ALUMNO: SORA VELAZCO GIANCARLO J

Presentación del tema: "ALUMNO: SORA VELAZCO GIANCARLO J"— Transcripción de la presentación:

1 ALUMNO: SORA VELAZCO GIANCARLO J DECONTAMINACIÓN DE SUELOS MEDIANTE LA TECNICA DE BIORREMEDIACIÓN “LANDFARMING” 2016

2 Técnica de biorremediación LANDFARMING QUE ES LA BIORREMEDIACION?
Vida “Remediar”= Resolver un problema Bio-Remediar = usar organismos biológicos para resolver un problema. Biorremediación Métodos que utilizan organismos (como bacterias, plantas, hongos, etc.) o productos metabólicos obtenidos a partir de ellos para degradar contaminantes orgánicos peligrosos o convertir contaminantes inorgánicos en compuestos ambientalmente menos o no tóxicos.

3 PRINCIPIO DE LA BIORREMEDIACION
Técnica de biorremediación LANDFARMING PRINCIPIO DE LA BIORREMEDIACION La biorremediación se basa en la idea de que los organismos son capaces de tomar cosas del ambiente y usarlas para su crecimiento. En esta característica se fundamenta el principio de la biorremediación; usar organismos para que tomen sustancias contaminadas del medio ambiente y las conviertan en una forma no tóxica. Algunas bacterias, protistas, y hongos son muy buenos en la degradación de moléculas complejas.

4 PROCESO DE LA BIORREMEDIACION
Técnica de biorremediación LANDFARMING PROCESO DE LA BIORREMEDIACION Los microorganismos producen enzimas que “rompen” la molécula contaminante en partes digeribles. El contaminante es ingerido y digerido por la célula como nutriente junto con otras fuentes de energía. Convertir sustancias que son peligrosas para los organismos vivos a productos inertes, de manera que solo queden desechos inofensivos de dichas sustancias.

5 PRINCIPALES FACTORES A TENER EN CUENTA
Técnica de biorremediación LANDFARMING PRINCIPALES FACTORES A TENER EN CUENTA Temperatura. Disponibilidad de nutrientes inorgánicos (fuentes de fósforo y nitrógeno). pH. Concentración de metales pesados. Concentración de bacterias.

6 Técnica de biorremediación LANDFARMING
Biorremediación “in situ”: Consiste en tratar las aguas, suelos o arenas contaminadas sin sacarlas del lugar en el que se encuentran. Para ello, tanto en métodos de bioestimulación como en bioaumentación, se puede disponer una red de bombeo de nutrientes o un sistema de inoculación o bien una simple aireación del terreno con bombeo (“bioventing” y “air sparging”) o con arado (“landfarming” in situ). ALGUNAS TECNICAS: Bioventeado Landfarming Biorremediación aumentada Reactores fase lodo Land treatment Atenuación natural Fitorremediación Biopilas Composting Biodegradación con hongos Biorremediación “ex situ”: Los procesos de tratamiento se llevan a cabo tras la excavación del medio contaminado, bien en simples biorreactores (técnicas de “bioslurry” para suelos), en plantas de tratamiento (técnicas “pump & treat”), en biopilas, o sobre láminas impermeables (“landfarming” ex situ), etc. Las ventajas de estos procedimientos frente a los primeros radican en la posibilidad de optimizar mejor los parámetros microbiológicos, así como el control del proceso; a cambio, lógicamente, de un mayor coste.

