Utilización de lodo activado para la biodegradación del petróleo

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA

I. GENERALIDADES:

1.0 Título:

“Utilización de Lodo Activado para la Biodegradación del Petróleo”. Lambayeque. Diciembre -2010 a marzo 2011.

2.0 Personal Investigador:

Autor

- Nombres.- Denis Nivia Olano Delgado y Loida Adelfa Delgado Vargas.

- Grado Académico.- Profesoras de Educación Secundaria

- Categoría – Modalidad.- Presencial

- Centro de Investigación.- Universidad Nacional “Pedro Ruíz Gallo”

3.0. Tipo de Investigación:

3.1. De acuerdo al fin que se persigue

• Aplicada

3.2. De acuerdo al Diseño de Investigación

• Experimental

4.0. Área de Investigación:

Bio-Ciencia

5.0. Localidad e institución de ejecución:

Localidad: Lambayeque

Institución: Universidad Pedro Ruíz Gallo

6.0. Duración del Proyecto

04 meses

7.0. Fecha de inicio: Diciembre 2010

8.0. Fecha de término: Marzo 2011

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

I.- Introducción:

La contaminación generada por el derramamiento de petróleo es un problema alarmante. En la última década se han presentado varios casos, originando grandes impactos negativos de carácter económico social y ambiental. Frente a este problema la biodegradación surge como una alternativa de solución, la cual se basa en la digestión de las sustancias orgánicas por los microorganismos, de la cual obtienen la fuente de carbono necesaria para el crecimiento de sus células y una fuente de energía para llevar a cabo todas las funciones metabólicas que necesitan sus células para su crecimiento. Para que estos procesos metabólicos se lleven a cabo, y puedan ser utilizados como una técnica remediativa, será necesario que existan en el medio unas condiciones físico-químicas óptimas.

En tal sentido para realizar nuestro proyecto necesitamos preparar un birreactor empleando como sustrato el Lodo Activado considerando que este sustrato presenta un consorcio microbiano.

Durante nuestra investigación queremos comprobar la degradación de diesel 2 por medio de bacterias presentes en el Lodo Activado.

El diseño del sistema de tratamiento a utilizar, se llevará a cabo estableciendo varias etapas de trabajo:

– Investigación bibliográfica del tema de investigación.

– Recolección de muestras y preparación del birreactor.

– Control del sistema.

– Análisis e interpretación de resultados.

II.- REALIDAD PROBLEMÁTICA:

1. Planteamiento del Problema.-

El manejo inadecuado de los materiales y residuos peligrosos ha generado a escala mundial, un problema de contaminación de suelos, aire y agua. Entre las más severas contaminaciones se destacan las que se produjeron y todavía se producen a causa de la extracción y el manejo del petróleo en todos los países productores de hidrocarburos originando una amenaza real a la salud pública, así como la extinción de gran cantidad de especies vegetales y animales ya sea de vida acuática o terrestre.

Ante esta realidad la biodegradación utilizando consorcio microbiano del Lodo Activado podría ser una alternativa eficaz para dar solución a esta problemática.

2. Justificación.-

Las manchas generadas por los hidrocarburos vertidos durante los derrames de petróleo flotan por diferencia de densidades impidiendo la entrada de luz y el intercambio gaseoso, dando comienzo a la solubilización de compuestos hidrosolubles y a la afección de diferentes poblaciones: la primera población afectada por un derrame es el plancton, en segundo lugar son afectados los macroinvertebrados, y la última población afectada son los Bentos o población de macroinvertebrados. Constituyendo un gran peligro para el equilibrio ecológico.

Frente a esta situación el presente trabajo de investigación se propone el uso del Lodo Activado para la biodegradación del petróleo (diesel 2), como una alternativa de solución frente a esta problemática ambiental.

3. Objetivos.-

• Utilizar lodo activado para la biodegradación del Diesel 2.

• Demostrar que la utilización de consorcio de bacterias del lodo activado puede ser una alternativa de solución a los derrames de petróleo en el mar.

III.- MARCO TEÓRICO:

1. Antecedentes del Problema.-

Hong, 2005. Manifiesta que las bacterias del género Pseudomonas flourescens y Pseudomonas aeruginosa son capaces de degradar el petróleo y sus derivados, p.e la gasolina, benzeno, tolueno, xileno y otros PAHS (fenantreno, naftaleno y pireno). Estas bacterias son capaces de utilizar el petróleo como única fuente de carbano y crecer a pH 7.0 y a 30Cº de temperatura.

Shukor, 2006. Logró aislar bacterias degradadoras de petróleo de suelos contaminados con derramen de petróleo en la Antártida, reportando a las especies Psedomonas flourescens, Pseudomonas stutzeri y Rhodococcus sp como microorganismos responsables de la biorremediación de estos suelos.

Maroto, 2005. Manifiesta que los sistemas de biorremediación consisten principalmente en el uso de los microorganismos naturales (levaduras, hongos o bacterias) existentes en el medio para descomponer o degradar sustancias peligrosas en sustancias de carácter menos tóxico o bien inocuas para el medio ambiente y la salud humana.

2. Base Teórica.-

• 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 los 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.

• La biorremediación.- La biorremediación es el proceso utilizado por el hombre para detoxificar 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 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.

• Lodo activado.- El lodo activado es un proceso de tratamiento por el cual el agua residual y el lodo biológico (microorganismos) son mezclados y aireados en un tanque denominado reactor. Los flóculos biológicos formados en este proceso se sedimentan en un tanque de sedimentación, lugar del cual son recirculados nuevamente al tanque aireador o reactor.

En el proceso de lodos activados los microorganismos son completamente mezclados con la materia orgánica en el agua residual de manera que ésta les sirve de sustrato alimenticio. Es importante indicar que la mezcla o agitación se efectúa por medios

...