Colegio San Viator MaculElectivo Matemático

“La ignorancia sobre los suelos contaminados con Hidrocarburos”

Javiera Avilés

Bastián Baeza

Belén Muñoz

4°A

David Gajardo

Sabemos que no es el mejor trabajo que le hemos entregado pero de verdad que el esfuerzo que hicimos por intentar comprender este trabajo fue mucho, muchas gracias por la oportunidad y esperamos haber podido aprovecharla. También agradecerle por la paciencia que siempre nos tuvo y la simpatía. ¡Grande profe!

Javiera, Belén y Bastián

2

Introducción

¿Qué es contaminación de Suelos? Este fenómeno implica que la concentración de

una determinada sustancia en el suelo es mayor en comparación a los que ocurren en

forma natural, lo que causa daño al medioambiente. Se pueden generar básicamente

dos tipos de contaminación, una contaminación de suelo local resultante de una

agricultura intensiva o disposición de desechos, y una contaminación de suelo puntual

por impregnación anormal de sustancias vía fenómenos difusivos. Los derrames

provocan contaminación del medio ambiente con hidrocarburos, lo que genera un

severo problema ambiental en aire, agua y suelo.

La contaminación de suelos a nivel mundial se produce principalmente por la actividad

industrial, químicos usados en agricultura y disposición de desechos inapropiados. Tal

es el grado de importancia que, por ejemplo, en U.S.A. alrededor de 500.000

estanques de almacenamiento subterráneos de petróleo han clausurado por. En cuanto

a la agricultura, que explicaría sobre el 90% de la contaminación de suelos, se realiza

polución vía sustancias tóxicas como el cadmio, que es aplicado como un fertilizante

mineral fosfatado en predios.

El objeto general de este proyecto trimestral es dar a conocer la poca información con

respecto de algunos temas que, a pesar de que la gente no le tome importancia, podría

llegar a ser un tema crucial debido al alto impacto que puede llegar a afectar a las

grandes mineras, las cuales como todos ya saben son el más importante factor

económico del país.

3

1 Planteamiento del problema de investigación

1.1 A objeto de plantear un problema del tipo Biorremediación Suelos Contaminados

con hidrocarburos, BSCH, se presenta a continuación una descripción de un evento

ficticio que podría haber ocurrido en alguna zona del planeta

1.2 Se produjo un derrame de hidrocarburo desde un tambor de alrededor de 6000

litros de petróleo sobre la corteza terrestre en una zona semidesértica tipo Calama

(200 km. Antofagasta hacia la cordillera), el cual constituye un caso real.

1.3 Al acontecer esto, se formó una pluma zona valdosa no saturada en líquido

mezclado al interior del subsuelo compuesto por hidrocarburo, suelo, aire, agua en

régimen estacionario que no avanzará en el sentido por considerar fronteras

impermeables (Hurtado, 1994). Luego, la primera parte del modelo matemático

tratará de la infiltración de un hidrocarburo al interior del subsuelo que será

unidimensional y temporal. A nivel de meso escala, se muestra el transporte y flujo,

disolución y volatilización del contaminante en las fases sólido y líquido. A nivel de

maso escala, se muestra en el transporte y flujo contaminante, disolución y

volatilización del mismo en las fases sólido y líquido. Generada la posa de mezcla

hidrocarburos en subsuelo, el aire, agua y microorganismos autóctonos in-situ

comienzan su tarea de biodegradación de la fase oleica en las materias orgánicas y

de mineral componentes del subsuelo, vía fenómenos de difusión, disolución,

volatilización y biodegradación. Así, la segunda parte del modelo matemático será

la degradación del hidrocarburo al interior del subsuelo, que en estado temporal

4

será sólo función del tipo t, localizado en coordenadas estacionarias, por ello

interesa determinar grados de desnitrificación y oxigenación junto a otros factores,

que permitan evaluar si las bacterias siguen realizando trabajo de degradación del

hidrocarburo.

1.4 Para proveer una solución permanente del problema y asegurar que la cantidad de

hidrocarburos en la posa de contaminantes fueron degradados se propondrá

implementar un sistema inyección de biodegradante que considere el suministro de

fluidos, nutrientes y probables nuevas bacterias autóctonas al interior del subsuelo

junto a un sistema de extracción de hidrocarburos que deberían quedar

desgastados como residuos al interior del subsuelo.

