Date post: | 06-Apr-2016 |
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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?
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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
15
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
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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
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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