. Tomado EPA. Una vez degradados los contaminantes, la población de microorganismos disminuye porque ha agotado su fuente de alimentos. Los microorganismos muertos o una población pequeña de microorganismos sin alimentos no presentan riesgo de contaminación.
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Muchos contaminantes orgánicos, como el petróleo, pueden ser biodegradados por microorganismos en el entorno subterráneo. Por ejemplo, con procesos de biodegradación se pueden eliminar eficazmente del suelo y del agua subterránea hidrocarburos tales como gasolina y compuestos de BTEX (benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos). La biodegradación también puede descomponer solventes clorados, como tricloroetileno (TCE), en el agua subterránea. Cuando los compuestos clorados se biodegradan, es importante que la degradación sea completa porque algunos productos de la descomposición pueden ser más tóxicos que los compuestos originales. Los efectos dedilución y dispersión parecen reducir la concentración del contaminante pero no lo destruyen. Se puede filtrar agua relativamente limpia de la superficie del suelo y mezclarse con agua subterránea contaminada, diluyéndola, la dispersión de contaminantes que van alejándose del trayecto principal de la estela contaminada también lleva a una disminución de la concentración del contaminante en una zona determinada. La adsorción consiste en la adhesión de los contaminantes a partículas arcillosas subterráneas, es decir, son absorbidos. Los hidrocarburos tienden a repeler el agua, igual que la mayoría de las sustancias oleosas. Aprovechan cualquier oportunidad para escaparse del agua subterránea adhiriéndose a materia orgánica y minerales arcillosos que también repelen el agua. Eso es beneficioso porque puede impedir que los contaminantes fluyan a un lugar donde presenten un riesgo para la salud. La sorción, igual quela dilución y la dispersión, parece reducir la concentración y la masa de contaminantes en el agua subterránea, pero no los destruye. Como la eficacia de la atenuación natural como método de limpieza depende de diversas condiciones, es necesario caracterizar bien el sitio a fin dedeterminar si se está produciendo o se producirá atenuación natural. Los suelos con gran cantidad de materia orgánica, como las zonas pantanosas o antiguos pantanos, con frecuencia son aptos para la atenuación natural. Ciertas formaciones geológicas, como acuíferos de lecho rocoso fracturado o zonas calizas, son menos apropiadas para la atenuación natural porque en estos entornos a menudo hay suelos muy diversos que ocasionan un flujo imprevisible del agua subterránea y dificultan la previsión del movimiento de los contaminantes. 3.2.- CONTAMINACIÓN POR DERRAMES DE PETROLEO La contaminación por hidrocarburos tiene un pronunciado efecto sobre las propiedades físicas, químicas y microbiológicas de un suelo, pudiendo impedir o retardar el crecimiento de la vegetación sobre el área contaminada (Luque y otros, 1995) (Lieth y Markert, 1990). Los derrames de petróleo y sus derivados en el ámbito mundial, han provocado una severa contaminación del suelo y de los cuerpos de agua. Estos compuestos son tóxicos para los seres vivos ya que son mutagénicos y carcinogénicos (Flores y col, 2001) 3.2.1.- EL ORIGEN DEL PETRÓLEO.- Según la teoría más aceptada, el origen del petróleo y del gas natural es de tipo orgánico y sedimentario; esta teoría enseña que el petróleo es el resultado de un complejo proceso físico-químico en el interior de la tierra, en el que, debido a la presión y las altas temperaturas, se produce la descomposición de enormes cantidades de materia orgánica que se conviertenen aceite y gas. Esa materia orgánica está compuesta fundamentalmente por el fitoplancton y el zooplancton marinos, al igual quepor materia vegetal y animal, todo lo cual se depositó en el pasado en el fondo de los grandes lagos y en el lecho de los mares. Junto a esa materia orgánica se depositaron mantos sucesivos de arenas, arcillas, limo y otros sedimentos que arrastran los ríos y el viento, todo lo cual conformó lo que geológicamente se conoce como rocas o mantos
