Carta AFSR
Sirva la presente para certificar que el laboratorio de Comunidades Marinas de la UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR (hoy CETOXMAR USB), realizó investigaciones de laboratorio, promovidas por la empresa Agroforestal San Remo, C.A. (El Tigre, Edo. Anzoátegui, Venezuela). La finalidad de dichas investigaciones fue dilucidar algunos de los fundamentos físicos, químicos, y biológicos más relevantes involucrados en la exitosa metodología desarrollada por esta empresa para el biotratamiento de suelos contaminados con hidrocarburos mediante la técnica conocida como landfarming.
Debido a su simplicidad, efectividad, y bajo costo comparado con técnicas más sofisticadas, el landfarming se considera la técnica óptima para sanear suelos contaminados por derrames de hidrocarburos, cortes (ripios) de perforación de pozos, entre otros.
Los principales costos del proceso están determinados por la cantidad de insumos y equipos que se usan (agroquímicos, maquinarias), y por la duración del tratamiento.
Usualmente, en este tipo de tratamiento se requiere:
1. Aplicar al suelo cantidades sustanciales de fertilizantes químicos (relación C:N:P 100:10:1, o superior).
2. Controlar las condiciones del suelo
a. pH y nivel de salinidad
b. Contenido metales pesados
c. Presencia de biocidas
d. concentración de hidrocarburos aromáticos altamente tóxicos
e. Capacidad de mantener el contenido de humedad en el suelo tratado (lluvia o riego)
Desde los inicios de la aplicación a escala del landfarming (1993), Agroforestal San Remo empleó técnicas sustentables de manejo del suelo para su implementación en remediación de contaminación con hidrocarburos en Venezuela, siendo pionera a nivel mundial en el uso de combinaciones de sustancias fúlvicas y húmicas, producidas mediante vermicompost (Esenia foetida), para el biotratamiento por landfarming de suelos contaminados.
En sus trabajos a gran escala, bajo condiciones ambientales y de suelos muy diversas, la tecnología desarrollada por Agroforestal San Remo logró disminuir significativamente los costos (y los impactos ambientales) de los tratamientos, al reducir sustancialmente tanto las cantidades de fertilizantes como los tiempos necesarios para alcanzar niveles de hidrocarburos muy inferiores a los exigidos en la normativa ambiental.
En el Laboratorio de Comunidades Marinas de la UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR se realizaron ensayos para evaluar los aspectos más resaltantes de la tecnología diseñada por Agroforestal San Remo, y probar modificaciones para mejorar la eficacia de los tratamientos. El diseño experimental fue enfocado hacia las interacciones del lixiviado de vermicompost en mezclas con muestras de petróleo pesados y extrapesados (API <10- 20), y de gasoil, en diversos tipos de suelos, y también en medio acuoso (1995-2004, 2010). Los resultados mostraron que:
- El lixiviado de vermicompost producido por Agroforestal San Remo es muy eficaz formando emulsiones de hidrocarburos en agua. Incluso, en ensayos con petróleos pesados, la aplicación de lixiviado de vermicompost a una mezcla petróleo/agua provoca la formación inmediata de microgotas de hidrocarburo suspendidas en agua.
- Se demostró que la tasa de biodegradación aeróbica del hidrocarburo emulsionado se incrementa exponencialmente, si se compara con ensayos que no incluyen lixiviado de vermicompost.
- Cultivos microbiológicos realizados en medio mínimo mostraron que el lixiviado de vermicompost contiene gran cantidad y variedad de unidades formadoras de colonias (bacterias) que crecen utilizando solamente hidrocarburos como fuente de energía y carbono. Múltiples colonias bacterianas examinadas fueron capaces de crecer en medio marino (35.000 ppm de sales), en presencia de gasoil como único alimento.
- Los ensayos de respirometría efectuados en microcosmos de suelo contaminado con bitumen de la Faja del Orinoco demostraron que la inclusión de lixiviado de vermicompost en los microcosmos tiene un impacto significativo en la evolución del tratamiento (producción de CO2), afectando la concentración de las fracciones más recalcitrantes (resinas y asfaltenos).
Los resultados de estos trabajos permitieron comprender parcialmente los mecanismos fisicoquímicos y biológicos de mayor relevancia involucrados en el éxito de la tecnología desarrollada por la empresa.
- Dos características del lixiviado de vermicompost pueden explicar en buena medida la velocidad y versatilidad de los tratamientos efectuado por Agroforestal San Remo.