7 Técnica de biorremediación LANDFARMING
Descontaminación de Suelos VENTAJAS E INCONVENIENTES DE TÉCNICAS IN SITU Y EX SITU Alteración de estructura del suelo Costes económicos Tiempo de ejecución Uniformidad de tratamiento Verificación de su eficacia In situ NO BAJOS ALTO DUDOSA DIFÍCIL Ex situ SI ALTOS BAJO FÁCIL

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9 Técnica de biorremediación LANDFARMING
. El landfarming es una tecnología de remediación de suelos, donde el mismo es retirado a otro terreno acondicionado, reduciendo así las concentraciones de hidrocarburos de petróleo mediante la biodegradación por diferentes microorganismos al hacer uso de la facultad de degradar sustancias orgánicas al aprovecharlas como fuente de energía. APLICABILIDAD Los residuos que pueden ser tratados por este tipo de tecnología son: Residuos provenientes de industrias lácteas, frigoríficos, alimenticias en general. Residuos de industrias petroleras. Residuos de industrias químicas y farmacéuticas. Barros y fondos de tanques de combustibles e hidrocarburos en general. Suelos contaminados por derrames de hidrocarburos. normalmente

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11 Técnica de biorremediación LANDFARMING
Esta técnica se basa en la oxigenación del suelo por la remosión mecánica, por medio generalmente del arado de los suelos contaminados (cuando la contaminación es superficial) o removiéndolos y depositandolos en la superficie del sitio o en sus inmediaciones, en una capa delgada, y al estimular la actividad microbiana aeróbica dentro de los suelos. La frecuencia de remoción es ajustada para cada situación particular de modo de obtener una adecuada aireación del terreno.

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13 Técnica de biorremediación LANDFARMING

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15 Durante la operación de LANDFARMING los materiales contaminados son esparcidosen una superficie de suelo, o son extraídos del lugar y apilados sobre unasuperficie impermeable para evitar contaminación de las capas de suelo o aguasque se encuentran por debajo. Las poblaciones de microorganismos naturales delsuelo (bacterias, hongos, protozoarios) crecen en el material usando elcontaminante como fuente de alimento, transformándolo en productos inocuos. Lamarcha del proceso se estimula, monitorea y controla mediante los siguientes parámetros: Mezclado (rastreo) Sistema de colección de lixiviados (arena o grava) Cubierta impermeable del suelo (arcilla o geomembrana) Contenido de humedad (irrigación de agua) Nivel de oxigenación (rastreo o ventilación forzada) Nutriente (se añaden MacroElementos según la necesidad) pH (se controla con enmiendas agrícolas) Capacidad de carga de aire del suelo (agentes voluminizantes de ser necesarios) Temperatura (se monitorea y pudiera controlarse con agua asperjada generalmente).

16 Técnica de biorremediación LANDFARMING
Fundamentalmente se controlan las siguientes condiciones: Contenido en humedad: se añada agua mediante un sistema de riego. Aireación: el suelo es volteado por métodos mecánicos periódicamente. pH: debe permanecer cerca de la neutralidad, por lo que se añadirán enmiendas calizas en caso de aumentar la acidez. Otras enmiendas: nutrientes, inoculación de microorganismos... Equipos y requerimientos del terreno. El Landfarming utiliza equipos agrícolas comerciales tales como tractores,arados, mangueras de riego, y aspersores rotativos. La tecnología requiere deextensas áreas abiertas donde dispersar el material para crear las unidades detratamiento, y estas áreas deben ser preparadas para que tengan un drenajeadecuado, acceso de los equipos y para el manejo de los materiales

17 Técnica de biorremediación LANDFARMING
Pliegue de sello de la membrana 80 m Suelo base Talud Membrana Superficie del suelo base A B Suelo base Talud Membrana Superficie de suelo de protección Suelo en tratamiento Suelo de protección

18 Técnica de biorremediación LANDFARMING

19 Técnica de biorremediación LANDFARMING
El proceso metabólico usado por las bacterias para producir energía requiere un aceptor terminal de electrones para oxidar enzimáticamente la fuente de carbón y convertirla en dióxido de carbono y agua. (MINERALIZACIÓN).

