Trabajo presentado en el Concurso Pre-Ingeniería 2013.

La contaminación ambiental más difundida puede atribuirse a la producida por hidrocarburos derivados del petróleo, causados por accidentes de petroleros, rupturas de tanques de almacenamiento, fugas en las tuberías y accidentes de transporte. Existen varias técnicas de biorremediación para tratar suelos contaminados con hidrocarburos, ya que estos son compuestos relativamente fáciles de degradar. La biorremediación de suelos depende de varios factores que afectan el proceso de biodegradación tales como el contenido de humedad, la concentración de N y P, temperatura, contenido de oxígeno, micronutrientes, etc. Una característica de los suelos contaminados con hidrocarburos es la alta concentración de carbono comparada con la concentración de nutrientes, tales como N y P. Es esperable que particularmente el nitrógeno afecte la velocidad y la intensidad de la biorremediación debido a que los suelos pierden nitrógeno por lixiviación o procesos de desnitrificación. Por ello, el N es, usualmente, el nutriente limitante en suelos y varios estudios se han focalizado en el efecto del N en la biorremediación de suelos contaminados con hidrocarburos. El procedimiento de biorremediación más utilizado es la bioestimulación de microorganismos indígenas por adición de nutrientes. La célula bacteriana necesita una fuente de nitrógeno y fósforo para poder llevar a cabo la biodegradación de los hidrocarburos del petróleo. Durante los procesos de biodegradación los microorganismos incorporan carbono (C) de la fuente contaminante, al mismo tiempo que extraen nitrógeno y fósforo inorgánicos del suelo para formar su estructura celular. La relación C: N: P de las células bacterianas son de 100:20:1. La cantidad de nitrógeno y fósforo necesario para estimular la biodegradación de hidrocarburos es menor que el requerimiento celular teórico debido a que no todo el carbono del contaminante es incorporado como biomasa (por ejemplo una fracción es convertida en dióxido de carbono) y una cantidad significativa de nitrógeno orgánico se recicla cuando la célula microbiana muere. Muchos experimentos de laboratorio y de campo con fertilizantes inorgánicos y orgánicos han mostrado un efecto positivo en la remoción de hidrocarburos de ecosistemas. La forma preferida de incorporar el N es en forma de sales de amonio, otra fuente es la urea y los nitratos. En general, el nitrógeno como amonio es la forma más fácilmente utilizable por los microorganismos puesto que se encuentra en un estado reducido que favorece la formación de aminoácidos y otros procesos metabólicos, en comparación con los nitratos. Según Shewfelt, el nitrógeno amoniacal incrementa la velocidad de degradación como resultado de una disminución en la fase lag, en comparación con los nitratos. Los objetivos del estudio son: comparar el efecto de tres fuentes de nitrógeno empleadas para la degradación de hidrocarburos en muestras de un suelo contaminado con petróleo crudo; monitorear los
cambios en la actividad biológica a través de ensayos de respiración modificando la relación C:N; evaluar los resultados de la degradación biológica midiendo la concentración de hidrocarburos remanente en el suelo. Para el estudio se realizaron ensayos de laboratorio con suelo contaminado con petróleo crudo el cual contenía 80700 mg/kg de hidrocarburos totales de petróleo (TPH), 768 mg/kg N total, 86 mg/kg N inorgánico. La actividad biológica del suelo se midió a través de la producción de CO2 atrapado en una disolución de álcali en un sistema cerrado de incubación a 28 °C. Cada fertilizante fue incorporado al suelo siguiendo relaciones carbono-nitrógeno (C:N) 10:1, 20:1 y 40:1, la humedad óptima fue obtenida de un ensayo previo del suelo sin agregado de fertilizante considerando el 60%, 70% y 80% de la capacidad de retención hídrica (CRH). El porcentaje de degradación de los hidrocarburos fue superior al 40% para las relaciones 40:1 independientemente del fertilizante utilizado, observando que el DAP alcanzó el 60% de degradación. El DAP en todas sus relaciones C:N logró porcentajes de degradación por encima del resto de los fertilizantes. La relación C:N 20:1 de DAP y de Urea mostraron la menor concentración de hidrocarburos remanentes. Los ensayos de respiración realizados permiten concluir que:1. El fertilizante inorgánico Triple 15 inhibe la actividad biológica cuando es incorporado en altas proporciones, siendo la relación C:N 40:1 la más adecuada de las tres estudiadas. 2. Cuando se utilizó DAP como fertilizante, la actividad biológica se vio favorecida en todas las relaciones estudiadas. Es de destacar que con este fertilizante se incorporó no solamente nitrógeno sino también fósforo. 3. Cuando se utilizó Urea como única fuente de nitrógeno, se observó un aumento de la actividad biológica para la relación C:N 40:1. 4. Al incorporar una mezcla de Urea + DAP, la actividad biológica se incentivó en la tres relaciones ensayadas, siendo la relación C:N 20:1 la que generó la mayor producción de CO2 de todos los tratamientos. La mejor respuesta de los fertilizantes utilizados se da para la relación C:N 40:1. La interacción de los fertilizantes DAP y Urea no inhibe la actividad biológica.