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sedimentarios, es decir, formaciones compuestos de sedimentos. Entre esos mantos sedimentarios es donde se llevó a cabo el fenómeno natural que dio lugar a la creación del petróleo y el gas natural. Ese proceso de sedimentación y transformación es algo que ocurrió a lo largo de mucho tiempo. Entre los geólogos hay quienes ubican el inicio de todo ese proceso por la época de los dinosaurios y los cataclismos; otros opinan que hoy se está formando de una manera similar el petróleo del mañana. En un comienzo los mantos sedimentarios se depositaron en sentido horizontal. Pero los movimientos y cambios violentos que han sacudido a la corteza terrestre variaron su conformación y, por consiguiente, los sitios donde se encuentra el petróleo. Es por esto que la geología identifica hoy varios tipos de estructuras subterráneas donde se pueden encontrar yacimientos de petróleo: anticlinales, fallas, domos salinos, etc. En todo caso, el petróleo se encuentra ocupando los espacios de las rocas porosas, principalmente de rocas como areniscas y calizas. Es algo así como el agua que empapa una esponja. En ningún caso hay lagos de petróleo. Por consiguiente, no es cierto que cuando se extrae el petróleo quedan enormes espacios vacíos en el interior de la tierra. Si tomamos el ejemplo de la esponja, cuando ésta se exprime vuelve a su contextura inicial. En el caso del petróleo, los poros que se van desocupando son llenados de inmediato por el mismo petróleo queno alcanza a extraerse y por agua subterránea. Los orígenes del gas natural son los mismos del petróleo, pues, como se dijo antes, el gas es petróleo en estado gaseoso. Cuando se encuentra un yacimiento queproduce petróleo y gas, a ese gas se le llama "gas asociado". Pero también hay yacimientos que sólo tienen gas, caso en el cual se le llama "gas libre". Otros yacimientos sólo contienen petróleo líquido en condiciones variables de presión y transferencia. Generalmente el petróleo líquido se encuentra acompañado de gas y agua de formación, es decir agua de origen marino (salada), donde seformo (Soto y otros, 2007). 3.2.2.- HISTORIA DEL PETRÓLEO DE PIRIN.- La existencia de petróleo de Pirín en Puno, es tan antigua como el empleo del petróleo mismo, que llega a fines del siglo XIX. Se menciona que una compañía denominada Corocoro efectúo una perforación de 182 m. de profundidad, encontrando un reservorio muy superficial a 122 m. en una arenisca de grano grueso y hacia la base una caliza (impermeable). La compañía efectúo una prueba, de 20 horas continuas, en la primera erupción del hidrocarburo alcanzando una producción de 7 toneladas de petróleo (medida antigua) ya que la unidad de medida actual es en barriles por unidad de tiempo. Se entubaron solo 30 metros del pozo con tubería de 5 pulgadas de diámetro derrumbándose el resto y sellando el pozo. En 1905 una compañía al parecer denominada Oleum y Lumen perforó 10 pozos de los que solo 7 rindieron petróleo con abundante agua salada. De 1906 a 1916 se explotaron casi 800 mil barriles En 1917 la Sociedad de Petróleo de España adquirió los derechos de Pirín obteniendo pobrísimos resultados que alcanzaron la suma de 100 toneladas equivalentes a 2020 barriles, por lo que abandonó. (CABRERA y PETERSEN; 1936) en Soto y otros (2007). Posterior a estas operaciones deexplotación, operaron en la zona, varios compañías que exploraron el petróleo dePirín incluyendo la Compañía Vera Gutierrez entre 1990 y 1994 y la compañía Yugansk de Rusia, en 1997, sin resultados favorables El petróleo de Pirín es un petróleo de 39º API (Instituto Americano de Petróleo). Los crudos muy densos o pesados tienen grado API por debajo de 20 y los crudos ligeros por encima de 26. El petróleo crudo de Pirín de color verdoso solidifica a 14º C y tienen un contenido de 0,08% de azufre (máximo permisible 2%). Debe verificarse dicho contenido por que al olfato el olor es intenso En la zona de Pirín-Ahuallane, hay una serie de tuberías de corta profundidad, que constituyen los accesorios y equipos con los que se perforaban pozos petrolíferos en el pasado. Dichas tuberías en efecto constituyeron pozos de explotación de petróleo los mismos que conocía como lote S-2 en la década del 90. Hoy la empresa Perupetro del gobierno peruano, ha consignado el área, como lote 105, otorgándolo en concesión el 13 de diciembre del 2005 a la compañía Rusa Siboil.