1.5 Diversos procesos fisicoquímicos han sido usados para lograr una remediación

efectiva de suelos contaminados por petróleo. Sin embargo, los jóvenes

consumidos por la ignorancia y la actual tecno-dependencia no tienen ni la menor

idea sobre este tema, lo que significa que los próximos futuros de nuestro país, los

cuales probablemente tengan que encargarse de todos estos asuntos, sean unos

desinformados. Es por eso que hemos decidido averiguar qué tan inculcados e

interesados están los adolescentes con respecto a este tema.

¿Sera un problema que erradique en la juventud actual?

¿Tendrán por lo menos alguna idea sobre este tema?

¿Estarán consientes sobre el efecto que hay tierra gracias al maltrato del ser

humano?

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2 MARCO TEÓRICO

2.1 SUELO: Se denomina suelo a la parte superficial de la corteza terrestre,

biológicamente activa, que proviene de la desintegración o alteración física y

química de las rocas y de los residuos de las actividades de seres vivos que se

asientan sobre ella. Los suelos son sistemas complejos donde ocurren una vasta

gama de procesos físicos y biológicos que se ven reflejados en la gran variedad de

suelos existentes en la tierra.Son muchos los procesos que pueden contribuir a

crear un suelo particular, algunos de estos son: la deposición

eólica, sedimentación en cursos de agua, meteorización, y deposición de material

orgánico.

De un modo simplificado puede decirse que las etapas implicadas en la formación

del suelo son las siguientes:

Disgregación mecánica de las rocas.

Meteorización química de los materiales regolíticos, liberados.

http://es.wikipedia.org/wiki/Suelo

2.2 CONTAMINACIÓN: La contaminación es la introducción de sustancias en un medio

Que provocan que este sea inseguro o no apto para su uso.1 El medio puede ser

un ecosistema, un medio físico o un ser vivo. El contaminante puede ser

una sustancia química, energía (como sonido, calor, luz o radiactividad).

Es siempre una alteración negativa del estado natural del medio, y por lo general,

se genera como consecuencia de la actividad humana considerándose una forma

de impacto ambiental.6

La contaminación puede clasificarse según el tipo de fuente de donde proviene, o

por la forma de contaminante que emite o medio que contamina. Existen muchos

agentes contaminantes entre ellos las sustancias químicas (como plaguicidas,

cianuro, herbicidas y otros.), los residuos urbanos, el petróleo, o las radiaciones

ionizantes. Todos estos pueden producir enfermedades, daños en

los ecosistemas o el medioambiente. Además existen muchos contaminantes

gaseosos que juegan un papel importante en diferentes fenómenos atmosféricos,

como la generación de lluvia ácida, el debilitamiento de la capa de ozono, y el

cambio climático.

Hay muchas formas de combatir la contaminación, y legislaciones internacionales

que regulan las emisiones contaminantes de los países que adhieren estas

políticas. La contaminación esta generalmente ligada al desarrollo económico y

social. Actualmente muchas organizaciones internacionales como la ONU ubican

al desarrollo sostenible como una de las formas de proteger al medioambiente para

las actuales y futuras generaciones.

http://es.wikipedia.org/wiki/Contaminaci%C3%B3n

2.3 BIODERRAMACION: Se define como biorremediación a cualquier proceso que

utilice microorganismos, hongos, plantas o las enzimas derivadas de ellos para

retornar un medio ambiente alterado por contaminantes a su condición natural. La

biorremediación puede ser empleada para atacar contaminantes específicos del

suelo, por ejemplo en la degradación bacteriana de compuestos organoclorados o

de hidrocarburos. Un ejemplo de un tratamiento más generalizado es el de la

limpieza de derrames de petróleo por medio de la adición de fertilizantes

7

connitratos o sulfatos para estimular la reproducción de bacterias nativas o

exógenas (introducidas) y de esta forma facilitar la descomposición del petróleo

crudo.

