PROTOCOLO DE INVESTIGACIÓN

INGENIERÍA PETROLERA

ELABORACIÓN DE UNA MEMBRANA CON LA PLANTA ACUÁTICA SALVINIA CON FITORREMEDIACIÓN POR DERRAMES DE HIDROCARBUROS EN AMBIENTES

MARINOS.

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE

COATZACOALCOS

o Prieto zapata Javier Antonio 13081524

o Rueda Barreira Alvina 13081540

INTRODUCCIÓN

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos, los más simples, formados por carbono e hidrógeno, y se consideran las sustancias principales de las que se derivan todos los demás compuestos orgánicos. El petróleo contiene una gran variedad de hidrocarburos. El petróleo es un líquido oleoso bituminoso (color oscuro) de origen natural compuesto por diferentes sustancias orgánicas (es una mezcla de hidrocarburos, aunque también suelen contener unos pocos compuestos de azufre y metales pesados). Se forma a partir de restos de pequeños organismos marinos que viven en cantidades enormes en mares cálidos y poco profundos que al pasar millones de años bajos la presión de capas de sedimentos, los restos orgánicos se transformarán en petróleo.

Se encuentra en grandes cantidades en los estratos superiores de la corteza terrestre, esto se debe a que el petróleo tiende a escapar a zonas más altas en las que soporte menos presión. En este viaje, con frecuencia acaba encontrando un esquisto impermeable o una capa de roca densa y se acumula formando los llamados yacimientos. En otras ocasiones consigue alcanzar la superficie y cuando ocurre esto el petróleo se volatiza dejando un residuo de asfalto y betún. No es de extrañar, por tanto, que fuese conocido ya por las antiguas civilizaciones. Los egipcios utilizaban el betún para impermeabilizar los barcos y para embalsamar las momias. Sin embargo, tan sólo desde finales del siglo XIX viene utilizándose a gran escala como combustible.

Se estima que por diferentes causas llegan anualmente al medio ambiente marino aproximadamente 3,2 millones de toneladas métricas (m3) de hidrocarburos; 15% de esta cantidad es producto de accidentes en buques tanques y reventones, o explosiones en plataformas «off shore» (costa afuera). No deben desestimarse los derrames de las refinerías próximas al litoral o en bahías e instalaciones de terminales de tanqueros para la carga y descarga de los buques, y la propia exploración petrolera en el mar, ya sea desde buques o desde plataformas.

Los derrames de hidrocarburos en el mar provocan daños a los ecosistemas marinos y costeros, y afectan diversas actividades económicas. La implementación de nuevos métodos o la mejora de los existentes, para los procesos de remediación es una buena alternativa frente a los métodos utilizados tradicionalmente por las empresas privadas contratadas para el control de la contaminación que ha generada la actividad hidrocarburífera, en tal razón el uso de materiales de la zona o de bajo valor económico en la descontaminación debe ser analizado para establecer nuevas y mejores metodologías.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Los hidrocarburos son un tipo de contaminantes que afectan a la calidad del agua de manera importante. Los derrames de petróleo en ecosistemas acuáticos (océanos, ríos, lagos, lagunas y zonas inundables) dejan estelas de contaminación de efectos a muy largo plazo. Cuándo la contaminación llega al agua, los componentes más pesados tienden a hundirse en los sedimentos, provocando una contaminación constante del agua, y afectando a la fauna acuática y fundamentalmente a los organismos que viven en el fondo de los ríos y delos lagos.

La mancha generada por los hidrocarburos del petróleo vertido flota por diferencia de densidades impidiendo la entrada de luz y el intercambio gaseoso, dando comienzo a la solubilización de compuestos hidrosolubles y a la afección de diferentes poblaciones: las primeras poblaciones afectadas por un derrame son los peces y el plancton, en segundo lugar son afectados los macroinvertebrados, y la última población afectada son los Bentos o población de macroinvertebrados que viven en los fondos de los ríos y ciénagas, generado de esta manera un grave daño a estos ecosistemas alterando su equilibrio e impidiendo el desarrollo de sus funciones naturales.

ANTECEDENTES

En derrames de hidrocarburos no es fácil aplicar tecnologías de fitorremediación utilizando plantas vivas, dado que las plantas también son sensibles a estos compuestos tóxicos. Se ha demostrado que ciertas plantas costeras de pantano son sensibles al petróleo crudo. Especies tales como Panicum hemitomon y Spartina alterniflora presentaron efectos adversos en su crecimiento, aunque éstos fueron más severos en Spartina patens, . Sin embargo, al utilizar la biomasa seca, dichos efectos tóxicos fueron eliminados (DeLaune et al. 2003)

Se a demostrado que el lirio acuático (Eicchornia crassipes) contiene una gran cantidad de fibra (55 % b.s.) (Ly et al. 2002) y existen algunas empresas que ya lo utilizan para remover compuestos orgánicos no polares, tales como los hidrocarburos.