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Hasta hace pocos meses en Ahuallani, había una emanación de aguas salinas que se formaron junto con el yacimiento depetróleo allí existente, que provienen de una profundidad deaproximadamente 90 metros, cuyo contenido disuelto de sales es de 6 000 PPM de cloruro de sodio, además de azufre, carbonatos y otros. El agua fluye día y noche todos los años en diferentes volúmenes, según las estaciones del año. Los técnicos de INRENA, comunicaron a las autoridades municipales de Pusi, que luego del diálogo con los comuneros y frente a la decisión del gobierno peruano, en el mes de mayo del 2008 sesellaran los pozos y que posiblemente los reabran nuevamente, para la explotación con la nueva compañía concesionaria. Los comuneros no estuvieron de acuerdo con la explotación que podría ejecutar la concesionaria pero son concientes que todo el litoral lacustre esta está dañado, siendo las comunidades mas afectadas: Ayallara, Lapas, Jatun Ayllu; allí el agua es salitrosa. 3.3.- CONTAMINACIÓN DE LAS AGUAS POR DRENAJ E AL CAL INO. Las aguas alcalinas en las explotaciones mineras/petroleras se producen cuando las filtraciones desde la superficie o desde acuíferos suprayacentes circulan a través de materiales calizos y dolomíticos. La disolución del carbonato cálcico tiene lugar debido a la presencia de anhídrido carbónico en el agua y da lugar a la siguiente reacción: CaCO3 +CO2 +H2O
→
Ca2+ +2HCO3-
El contenido en ion bicarbonato en las aguas es el que marca la alcalinidad de estas, la alcalinidad total se mide en mg/l y se puede estimar mediante la siguiente expresión: 100[(HCO3)- +2(CO3 2-) +(OH-)] Aunque no es frecuente, las aguas alcalinas en algunos casos pueden ser tan dañinas como las aguas ácidas. Los materiales rocosos recién escavados dan lugar a una mayor aportación de contaminantes que los terrenos de igual litología que no han sufrido alteración, ya que las superficies libres son más fácilmente lixiviables. Algunas aguas alcalinas contienen altas concentraciones de hierro ferroso, que tras su oxidación e hidrólisis pueden llegar a cambiar el drenaje al tipo ácido. (Aduviri, 2006) 3.4 CONTAMINACI ÓN DE SUELOS. Las substancias descargadas por la explotación del petróleo entran en un proceso de reciclaje ambiental, dominado por la dinámica del ambiente receptor, y en algún momento tendrán que llegar obligatoriamente a los suelos, donde tenderán a ser acumulados. Si la descarga persiste el tiempo suficiente, se podrían exceder los umbrales de seguridad ambiental. Independiente del término empleado, lo importante es que las descargas mineras/petroleras aportan al ambiente una carga adicional de elementos persistentes y con alto potencial tóxico, muchos de ellos biomagnificables y con largos tiempos de residencia en los suelos. Para un ambiente dado, el impacto de esta contaminación, medido por la magnitud e irreversibilidad de los daños, extensión de superficie afectada e instantaneidad de emergencia, es función del elemento y del estilo de descarga. Estudios sobre la disponibilidad creciente de especie vegetales realizados en un suelo, para un elemento esencial dado, puede describirse por las siguientes cinco zonas indicadas. • •
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A: ausencia dela especie, por disponibilidad del metal bajo el límite crítico desubsistencia (Lcsb); B: desarrollo poblacional deficiente (individuos mal desarrollados, densidad poblacional baja o distribución irregular), entre los límites críticos de subsistencia (Lcsb) y desuficiencia (Lcsf); C: tolerancia y desarrollo óptimo de la población, entre el límite de suficiencia (Lcsf) y el máximo de tolerancia (LMT);
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D: desarrollo poblacional deficiente (similar a B), entre el límite máximo de tolerancia (LMT) y el límite de letalidad (LLE), y E: ausencia de la especie (similar a A) sobre el límite de letalidad (LLE).