http://es.wikipedia.org/wiki/Biorremediaci%C3%B3n

2.4 MINA (minería): Una mina es el conjunto de labores necesarias para explotar

un yacimiento y, en algunos casos, las plantas necesarias para el tratamiento del

mineral extraído. Las minas también reciben el nombre de explotaciones mineras,

o, simplemente, explotaciones. Los minerales se originan por procesos geológicos

tantos internos (tectonismo y vulcanismo) que son extraídos del subterráneo, como

externos (sedimentación) son sacados de algunas cuevas o cavernas, etc. La

minería es considerada una de las principales actividades económicas del mundo,

siendo los principales países productores los siguientes: Chile, EEUU, México,

Rusia, entre otros.

http://es.wikipedia.org/wiki/Mina_(miner%C3%ADa)

2.5 HIDROCARBUROS: Se conoce como hidrocarburo al compuesto de tipo

orgánico que surge al combinar átomos de hidrógeno con otros de carbono. Según

los expertos en la materia, en este compuesto la forma molecular se basa

en átomos de carbono enlazados con átomos de hidrógeno. Estas cadenas de

átomos de carbono pueden ser abiertas o cerradas y lineales o ramificadas.

8

Cuando un hidrocarburo es extraído en estado líquido de una formación geológica,

recibe el nombre de petróleo. En cambio, el hidrocarburo que se halla naturalmente

en estado gaseoso se denomina gas natural.

La explotación del petróleo y del gas natural representa una industria muy

importante para la economía  ya que permiten obtener combustibles fósiles  y

producir lubricantes, plásticos y otros productos.

Es importante resaltar además que los hidrocarburos pueden generar

intoxicaciones graves, con trastornos severos para la respiración. Cuando una

persona se intoxica con un hidrocarburo, se le practica una intubación y se le

realiza ventilación mecánica.

Dado que los hidrocarburos están incluidos en el grupo de los disolventes de

tipo orgánico  (líquidos que pueden despedir vapor) es muy común que las

intoxicaciones se produzcan por la vía inhalatoria, pero pueden asimismo tener

lugar a través de la ingesta o del contacto con la piel. En la vida cotidiana, muchos

de los productos de consumo para el hogar representan potenciales fuentes de

toxicidad; algunos ejemplos son las bombonas de gas, el keroseno y la anilina

http://definicion.de/hidrocarburos/#ixzz3JZlvW4Cx.

2.6 TECNOLOGÍA BIOVENTING: El bioventing es una técnica de tratamiento biológico

in situ que combina la ventilación mecánica de los COV con la utilización de

microorganismos autóctonos para degradar compuestos orgánicos adsorbidos por

el suelo en la zona no saturada. Mediante esta tecnología, la actividad de las

bacterias es estimulada introduciendo un flujo de aire en la zona no saturada por

medio de pozos de inyección. Si fuera necesario, también se añadirían nutrientes

9

para favorecer el proceso, cuyo esquema de funcionamiento se presenta a

continuación:

En contraste con la técnica de extracción de vapores, en el bioventing se utilizan

bajos caudales de aire, para proporcionar sólo el oxígeno suficiente para mantener

la actividad microbiana. El aire se suministra de forma directa a la zona

contaminada, y, además de la biodegradación de los hidrocarburos adsorbidos al

suelo, se favorece un lento flujo de los compuestos volátiles, que pueden ser

degradados al atravesar el suelo biológicamente activo.La tecnología del bioventing

ha sido satisfactoriamente utilizada en el tratamiento de suelos contaminados con

hidrocarburos derivados del petróleo, disolventes no clorados, algunos pesticidas,

conservantes de la madera y otros compuestos orgánicos. A pesar de no ser una

técnica aplicable a la eliminación de compuestos inorgánicos, la biorremediación

puede ser usada para cambiar la valencia de algunos de esos compuestos para

que puedan ser adsorbidos en el suelo o bioacumulados en micro y macro

organismos. http://www.miliarium.com/prontuario/TratamientoSuelos/Bioventing.asp

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3 MARCO METODOLOGICO

3.1 UNIVERSO:

Alumnos de Chile que cursan 4° año de enseñanza media a lo largo de todo el

país, los cuales no necesariamente pertenecen al mismo establecimiento

educacional o nivel socio-economico y cultural.

