Evaluación de técnicas de biorremediación para la recuperación de sitios contaminados por hidrocarburos

Abstract

Actualmente, la contaminación es el problema ambiental más relevante a nivel mundial. En particular, la contaminación y degradación del suelo representa uno de los principales retos, es por ello que varios de los Objetivos para el Desarrollo Sostenible (ODS) propuestos por la ONU en 2015 para los siguientes 15 años, revidados en Septiembre de 2023, hacen referencia a la conservación y protección de la tierra y el suelo. La gran cantidad de sitios contaminados por hidrocarburos y la respuesta deficiente en algunos casos de las tecnologías de tratamiento tradicionales para la remediación de éstos, han llevado al desarrollo de biotecnologías que responden de manera eficiente generando menos impacto en el medio ambiente. En este sentido, la biorremediación se ha convertido en una estrategia de gran utilidad, ya sea mediante la utilización de microorganismos degradadores nativos de los sitios a recuperar o mediante la utilización de plantas capaces de adaptarse a estos ambientes contaminados por hidrocarburos. La Región Patagonia en Argentina, con una importante actividad hidrocarburífera, en especial en la Cuenca Neuquina, posee un gran número de pasivos ambientales fruto de esta actividad. Los ambientes degradados en zonas de clima árido, como los de la zona de la formación Vaca Muerta, representan un desafío a la hora de plantear estrategias de intervención basadas en remediación biológica por las limitaciones asociadas a un régimen de lluvia insuficiente, suelos pobres en nutrientes y poblaciones microbianas escasas. El objetivo de la presente tesis fue diseñar una herramienta para la selección del método de biorremediación más adecuado que ayude en la gestión de sitios contaminados por hidrocarburos en la zona de Vaca Muerta. En cuanto a la metodológico, se realizó una una búsqueda detallada de literatura científica en bibliotecas y repositorios digitales, y una minuciosa revisión tanto de documentación técnica, publicaciones científicas, tesis de grado y posgrado, guías gubernamentales, protocolos y normas internacionales de distintas agencias ambientales y legislación con respecto a biorremediación, con enfoque específico, a la contaminación de suelos por hidrocarburos y a la situación en la Cuenca Neuquina en la Patagonia Argentina. Los pasos de la investigación tuvieron en cuenta los tipos de suelos de la zona de estudio, la textura de los mismos, el tipo y concentración de los posibles contaminantes, como así también características de accesibilidad al área afectada, para dar cumplimiento al objetivo propuesto. Además, se realizó una revisión y comparación de la legislación a nivel internacional, nacional y provincial. Como resultado, dentro de las herramientas de valoración que ofrece el análisis comparativo multicriterio, se diseñó una matriz de decisión, atendiendo a la pertinencia, eficacia, seguridad, viabilidad, operatividad, costos, entre otros, de aplicar una alternativa por encima de otras. Finalmente, luego del diseño y para realizar el análisis de comportamiento de la herramienta, se planteó su aplicación mediante la simulación de un caso hipotético, y a juicio de expertos, atendiendo a que se demuestrara tanto la validez, como la sensibilidad y robustez de la matriz. Se considera de importancia, el desarrollo de herramientas de valoración simples, de fácil y rápida implementación como una matriz de decisión. Este tipo de herramienta no sólo facilita la gestión en cuanto a la toma de decisiones, sino que también orienta en cuanto a la planificación, ya sea tanto en la selección de planes de manejo y conservación, como en la selección de las estrategias para la recuperación de ambientes degradados.

Currently, pollution is the most relevant environmental problem worldwide. In particular, soil pollution and degradation represents one of the main challenges, which is why several of the Sustainable Development Goals (SDGs) proposed by the UN in 2015 for the next 15 years, revived in September 2023, make reference to the conservation and protection of land and soil. The large number of sites contaminated by hydrocarbons and the poor response in some cases of traditional treatment technologies for their remediation have led to the development of biotechnologies that respond efficiently, generating less impact on the environment. In this sense, bioremediation has become a very useful strategy, either through the use of degrading microorganisms native to the sites to be recovered or through the use of plants capable of adapting to these environments contaminated by hydrocarbons. The Patagonia Region in Argentina, with important hydrocarbon activity, especially in the Neuquén Basin, has a large number of environmental liabilities resulting from this activity. Degraded environments in areas with an arid climate, such as those in the Vaca Muerta formation area, represent a challenge when proposing intervention strategies based on biological remediation due to the limitations associated with an insufficient rainfall regime, nutrient-poor soils. and scarce microbial populations. The objective of this thesis was to design a tool for selecting the most appropriate bioremediation method to help in the management of sites contaminated by hydrocarbons in the Vaca Muerta area. Regarding the methodological aspect, a detailed search of scientific literature in libraries and digital repositories was carried out, and a thorough review of technical documentation, scientific publications, undergraduate and postgraduate theses, government guides, protocols and international standards from different environmental agencies. and legislation regarding bioremediation, with a specific focus on soil contamination by hydrocarbons and the situation in the Neuquén Basin in Argentine Patagonia. The research steps took into account the types of soils in the study area, their texture, the type and concentration of possible contaminants, as well as accessibility characteristics of the affected area, to comply with the proposed objective. In addition, a review and comparison of legislation at the international, national and provincial levels was carried out. As a result, within the assessment tools offered by the multi-criteria comparative analysis, a decision matrix was designed, taking into account the relevance, effectiveness, safety, feasibility, operability, costs, among others, of applying an alternative over others. Finally, after the design and to carry out the behavior analysis of the tool, its application was proposed through the simulation of a hypothetical case, and in the opinion of experts, ensuring that both the validity, sensitivity and robustness of the matrix were demonstrated. The development of simple assessment tools that are easy and quick to implement such as a decision matrix is considered important. This type of tool not only facilitates management in terms of decision making, but also guides in terms of planning, both in the selection of management and conservation plans, and in the selection of recovery strategies of degraded environments.