- Por un lado, la capacidad de emulsionar los hidrocarburos, que permite que estos sean más accesibles al ataque de las bacterias que lo usan como alimento (biodisponibilidad). La formación de microgotas multiplica exponencialmente la superficie de exposición del hidrocarburo a las bacterias.
- Adicionalmente, el elevado contenido y la diversidad de bacterias que se alimentan del contaminante.
- Muchas de las bacterias que degradan hidrocarburos presentes en el lixiviado de vermicompost tienen la capacidad de tolerar condiciones de alta salinidad. Este resultado permite explicar, al menos en parte, la versatilidad de los tratamientos efectuados por Agroforestal San Remo al abordar trabajos en suelos con alto contenido de sales (ripios impregnados con fluidos de perforación).
Trabajos científicos realizados posteriormente en diversos laboratorios a nivel mundial confirman las observaciones arriba señaladas. Adicionalmente, numerosos resultados de esos trabajos permiten explicar muchas de las propiedades observadas en los trabajos de campo a gran escala, y que no fueron estudiadas en los laboratorios de la USB. Entre los beneficios evidenciados en esas investigaciones destacan:
- Los estudios han demostrado que, al aplicar ácido húmico al suelo, su contenido de nutrientes se incrementa, incluido el nitrógeno total y el nitrógeno disponible. Los ácidos húmicos también amortiguan los efectos que tienen compuestos de nitrógeno como la urea, sobre los procesos oxidantes del amonio en el suelo, frenando su nitrificación y consecuente pérdida a la atmósfera (Yan Li et al, 2019)
- Se ha encontrado que el ácido húmico participa en la alteración de la estructura de los hidrocarburos para su transformación en ácidos grasos y azúcares, mediante reacciones químicas, y estimulando procesos microbianos (Randy Mosley, 1.998).
- Los compuestos húmicos pueden actuar como un catalizador extracelular para el metabolismo disimilatorio de Fe(III) (bioreducción) en bacterias anaeróbicas del suelo, durante la degradación anaeróbica de contaminantes (YuQuan Wei et al) .
- El ácido húmico es capaz de catalizar reacciones REDOX de degradación de hidrocarburos en suelos (Seyedeh Pegah et al, 2021)
- El ácido fúlvico es un fuerte agente quelante, con capacidad de atrapar iones de metales pesados, lo cual neutraliza su potencial de toxicidad (Chuxuan Song et al, 2022).
- El ácido húmico tiene la capacidad de atrapar hidrocarburos aromáticos, y liberarlos de forma paulatina, para su metabolización por los microorganismos del suelo (Takayuki Kobayashi y Hiroaki Sumida, 2015)
- Los ácidos húmico y fúlvicos incrementan la humectabilidad del suelo contaminado, y su capacidad de retención de agua.
Actualmente es evidente el crecimiento exponencial del interés en el uso de compuestos húmicos generados por vermicompost en aplicaciones de remediación ambiental, como biosurfactante verde en productos farmacéutico, cosmético, alimentos, etc. También, sus propiedades catalíticas, al facilitar las reacciones de transferencia de electrones, han despertado gran interés, y numerosos grupos investigan actualmente su potencial en aplicaciones de síntesis química.
REFERENCIAS
- Yan Li, Feng Fang, Jianlin Wei, Xiaobin Wu, Rongzong Cui, Guosheng Li, Fuli Zheng, and Deshui Tan Sci Rep.2019; 9: 12014. doi: 1038/s41598-019-48620-4i
- Yuquan Wei, Zimin Wei, Fang Zhang, Xiang Li ,Wenbing Tan and Beidou Xi , Catalysts2019, 9(5), 450; https://doi.org/10.3390/catal9050450
- Randy Mosley, 1.998. 5th International Petroleum Environmental Conference to be held in Albuquerque, New Mexico, October 20th – 23rd, 1998.
- Chuxuan Song, Shiquan Sun, Jinting Wang,Yang Gao, Guanlong Yu, Yifu Li, Zhengqian Liu, Wei Zhang, and Lean Zhou Front Microbiol. 2022; 13: 1084097 doi: 3389/fmicb.2022.1084097
- Seyedeh Pegah Jalilian Ahmadkalaei, Suyin Gan, Hoon Kiat Ng, Suhaimi Abdul Talib Environmental Science and Ecotechnology Volume 7, July 2021, 100109
- Takayuki Kobayashi &Hiroaki Sumida Soil Science and Plant Nutrition Volume 61, 2015 – Issue sup1: Soils of anthropized environments