El grupo de límites críticos será específico para cada trío elemento-especie-suelo, reflejando la cuantía en que el elemento es requerido, su potencial tóxico, la sensibilidad de la especie afectada y la capacidad tampón a ese elemento, queposeeel suelo donde seproduce el contacto elemento-planta. La evaluación de un proceso de aportes de metales es muy compleja, ya que las respuestas vegetales no siempre son coherentes. Algunas especies son tolerantes selectivas, es decir, tolerantes a unos elementos y sensibles a otros. Otras presentan exclusividad en sus respuestas, siendo siempre tolerantes, semi tolerantes o sensibles. La respuesta de una especie no debe verse a nivel de individuo sino poblacional, ya que puede existir una amplia variación en la sensibilidad individual al contaminante. Como ejemplo del potencial tóxico expresado por un elemento frente a una especie, una experiencia mejicana de cultivo de alfalfa en diferentes suelos del país dio un LMT de cobre variable desde 1.600 mg/kg a 100 mg/kg. En general, la toxicidad del cobre fue reducida por la concurrencia de al menos una de las siguientes condiciones: una abundante fracción arcilla dominada por minerales, una abundante fracción orgánica y una abundante dotación de calcio. Estos resultados concuerdan con los obtenidos en otros países. En términos generales, la biomagnificación tiene una relación inversa con la esencialidad del elemento. Los elementos no esenciales tienden a ser absorbidos por vía pasiva en función a su disponibilidad en el suelo, mientras los no esenciales son absorbidos activamente. 3.4.1.- El poder descontaminante de la propia naturaleza.- Mientras tanto, el ecosistema natural está trabajando sin descanso en respuesta a la contaminación con hidrocarburos. Se conoce perfectamente que algunas bacterias del suelo aumentan el proceso microbiológico el cual puede a su vez, degradar y descomponer el aceite mineral y restituirlo al ciclo natural en una forma no tóxica. La naturaleza puede subsanar incluso los peores daños ambientales ocasionados por hidrocarburos del petróleo empleando para ello su capacidad de autoregeneración, siempre y cuando ésta tenga tiempo para hacerlo. Para lo anterior, podrían ser necesarias varias decenas de años hasta que el crudo se haya descompuesto totalmente, a menos que el hombre promueva el proceso apoyando a los microorganismos en ese trabajo. El principio básico del proceso de biorremediación consiste en la destrucción de la estructura de los hidrocarburos para convertirlos en los componentes no tóxicos de bióxido de carbono, agua y biomasa. Esto se logra mediante el cultivo de bacterias endémicas con capacidad de adaptación a las condiciones ambientales y a las características del suelo en el sitio del tratamiento. Las respectivas muestras microbiológicas originales (blancos) fueron tomadas de los perfiles del suelo alrededor de los sitios contaminados. El proceso en cuestión consistió en la inoculación del material contaminado por petróleo con varias cepas de microorganismos combinadas con aminoácidos, enzimas, vitaminas, minerales y nutrientes que mejoran la bioreceptividad y la capacidad metabólica de las bacterias aumentando su capacidad de oxigenación y mineralización de los hidrocarburos. Tal como cualquier otro organismo, los pequeños comedores de petróleo necesitan alimentos para vivir y multiplicarse, incluso carbono, fósforo, nitrógeno y oligoelementos; en otras palabras, con su enorme apetito por los hidrocarburos, las bacterias literalmente se los comen y van limpiando el suelo. 3.4.2.- Suelos Salinos. Un suelo es salino cuando el potencial osmótico generado por los iones disueltos en la solución del suelo restringe la absorción del agua requerida por el cultivo (USSLS, 1954). La cantidad y