3.2 MUESTRA:

10 alumnos de 4° medio pertenecientes al Colegio San Viator

3.3 VARIABLES:

Conocimiento sobre tierras

Preferencia en cuanto a su futura profesión

Importancia que puede tomarle el estudiante

Nivel socio-económico

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3.4 INSTRUMENTO:

1 ¿Conoce el tipo de suelo que posee Chile?

2 ¿Está consciente de lo importante que es la minería en nuestro país?

3 ¿Sabe de qué manera los hidrocarburos pueden afectar un determinado

territorio?

4 ¿Conoce las formas de contaminar un suelo?

5 ¿Crees que la Bioderramación de suelos sea una catástrofe a futuro?

6 ¿Conoce la tecnología BioVenting?

7 ¿Cree usted que utilizando la tecnología BioVenting se podrán revertir los

factores contaminantes?

8 ¿Cree usted que es importante informarse al respecto?

9 ¿Ha presenciado alguna forma de contaminación a suelos?

10 ¿Se le ha otorgado información al respecto?

12

4 ANALISIS DE LOS DATOS E INTERPRETACIÓN

4.1EXPOSICION DE DATOS

Encuestado n° 1 2 3 4 5 6 7 8 9¿Conoce el tipo de suelo que posee Chile?

NO SI NO NO NO NO SI NO NO

¿Esta consciente de lo importante que es la minería en nuestro país?

SI SI SI SI NO SI SI SI NO

¿Sabe de qué manera los hidrocarburos (PETRÓLEO) pueden afectar un determinado territorio?

NO NO NO NO SI SI NO SI NO

¿Conoce las formas de contaminar un suelo?

NO SI SI SI SI SI SI SI NO

¿Crees que la bioderramacion de suelos sea una catástrofe a futuro?

NO NO SI NO SI NO NO SI SI

13

¿Conoce la tecnología BioVenting?

SI NO NO SI NO NO NO NO NO

4.2TABLA DE RESULTADOS:

¿Conoce el tipo de suelo que posee Chile? Si: 2 personas No: 7 personas¿Está consciente de lo importante que es la minería en nuestro país?Si: 7 personasNo: 2 personas¿Sabe de qué manera los hidrocarburos (PETRÓLEO) pueden afectar un determinado territorio?Si: 3 personasNo: 6 personas¿Conoce las formas de contaminar un suelo?Si: 7 personasNo: 2 personas¿Crees que la bioderramacion de suelos sea una catástrofe a futuro?Si: 4 personasNo: 5 personas¿Conoce la tecnología BioVenting?Si: 2 personasNo: 7 personas

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4.3 GRAFICOS

PREGUNTAS 1 Y 4

SI NO

PREGUNTAS 2, 3 Y 6

SI NO

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PREGUNTA 5

SI NO

4.4 ESTADISTICA

PREGUNTARESPUESTA

1 2 3 4 5 6

SI 2 7 3 7 4 2NO 7 2 6 2 5 7

MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL

PREGUNTA 1

PREGUNTA 2

PREGUNTA 3

PREGUNTA 4

PREGUNTA 5

PREGUNTA 6

Moda NO SI NO SI NO NOMediana NO SI NO SI NO NO

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5. Conclusiones

Luego de realizar todo este proyecto investigativo, nuestro grupo pudo concluir que

nuestra hipótesis con respecto a que los jóvenes no se encuentran informados sobre

la contaminación de los suelos con Hidrocarburo está totalmente acertada, ya que se

ve claramente en los resultados de la encuesta una ignorancia por parte de los

alumnos ya que la mayoría de las preguntas aplicadas a estos fue respondida con la

alternativa “NO”. También se pudo notar que los alumnos que estaban interesados

en profesiones relacionadas con la minería o agronomía (sobre la tierra más

específicamente), tenían un conocimiento bastante más avanzado que los demás,

por lo que se puede deducir que este tema se puede relacionar con las preferencias

que tienen con respecto a sus carreras universitarias. Por último, un dato

preocupante y no menor fue que la mayoría de los encuestados saben cómo

contaminar la tierra, pero no saben cómo cuidarla o como prevenir que esto suceda,

por lo cual se debería implementar una especie de concientización con respecto a

este tema y comenzar a tomar cartas en el asunto, ya que si no se toman la medidas

necesarias a tiempo, esto podría conllevar a una gran problemática que no solo

afectaría a la tierra, sino que también a las mineras, las cosechas o también a la

economía, lo cual arrastraría a su vez la pobreza, el trabajo y otros muchos factores

que van íntimamente ligados con esta.