20 Técnica de biorremediación LANDFARMING

21 Técnica de biorremediación LANDFARMING
PASOS PARA REALIZAR LA TECNICA DE LANDFARMING  PARA BIORREMEDIACIÓN DE SUELOS      Se construye una celda de tratamiento.   Se transfirieren a ésta los suelos a tratar.   Se prepara una solución acuosa con los insumos.   Periódicamente se aplica agua para humedecer la mezcla, y se continúa con la aireación-mezclado-homogeneización mecánica de los suelos en tratamiento.    el muestreo y la determinación analítica de los parámetros establecidos en la normatividad vigente serán realizados por laboratorios acreditados ante la Entidad Competente .    El trabajo concluye al lograr cumplir con las estandares ambientales establecidos en la normatividad vigente.    El suelo ya tratado y acondicionado será depositado en el lugar del cual fue extraído.

22 Técnica de biorremediación LANDFARMING

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26 Técnica de biorremediación LANDFARMING
Río Medio ambiente Piletas de tratamiento biológico de efluentes Napas Piletas separadoras API Land-Farming

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28 FACTORES A CONSIDERAR Temperatura: biodegradación decae con la temperatura (a más temperatura, más biodegradación) Humedad: ideal, 18% Nutrientes (especialmente nitrógeno y fósforo) pH: 6,5 (lo que impide la migración de metales y brinda óptima biodegradación) Oxígeno LIMITACIONES Potencial contaminación de suelo, agua y aire Sensible a condiciones climáticas No puede degradar los metales del petróleo y solventes clorados Mayor desventaja: posible movimiento de contaminantes del área de tratamiento VOC’s(componentes orgánicos volátiles) emitidos: transportados por vapor

29 RESULTADOS DEL PROCEDIMIENTO DE LANDFARMING
Incrementa sustancialmente la tasa de degradación de los hidrocarburos presentes en el suelo, reduciendo considerablemente los períodos de tratamiento, en relación con las técnicas aplicadas corrientemente Permiten trabajar en altas concentraciones de hidrocarburos. Al finalizar el tratamiento todas las propiedades físicas y biológicas de los suelos tratados mejoran, permitiendo un rápido desarrollo de la vegetación, acelerando el proceso de recuperación y reduciendo notablemente el impacto visual que produce el material tratado sin revegetar La Tecnología de Bioremediación diseñada para el procedimiento de LAND-FARMING, puede adaptarse fácilmente para trabajar con las técnicas más elaboradas de biotratamiento, tanto en fase sólida (ensayos estáticos aireados) como en fase acuosa (bioreactores).

30 APLICACIONES. El Landfarming ha sido exitoso en el tratamiento de los hidrocarburos de petróleotales como combustible diesel, aceites combustibles No. 2 y No. 4 , JP-5, lodosen base a aceite, preservantes de madera, hidrocarburos poli cíclicos aromáticos(PAHs y creosote), desechos de coque, y algunos pesticidas. La eficacia deltratamiento es menor a medida que se incrementa el peso molecular de loscontaminantes a ser degradados. También los compuestos clorados, o nitrogenadosson por lo general difíciles para degradar. CORRIENTES DE DESECHOS RESULTANTES. El procedimiento de LANDFARMING puede generar tres corrientes de desechos que ameritan un manejo adecuado: Aguas de desecho (puede requerir tratamientos adicionales) Suelos u otros materiales tratados Emisiones volátiles del suelo rastreado

31 Secuencia fotográfica de un proceso de Bioremediación
FUENTE: EMPRESA AGROFORESTAL SAN REMO C.A. Imagen del área afectada por agua salada e hidrocarburos ( 123 ) Has.Pozo GG-617

32 Áreas en proceso de recuperación a 38 días del suceso.
Características del suelo y vegetación afectada con hidrocarburo y agua salada. Áreas en proceso de recuperación a 38 días del suceso.