Siguiendo esta estrategia, se han estudiado ciertas propiedades de la biomasa seca que pueden utilizarse como bioadsorbentes de hidrocarburos. Se ha descrito que la hidrofobicidad, la superficie específica y la capilaridad de los adsorbentes

son los factores determinantes involucrados en la remoción de petróleo y otros hidrocarburos (Ribeiro et al. 2003)

El uso de biomasa seca de ciertas plantas acuáticas con capacidad adsorbente de hidrocarburos, es una opción que aún debe explorarse a nivel piloto en manglares impactados por derrames de hidrocarburos.

PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN

¿Qué hacer en un ambiente marino para remediar la zona afectada por un derrame de hidrocarburos?

JUSTIFICACIÓN

Este proyecto de investigación ha considerado como una necesidad importante la elaboración de una técnica de remediación en ambientes marinos ya que la demanda de energía en el mundo, el petróleo como fuente principal de la misma, ha presentado algunos efectos colaterales durante la explotación petrolera. El petróleo ha beneficiado al sistema económico del país como también ha afectado, produciendo la contaminación del ambiente.

El empleo de la fitorremediación como alternativa de tratamiento de aguas contaminadas con hidrocarburos aportará una solución económica, eficiente y viable para reducir el aporte contaminante de estos compuestos a las fuentes de agua, de donde este recurso es captado para el abastecimiento. Se tiene la ventaja de que las plantas llevan a cabo reacciones químicas, utilizando luz solar, para metabolizar o mineralizar las moléculas orgánicas.

En derrames de hidrocarburos no es fácil aplicar biotecnologías utilizando plantas vivas, dado que las plantas también son sensibles a estos compuestos tóxicos. Se ha investigado y demostrado que ciertas plantas costeras de pantano son sensibles al petróleo crudo, por lo cual esta técnica se dirigirá a la absorción de hidrocarburos que implementará la biomasa muerta o seca dado que sus características fisicoquímicas la hacen un excelente absorbente y no es sensible a los efectos tóxicos de estos compuestos.

La recuperación natural de la vegetación de manglar toma entre 20 y 30 años después de un impacto severo por derrame de petróleo. La implementación de una membrana para la fitorremediación, reducirá el nivel de contaminación que se haya tenido en ambientes marinos por derrame de hidrocarburos, ya que

acordonará el área afectada con una barrera construida a partir de la planta acuática Salvinia para la absorción y remoción de hidrocarburos, y así efectuar la recuperación del crudo.

Esta técnica se presenta como una alternativa viable y prometedora por su efectividad, con la finalidad de aportar al desarrollo y avance de la investigación, con el objeto de indagar con elementos de juicio técnico-investigativo en la aplicación de técnicas de remediación; estableciendo un equilibrio entre la actividad productiva y el ambiente.

HIPÓTESIS

La membrana de Salvinia elaborada con fitorremediación detendrá, absorberá y recuperara una mayor cantidad de hidrocarburo en ambientes marinos.

OBJETIVO GENERAL

Detener, absorber y recuperar el mayor porcentaje de crudo en ambientes marinos por derrames de hidrocarburos a través de la planta acuática Salvinia.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

o Disminuir la mancha de hidrocarburo en ambientes marinos por derrames

de hidrocarburos utilizando la planta acuática Salvinia.o Aportar al círculo petrolero una nueva tecnología para los derrames de

hidrocarburos en ambientes marinos con ayuda de una membrana de Salvinia elaborada por fitorremediación.

MARCO CONCEPTUAL

Hidrocarburos, son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. La estructura molecular consiste en un armazón de átomos de carbono y átomos de hidrógeno. Los hidrocarburos son los compuestos básicos de la Química Orgánica. Las cadenas de átomos de carbono pueden ser lineales o ramificadas, y abiertas o cerradas. Los que tienen en su molécula otros elementos químicos (heteroátomos) se llaman hidrocarburos sustituidos.

Derrame de Hidrocarburo, es un vertido de hidrocarburo que se produce debido a un accidente o práctica inadecuada, como lo dicho anteriormente, que contamina el medio ambiente, especialmente el mar

Emulsión,una emulsión es una mezcla de dos líquidos inmiscibles de manera más o menos homogénea. Un líquido (la fase dispersa) es dispersado en otro (la fase continua o fase dispersante). Muchas emulsiones son de aceite/agua, con grasas alimenticias como uno de los tipos más comunes de aceites encontrados en la vida diaria.

Barreras de contención para derrame maritimo, lasbarreras de contención maritimas, se caracterizan por tener espuma de flotación, permitiendo el despliegue rápido y seguro, debido a su bajo peso pueden ser facilmente desplegadas desde barcos, muelles, carreteles, etc.. y manipuladas con comodidad por las tripulaciones. Están recomendadas para su uso en aguas tranquilas .

Las conexiones entre tramos pueden ser mediante conectores ASTM (aluminio), Unicon o tipo Norwegian.