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distribución de las sales en el perfil determinan el grado de afectación del suelo, según la tolerancia del cultivo y su profundidad de enraizamiento (Villafañe, 2000). Se afirma que un suelo es sódico cuando la combinación de los valores de conductividad eléctrica y relación de adsorción de sodio generan dispersión. Si la dispersión ocurre en la superficie del suelo se reduce la infiltración y si ocurre en profundidad se afecta el drenaje interno. En ambos casos la densificación del suelo afecta el desarrollo del cultivo, tanto por la falta de agua en el mismo como por el aumento desu resistencia al crecimiento de las raíces (USSLS, 1954; Ayers y Westcot, 1987; Rhoades et al., 1992; Chhabra, 1996; Villafañe; 2000). Un suelo es salinosódico, si al ser lavado sin la aplicación previa de enmienda se convierte en sódico (USSLS, 1954, Rhoades et al., 1992). Los procesos de afectación de los suelos por sales pueden ser atenuados o controlados mediante la disminución de la concentración salina del agua de riego, la lixiviación, el uso de enmiendas en el agua o el suelo si existe riesgo de sodificación, y el mejoramiento del drenaje (USSLS, 1954, Rhoades, 1984, Ayers yWestcot, 1987;Abrol et al., 1988; Rhoades et al., 1992; Chhabra, 1996). Cuando no existe la posibilidad de reducir el tenor salino del agua, puede practicarse riego limitado y/o el uso de plantas tolerantes a las sales, tales como algodón, sorgo, soya y algunos pastos. Particularmente algunas de ellas también se adaptan a concentraciones altas de sodio y cloruro (Kumar y Abrol, 1986, Villafañe, 1989, Maas, 1990 y Chhabra, 1996).
4. MÉTODOS Y MATERIAL ES Para la elaboración del proyecto se revisó información preliminar para conformar un marco teórico adecuado; se recurrió a información de la especialidad y a artículos expuestos en las páginas Web de la Internet. De la misma manera se hizo reconocimiento de campo a la localidad de Pirin y se tomaron muestras de suelos en el sector de Ahuallani. De la información obtenida el pozo de petróleo en el sector de Ahuallani emanaban fluidos disuelto de sales equivalente a 6 000 ppm de cloruro desodio, además de azufre, carbonatos y otros. Estos fluidos van ha dar a las orillas del Lago Titicaca contaminado los suelos con sales. Los hidrocarburos de los pozos de Pirín es un petróleo de 39º API (Instituto Americano de Petróleo). L os crudos muy densos o pesados tienen grado API por debajo de 20 y los crudos ligeros por encima de 26. El petróleo crudo dePirín de color verdoso solidifica a 14º C y tienen un contenido de0,08% de azufre (máximo permisible 2%). Debe verificarse dicho contenido porque al olfato el olor es intenso. (Soto y otros, 2007). 5. EXPOSICIÓN Y ANÁL ISIS DE RESULTADOS De la información obtenida y los trabajos de campo se presentan los siguientes resultados: 5.1 CONTAMINACIÓN DE SUEL OS POR DERRAMES DE PETROL EO EN PIRIN En Pirín se ha visitado 4 pozos cuyos tubos tienen un espesor de 18 pulgadas de los cuales tres de ellos son utilizados para extraer petróleo, cada familia extraeun bidón de 5 galones semanales, siendo 36 beneficiarios enforma rotativa, hace mas o menos 12 años, petróleo que sevende en Juliaca para el quemado de cal, motivo por el cual la comunidad no quiere que sellen estos pozos, existen otros 6 pozos sellados adicionales. De estos pozos que se extrajeron petróleo en forma artesanal por los lugareños se tiene derrames de petróleo que han contaminado los suelos en radios de 10 a 15 m (Foto 1, 2, 3 y 4).