33 Revegetada el área afectada en el GG 617 (115 días del suceso)
Bioremediación a 38 días. Revegetada el área afectada en el GG 617 (115 días del suceso)

34 APLICACION CASO: LANDFARMING DE PORTEÑA (CÓRDOBA, ARGENTINA)
Como ejemplo del proceso, se tiene el caso del landfarming de Porteña, provincia de Córdoba, en el cual se ha incorporado la tecnología de digestión aeróbica en suelos por procesos de oxidación bajo condiciones controladas de pH, humedad y temperatura sustentada mediante laboreo agrícola. Su componente principal es el suelo, realizándose en superficie o a poca profundidad, típicamente a menos de 60 cm, dependiendo de la herramienta de laboreo que se utilice. Básicamente el proceso opera como un establecimiento agrícola en donde el cultivo está constituido de microorganismos que son capaces de usar normalmente los biosólidos como fuentes de nutrientes y energía. Al ser una actividad sitio-específica, es primordial controlar la migración de los materiales a tratar fuera del área de tratamiento para impedir que aquellos potencialmente peligrosos sean transportados a través del perfil del suelo y subsuelo e impacten en el área circundante, agua y/o aire.

35 Landfarming de Porteña-Panorámica 1 (Foto: José Luís Patiño)

36 Básicamente y de acuerdo a las características del material a degradar, del suelo disponible y de las condiciones climáticas el material que ingresa lo hace en una interfase sólido - líquido en porcentajes cuyos rangos aceptables son del 4 al 12% como materia seca. La distribución en el área permite la evaporación del agua que lo vehiculiza. El landframning de porteña dispone de dos sectores o grupos de parcelas. Cada sector contiene 10 celdas o módulos. En el sector 1 hay 9 módulos de 25 m de ancho por 235 m de largo, y un módulo de 15 m de ancho por 160 m de largo. En el sector 2 hay 9 módulos de 25 m de ancho por 235 m de largo, y un módulo de 15 m de ancho por 235 m de largo. A fin de disponer de una superficie total de alrededor de m 2 (11 Ha) disponible para el laboreo.

37 En esta foto satelital se puede apreciar el predio y el ambiente circundante.

38 Los módulos están separados entre si por calles intermedias para la circulación de maquinaria y actividades operativas. A su vez, cada módulo se subdivide para facilitar las actividades de distribución del efluente y control de condiciones del proceso, en sub-módulos o parcelas de aproximadamente 20 m de largo. Desde el medio de transporte asignadas a cada sector de tratamiento, se distribuye el efluente, por medio de colectores y mangueras a cada una de las parcelas, previa actividad de monitoreo de condiciones edáficas o aptitud de operación a cargo del Director Técnico de la Planta, encargado de la operación del landfarming. Las parcelas deberán tener como máximo una pendiente del 0,2 %, pendiente máxima no erosiva, a los fines del riego del efluente, de manera tal de retener los líquidos vertidos y evitar pérdidas por escurrimiento al pie de las parcelas. Se deberá mantener la limpieza del sitio, nivelación de celdas y la estructura de bermas o taludes.

39 Datos básicos de diseño:
Terreno disponible (superficie a utilizar ): 15 ha. Terreno de uso para landfarming: 11 ha. Terreno de uso para otros: 4 ha. Nº de módulos: 20 Tipo de suelo según su textura: Comprendido entre Limoso y Arcillo-Limoso Capacidad media de evaporación x celda: 5,3 L/m2.

40 ESQUEMA DE LA CELDA

41 Los biosólidos se pueden aplicar directamente sobre el suelo o acondicionarse primero. En el caso de aplicación directa, esta se inicia normalmente con la preparación del lote, que se lleva a cabo con el implemento que se determine conveniente. Los biosólidos se trasladan al campo en camiones .Los mecanismos de aplicación pueden ser por gravedad, o en el caso de tratarse de barros del tipo pastoso, el esparcido se realiza normalmente con implementos agrícolas. En todos los casos es necesario regular las máquinas para que la aplicación conserve la dosis prevista en todo el lote. Luego del esparcido, el biosólido es incorporado al suelo utilizando disco, rastra y rolo u otro tipo de implemento mecánico. DISPOSICIÓN, OREADO, LABOREO Y DEGRADACIÓN BIOLÓGICA De acuerdo a las características del material a degradar, del suelo disponible y de las condiciones climáticas, se deberá acondicionar el material a incorporar a los módulos en la interfase sólido-liquido, en porcentajes cuyos rangos aceptables son del 4 al 12% como materia seca. La distribución en el área permitirá la evaporación del agua que lo vehiculiza. El pH de trabajo tiene un rango de 6 a 8, óptimo 7.