17

Bibliografía

Little C., Modelación de la Biodegradación de Hidrocarburos en suelos valdosos y

saturados, Tesis Magíster PUC, 1999

Gómez D., Modelación de derrames de Hidrocarburos en suelos saturados y no

saturados, Memoria Ingeniería Ambiental PUC, 2002

Reyes L., Modelación Experimental Fenomenológico de Biorremediación de suelos

contaminados con Hidrocarburos, Tesis Magíster PUC, 2006

Hurtado J., Modelación Numérica Unidimensional de la infiltración de hidrocarburos

en suelos no saturados, Memoria Ingeniería Hidráulica PUC, 1994

Volke, Tania y Velasco, Juan (2002). Tecnologías de remediación para suelos

contaminados. Consultado el 25 de octubre de 2014

Giniebra, J. J. C., Dominguez, J. A., & Águila, R. M. (2012). La corrosión en bases

de combustibles como causa de accidentes tecnológicos conducentes a la

contaminación de suelos y aguas.

Alexander, M. 1994. Biodegradation and bioremediation. Academic Press, San

Diego. 302 pp.

Cunningham, C. y Philip, J. 2000. Comparison of bioaugmentation and biostimulation

in ex situ treatment of diesel contaminated soil. Land Contamination and

Reclamation, 8(4). 261-269 pp.

Eweis, J.B., Ergas, S.J., Chang, D.P y Schroeder, E.D. 1998. Bioremediation

Principles. McGraw-Hill International Editions. 296 pp.

Benavides, J. (2006). “Biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos

derivados del petróleo”. Universidad de la Salle.

18

CEPAL. (2004). Evaluación social inversiones públicas: enfoques alternativos y su

aplicabilidad para Latinoamérica. Recuperado el 13 de Noviembre de 2014, de

Ortínez, O. Gavilán, A. (2003). “La restauración de suelos contaminados con

hidrocarburos en México.” Recuperado el 12 de Noviembre de 2014, de

Zaval, S. (1995). “Estudio de prefactibilidad para el establecimiento de BIO IN SITU

SA, una empresa de biorremediación de suelos contaminados por crudos.”

Universidad Autónoma Metropolitana, División de Ciencias Biológicas y de la Salud.

19

INDICE:

Página

Portada……………………………………………………………………………………….…..1

Agradecimientos………………………………………………………………………………...2

Introducción…………………………………………………………………………………..….3

Planteamiento del problema de investigación……………………………………………..…

4

1.1Antecedentes……………………………………………………………………….…...4

1.2Fundamentación del problema de investigación………………………………..……

4

1.3Formulación del problema de investigación…………………………………..…..4 y

5

1.4Objetivos…………………………………………………………………………………5

1.5Hipótesis………………………………………………………………………………….5

Marco Teórico……………………………………………………………………………………6

2.1Suelo……………………………………………………………………………….……..6

2.2Contaminación……………………………………………………………………….6 y

7

2.3Bioderramación………………………………………………………………………….7

2.4Mina………………………………………………………………………………………8

2.5Hidrocarburos…………………………………………………………………..……8 y

9

20

2.6Tecnología Bioventing…………………………………………………………………

10

Marco Metodológico…………………………………………………………………………...11

3.1Universo……………………………………………………………………………….. 11

3.2Muestra…………………………………………………………………………………11

3.3Variable…………………………………………………………………………………11

3.4Instrumento………………………………………………………………………..11 y

12

Análisis de los datos e

interpretación………………………………………………………...13

4.1Exposición de datos……………………………………………………………………

13

4.2Tablas de resultados……………………………………………………………..13 y

14

4.3Gráficos……………………………………………………………………………14 y

15

4.4Estadísticas…………………………………………………………………………….15

Conclusión……………………………………………………………………………………...16

Bibliografía………………………………………………………………………………...17 y

18

21