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Fotografía 1: Tubería de los pozos de petróleo.
Fotografia 3: Pozo de petróleo no sellado
Fotografía 2: Emanaciones de petróleo
Fotografia 4: Derrame de petróleo
5.2.- ALGUNOS TRATAMIENTOS PARA DESCONTAMINAR EL SUELO CON DERRAMES DE PETROLEO. 5.2.1 Ventilación de suelos. Es un método de recuperación que se realiza directamente, no se necesita excavar, ni llevar el suelo a otro sitio para tratarlo. Se usa para contaminantes volátil como los hidrocarburos, con una bomba se extraen el aire del subsuelo y los contaminantes son arrastrados en la corriente de aire que se extrae. 5.2.2 Degradación biológica. Se usa para suelos contaminados con aceites, hidrocarburos, algunos compuestos clorados y plaguicidas. Se requiere de un sitio donde no se contamine más suelo, donde se extiende en capas el suelo contaminado para airearlo y se añaden nutrientes para activar los procesos biológicos que eliminan la contaminación. Es importante tener presente otros factores como la humedad, la temperatura y el pH del suelo. La Biorremediación es una técnica de bajos costos de operación, que se ha desarrollado en los últimos treinta años (década 80 y 90), cuya aplicación es exitosa en el tratamiento de suelos contaminados con hidrocarburos; sin embargo su aplicación ha encontrado cierta resistencia por el tiempo que demanda un completo proceso hasta obtener las metas delimpieza deseadas.
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La Biorremediación es considerada como la más deseable aproximación a la remediación de suelos contaminados en contraste a alternativas más costosa y de menor aceptación pública como la incineración. Los tratamientos biológicos de degradación en suelos pueden ser eficientes y económicos si las condiciones de biodegradación son optimizadas. (Alvarez y col., 2001) (Belloso, 1998) (Cursi y Calleja, 2000). Se define como Biorremediación al proceso de aceleración de la tasa de degradación natural de hidrocarburos por adición de fertilizantes para provisión de nitrógeno y fósforo (Ercolli, y Gálvez, 2001). Para la Biorremediación de los suelos contaminados con hidrocarburos han sido muy utilizadas diversas estrategias de compost aprovechando la versatilidad de algunos microorganismos para catabolizar moléculas recalcitrantes (Semple y col., 2001). Las matrices de compost son ricas en microorganismos xenobióticos, incluyendo bacterias, actinomicetos y hongos lignolíticos que pueden lograr la degradación de contaminantes hasta compuestos inocuos como dióxido de carbono y agua, ó transformarlos en sustancias menos tóxicas. Las tecnologías conocidas como Landfarming, Land Treatment o Land Application, son métodos de remediación de hidrocarburos de petróleo a través de la biodegradación. Una de las técnicas de Biorremediación más difundidas es el Landfarming que consiste en un vertido controlado de hidrocarburos sobre una superficie de terreno, el cual se sometea un proceso de remoción mediante arado y riego superficial con agregado de fertilizantes, con o sin incorporación de microorganismos. (CIPP, 1999) (Abboud, 2000) (Ercolli y otros, 2000). 5.3 CONTAMINACI ON DE SUELOS POR AGUAS SAL INAS. En el sector de Ahuallane, los dueños de terrenos superficiales señalan que sus terrenos se encuentran salitrosos ya que de allí, de un pozo brota agua salada, hace 30 años. Este caudal de agua va directamente al lago afectando más o menos 1500 Has, de los 2000 has quetiene la comunidad deJatun Ayllu, la población es de3 800 habitantes. El agua que sale tiene un olor penetrante aunque no fuerte, los ojos muestra un ardor (Soto y otros, 2007). (Fotos 4…11)
Fotografia 4: Emanaciones de agua salada del Fotografia 5: Precipitación de metales a unos pozo Ahuallani. 500 mde la fuente.