42 PREPARACIÓN DEL SUELO PARA LA DISPOSICIÓN DE LOS BIOSÓLIDOS (FOTO: LUÍS PATIÑO)

43 Cuando las condiciones de evaporación y concentración del agregado lo permitan se procederá, en caso de ser necesario, a una mejor distribución del material y luego a la oxigenación como primer paso. Las bacterias en presencia de carbono, nitrógeno y fósforo comenzaran el ciclo energético. Eventualmente se podrá aquí agregar si las condiciones lo exigen, bacterias específicas para afirmar la degradación prevista, eventualmente en base a la composición química del residuo se buscará el mismo compuesto en muestras de suelo a los fines de verificar el proceso de degradación. Aquí el metabolismo de las bacterias produce energía en donde la actividad enzimática oxida el carbón a dióxido.

44 TIEMPO DE TRATAMIENTO:
Los tiempos que se manejan en base a todos estos parametros son amplios, el rango de tratamiento varia entre 6 y 18 meses. Los valores ideales indican una media de 5 a 9 meses de tratamiento, siendo poco convenientes que los mismos pasen de los 12 meses. CAPACIDAD EN OPERACIÓN: La capacidad fluctua entre las 20 y 60 toneladas de residuo seco por hectarea por año (rango base de piso). VOLTEO: Esta previsto realizar un trabajo intensivo a fin de homogeneizar y permitir la aireación del blending cada 21 días, con múltiples volteos con sistema de arado de discos a fin de alcanzar la aireación prevista. PROFUNDIDAD DE VOLTEO: De 0,10 m. a 0,30 m.

45 VOLTEO UTILIZANDO UN SISTEMA DE ARADO DE DISCOS (FOTO: JOSÉ LUÍS PATIÑO)

46 BALANCE DE AGUA DEL LANDFARMING
VCL= (WCB + WCS + WCLL + WCD) – (WCE + WCI) Donde: VCL: Variación de el agua almacenada en el Lanfarming. WCB: Agua como componente del material a incorporar (barros de plantas tratamiento y/o grasas). WCS: Agua como componente del suelo. WCLL: Agua como componente de lluvia. WCI: Agua como componente de infiltración. WCE: Agua como componente de evaporación. WCD: Agua como componente de degradación (formación de agua). Tareas de remediación: Los tiempos que se manejan en base a todos los parametros mencionados son realmente amplios, el rango del proceso varía entre 15 a 60 días. Entre las tareas de remediación consideradas se enumeran las siguientes: siembra de cultivos de escarda para extraer nutrientes; encalado con sulfato de calcio, corrección de pH, agregado de Urea, Fósforo y Potasio; agregado de catalizadores biológicos y cepas de bacterias no indígenas.

47 CASO: APLICACIÓN EN PERÚ
Plan de Abandono Parcial del Pozo de Perforación denominado Situche Central 3X Lote 64 El tratamiento Landfarming aparecera en el punto 5.2 Técnica de “Landtreatment” del mencionado Plan de Abandono.