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Fotografia 6: Ribera del lago inundado por Fotografia 7: Suelo inundado por agua y aguas saladas, al fondo el Lago Titicaca sedimentos salinos
5.3.1.- En la actualidad Pozo de AHUALLANI Nro. 1; sellado de concreto con codificación AHUALLANI - RH-10 el 10/05/08, con medidas de de 150 x 150 x 30 cm (Foto N°8), dueño del terreno Don Saturnino Nestas Gutiérrez, este pozo tiene una profundidad de300 pies. Según Saturnino Nestas (c. p.) todos los sellados serealizaron en horas dela noche de20:00 a -1:00 AM y no en el día. A 600 metros del pozo sellado RH-10 en el cauce del drenaje principal se observa horizontes de sedimentos acumulados de petróleo de 4 cm margen derecha y 20 cm margen izquierda. A 1 Km del drenaje principal en la comunidad Jatun Ayllu-Pusi es la zona más contaminada comentó el presidente dela comunidad Don Juaquin Soto. 5.3.2. Muestreo por calicatas Calicata C-1: con dimensiones de 50 x 50 cm, identificado por las coordenadas: Este: 398678, Norte: 8297173 (Foto N°9).
Costras de petróleo intercalados 1-3 cm Superficie con arcillas 15 cm Horizonte1 Gris parduzco 16-30cm a más Hirizonte2 Pardo orgánico
Fotografia N° 9: Calicata C-1
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Calicata C-2: Dimensiones de la Calicata 30 x 30 cm con una profundidad de aproximada 40 cm, cuyas con Coordenadas UTM Este 308826, Norte 8297528 (Foto N° 10) Una sección de la calicata muestra el contenido estratigráfico
Fotografia N° 10: Calicata C-2
Fotografia N° 8: Pozo sellado con concreto codificado AHUALLANI RH-10 el 10/05/08, con medidas de de 150 x 150 x 30 cm.
1-3 cm Superficie 4 cm Horizonte1 2 cm Hirizonte2 15-18cm Horizonte3 Horizonte4 16 cm Fondo continuo Horizonte5 Perfil del suelo en la calicata C-2
Costras de pet con arcillas Pardo gris am Gris blanquesi Amarillo Blanquesino Pardo orgánic
Fotografia N° 11: Vista panoramica del suelo
5.4 AL GUNOS TRATAMI ENTOS PARA DESCONTAMINAR EL SUELO SAL INOS. Para recuperar los suelos con problemas de sales o sodio intercambiable existen los siguientes métodos: 5.4.1 Lixiviación: Es el método más utilizado para la recuperación de suelos salinos, consiste en el lavado o la lixiviación de las sales solubles con agua de baja salinidad; este método consiste básicamente en aplicar una lámina grandede agua para disolver las sales y removerlas de la zona radical del cultivo. Aunque para lavar un suelo salino es indispensable que éste sea permeable y que exista una salida para el agua de drenaje, pero
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también la tolerancia del cultivo a establecer es importante (K eren y Miyamoto, 1990). Aceves (1979) mencionó que el método hidrotécnico consiste en manejar la cantidad y calidad química de las aguas disponibles para mantener las sales solubles y las intercambiables a un nivel que no afecten, directa o indirectamente, el desarrollo de los cultivos y, según Richards (1980), es el procedimiento más efectivo para eliminar el exceso de sales solubles del suelo. El mejoramiento en la producción con el lavado de suelo pudo deberse a que se incrementó la humedad disponible para la planta y un desplazamiento de las sales hacia abajo, lo que disminuyó la presión osmótica del suelo y permitió a la planta un mejor aprovechamiento de agua y nutrimentos (Aceves, 1979). 5.4.2 Químico: se basa en el intercambio de sodio por calcio mediante el uso de las sales cálcicas de alta solubilidad, así como de ácidos y substancias formadas de ácido, cuando el suelo contiene calcio en forma precipitada (Aceves, 1976). 