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50 5.2 Técnica de “Landtreatment”
Para la disposición de los cortes de perforación (48,686 Bls) se usará la Técnica de “Landfarming”, que consiste en el esparcimiento e incorporación de residuos (en este caso los cortes y lodos) en el suelo para iniciar un tratamiento biológico. Esta se realizará sobre la superficie del terreno (área donde se va a realizar el esparcimiento). Los cortes y lodos serán mezclados en forma homogénea incorporándole fertilizantes (nutrientes) y periódicamente arado para airear la mezcla. Los cortes serán mezclados con el suelo nativo en la relación apropiada, se empezará con una mezcla suelo/residuo de 1:1 (dependiendo de la disponibilidad de suelo en las áreas aledañas). El esparcimiento se realizará en forma homogénea en toda el área intervenida que hace un total de 2.46 Ha aproximadamente. Se está considerando las dos hectáreas de la locación, más el área del helipuerto, área de aproximación y el área de la poza de quema. En el Anexo 3 se encuentra las coordenadas del perímetro del área del esparcimiento. Para la técnica de “Landtreatment” se usará maquinaria pesada como tractores de oruga con implementos para volteo y mullido del suelo a mezclar. Se tomará una muestra compuesta de la mezcla final para análisis con la finalidad de verificar que ésta no sobrepase los niveles máximos establecidos en la Tabla N°1 del Anexo 4 y así también determinar la necesidad de aplicación de fertilizantes (nutrientes). Luego, sobre toda el área será colocada una capa de suelo vegetal (top soil) en un espesor de 20 cm. aproximadamente, procediéndose luego a la revegetación de toda el área.

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52 CASO: PMA del Proyecto de Perforación Exploratoria del Pozo Situche Central 5
Para la disposición de cortes de perforación se seguirá la técnica de Landfarming teniendo como referencia los valores del Anteproyecto de Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Suelo Agrícola - Perú- Diciembre En el Plan de Abandono Capitulo 6.13, se describe en detalle la disposición, técnica, metodología para el cierre de la poza de perforación. d) Procedimiento de la técnica de Landfarming Aspectos complementarios para la restauración del área: La profundidad de la napa freática en la locación Nivelación del terreno cuando sea necesario y la reposición de la capa orgánica. Las áreas compactadas serán escarificadas. Se recorrerá el área alterada en busca de residuos, los cuales se dispondrán de acuerdo al Plan de Manejo de Residuos.

53 A continuación se presenta el procedimiento de la técnica:
Los cortes de perforación serán mezclados en forma homogénea con el suelo nativo en la relación apropiada (mezcla suelo/residuo de 3:1), dependiendo de la caracterización de los cortes. Se incorporará fertilizantes (nutrientes), y material orgánico (restos de tejidos vegetales). Previo a la aplicación, se realizará una prueba para ajustar la relación de mezcla suelo/residuo, la cantidad de nutrientes y material orgánico. Periódicamente será aireado la mezcla para asegurar el crecimiento bacteriano para la biodegradación de los compuestos orgánicos presentes. El Landfarming se realizará sobre la superficie del terreno de la Locación Situche Central 5 (área del campamento, plataforma, helipuertos y áreas de aproximación, poza de quema y área de bomba de agua), el cual involucra un área de 4,33 Ha aproximadamente. En el Plano PMA-01, se presenta el Área de Landfarming (Plano B64-LO-SC5-104), en el que se indica las coordenadas del perímetro del área del esparcimiento donde se aplicará la técnica. Para la ejecución de la técnica de “Landfarming” se usará maquinaria pesada como tractores de oruga con implementos para volteo y mullido del suelo a mezclar para asegurar una buena aireación, de tal manera que se produzca una buena oxigenación de la mezcla, ayudando a la biodegradación de la materia orgánica. Luego de la aireación de la mezcla, se colocará una capa de suelo vegetal (top soil) en un espesor de 20 cm aproximadamente, para ello se usará los suelos removidos durante el desbroce inicial (topsoil), los cuales serán esparcidos homogéneamente sobre la superficie ocupada, a fin de contribuir en la regeneración natural del bosque. Se realizará el monitoreo de la calidad del suelo para verificación de cumplimiento de los estándares de suelo que se encuentran en el Cuadro Se nivelará el terreno si fuera necesario y se escarificará superficialmente el área a fin de restaurar las condiciones físicas del suelo. Se verificará el área que se encuentre libre de residuos, objetos extraños al lugar. En el caso se encontrasen estos materiales, se dispondrán de acuerdo al Plan de Manejo de Residuos.

54 Técnica de biorremediación LANDFARMING
GRACIAS