5.4.3 Físico: lo constituyen el barbecho profundo, el subsuelo y la adición de arena o inversión del perfil; 5.4.4 Biológico: consiste en incorporar estiércol, abonos verdes y establecimiento de cultivos tolerantes a las sales. Castellanos et al. (1996) en Serrato et al (2002), realizaron un estudio para observar el efecto de la aplicación de estiércol de ganado lechero sobre la producción de forraje de ryegrass anual ( Loliummultiflorum Lam.) y de maíz forrajero sobre las propiedades de un suelo migajón arcilloso del norte de México. Los tratamientos fueron: 30, 60, y 120 Mg ha-1 año-1, y una sola dosis de 240 Mg ha-1 en 1981. El ryegrass anual se estableció durante el invierno y maíz forrajero durante el verano. Encontraron que la producción de ryegrass para los tratamientos de 30 y 60 Mg ha-1 año-1 fueron 22 y 33% más altos, respectivamente, que la no-aplicación de estiércol. Estos autores concluyeron que la aplicación de estiércol tuvo efectos significativos positivos sobre el rendimiento de ryegrass anual durante todos los años y cortes, pero sólo durante algunos años en el maíz. 5.4.5.- Rehabilitación mediante plantas halófitas: Los suelos que se han deteriorado por exceso de sales pueden ser remediados mediante el uso de plantas capaces de vivir en suelos salitrosos y extraer lentamente las sales a través de las raíces. Posteriormente, la flora se va sustituyendo por otra que se adapta ya a las nuevas condiciones del suelo. Este método puede tener efectos a mediano o largo plazo pero la regeneración es completa. Este tratamiento fue uno de los utilizados para recuperar el suelo del antiguo Lago de Texcoco, dondea fines del año 2000 ya sepodían encontrar matorrales y áreas boscosas. Se tiene entonces que diseñar alternativas para el cultivo de secano y para cosechar aguas delluvia escurridas, compatibles con suelos salinos. Halófitas como el kauchi (Suadea foliosa), pero también arbustivas forrajeras, podrían ser probadas en secano, en base a la experiencia de otros países (Australia, Africa del Sur, Israel, USA, etc.). La salinidad en la época seca es más alta que en la época de lluvia, porque la dilución en el agua es menor. Aparece que la calidad de agua en los canales de riego principales no varía mucho en relación a la calidad del agua en la toma, salvo a la extremidad del canal más largo (23 km). El riesgo de salinización resultante del riego con aguas salinas, depende principalmente de la textura del suelo y de la composición del agua de riego. En algunos casos, se puede lavar suelos salinos con agua ligeramente salina. La textura es en general más arenosa y los suelos mejor drenados en Aroma, y los suelos más arcillosos e imperfectamente drenados en Villaroel. Se debería en todo caso mapear con precisión las áreas más favorables, con mejores tasas de infiltración y drenaje. Hay que relacionar también los resultados de análisis de agua con los de suelo para poder definir dónde se puede regar, cómo se debe regar, con qué cantidad de agua y con qué frecuencia.
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6. CONCLUSIONES Los pozos de petróleo del sector Pirin y Ahuallani fueron sellados en el mes de mayo del 2008, estando en buen estado en la actualidad. Suelos contaminados con petróleo (pequeña extensión), deben ser tratados biológicamente por sus bajos costos operativos y gran éxito en muchos lugares. Los suelos ribereños del lago que por décadas soporto la acumulación de agua y sedimentos salinos, se debe utilizar el lavado o lixiviación en épocas lluviosas construyendo un buen sistema de drenaje. En épocas de sequía, realizar un tratamiento biológico que consista en incorporar estiércol o abono para realizar sembríos tolerantes a sales tal como cebada, alfalfa pastos lugareños. Estos sistemas de remediación o atenuación natural, serian de mucha utilidad para los comuneros, en razón que no demandan muchas inversiones ni gastos de operación. 7. BIBLI OGRAFIA 1. 2. 3. 4. 5. 6.
7. 8.
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