Fitorremediacion, es un proceso que utiliza plantas para remover, tranferir, estabilizar, concentrar y/o destruir contaminantes (orgánicos e inorganicos) en suelos, lodos, sedimentos y mares.

Salvinia, es un helecho acuático de libre rotación que posee hojas verde-amarillentas a verde oscuro tendidas inmediatamente encima de la superficie de agua, así como raíces filamentosas, pardas, las que flotan en el agua.

Membranas orgánicas, los materiales de las membranas a base de polímeros se han beneficiado de los progresosrealizados en el campo de los polímeros sintéticos en los últimos treinta años.Las primeras membranas artificiales se

prepararon a partir de la celulosa y de sus derivados.Estas membranas se utilizan todavía pero presentan una resistencia limitada a los productosquímicos y a la temperatura. Por el contrario, los polímeros sintéticos más recientes tienen unaresistencia química y térmica más elevada que la de la celulosa.

METODOLOGÍA

Se realizarán actividades como:

I.Levantamiento de áreas contaminadas con petróleo en ambientes marinos.

II.Selección de la especie Salvinia.

III.Diseño de la membrana con Salvinia.

Esto, con la finalidad de obtener un diagnóstico que permita conocer las áreas impactadas con hidrocarburos, las tecnologías de mayor saneamiento y proponer una alternativa de recuperación de hidrocarburos y mediante el desarrollo de una propuesta de investigación, con el uso de la fitorremediación

I.Levantamiento de áreas:

Para el levantamiento de áreas contaminadas, se buscó información de la base de datos de la Secretaria de medio ambiente y recursos naturales, se identificaron los sitios con problemas de contaminación de hidrocarburos en ambientes marinos, en costas de Campeche, Tabasco y Veracruz donde se presenta afectación del recurso marino, con la finalidad de ubicar puntos estratégicos, donde se aplicara la propuesta de investigación.

II.Selección de la especie Salvinia:

Figura 1. Salvinia

Esta etapa consistió en realizar una selección e identificación de especies de plantas sobrevivientes en las áreas contaminadas con hidrocarburos, con el fin de obtener información sobre su capacidad de tolerancia a los contaminantes y de poseer una micro flora asociada a las raíces a modo de obtener información sobre su potencial uso en la recuperación de ambientes marinos contaminados con petróleo, mediante la fitorremediación.

La especie elegida es Salvinia ya que tiene una alta hidrofobicidad (96 %) y excelentes características capilares que la hacen un muy eficiente bioadsorbente de compuestos no polares. Cuando la biomasa seca de Salvinia fue comparada con una turba comercial para evaluar su capacidad de adsorción de petróleo crudo, se demostró que esta biomasa vegetal tiene una mayor capacidad de adsorción (4.8 g vs 2.7 g de petróleo g–1 biomasa) (Ribeiro et al. 2000).

La Salvinia, también ha sido probada como un filtro para la adsorción de emulsiones acuosas de petróleo crudo y otros hidrocarburos como vaselina. Los resultados mostraron que la biomasa de Salvinia adsorbió de 2 a 3 veces más petróleo y vaselina en comparación con una turba comercial (peat sorb) (11.8 vs 4.8 g de petróleo g–1 de biomasa y 7.3 vs 3.0 g de vaselina g–1 de biomasa). Esta superioridad de Salvinia, parece deberse principalmente a su hidrofobicidad y a los filamentos presentes en su superficie (Ribeiro et al. 2003).

III.Diseño de la membrana con Salvinia:

Se diseñara una membrana a través de la biomasa seca de la especie Salvinia, la cual tendrá como propósito acordonar las areas afectadas por un derrame de hidrocarburo en ambientes marinos. Con la función de detener, absorber y recuperar el mayor porcentaje de hidrocarburo derramadoen las zonas afectadas

CRONOGRAMA

Actividades

Semanas de ejecución del proyecto

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Recopilación de información.

Levantamiento de áreas contaminadas con petróleo

en ambientes marinos

Recolección de Salvinia

Proceso de fitorremediación

Elaboración de membrana

Correcciones

Resultados

MARCO TEÓRICO

Durante la exploración en busca de petróleo ya sea en tierra o lejos de la costa, existe el riesgo de un estallido cuando se llega a perder el control del pozo. Lo cual puede ocasionar grandes derrames de petróleo que dañan el ambiente marino. (Heinke, 1996).

Los derrames de petróleo representan un grave problema de contaminación en diversas partes del mundo. Estos accidentes han contribuido en gran manera al aumento en la contaminación por hidrocarburos en zonas costeras, afectando negativamente áreas de manglar, la flora, la fauna y la salud humana. Los hidrocarburos del petróleo se adhieren a las branquias de los peces, afectando su respiración.

Los hidrocarburos se pueden encontrar en el agua flotando libremente, en emulsión, disueltos o adsorbidos a sólidos suspendidos. Los hidrocarburos con mayor número de carbonos tienden a flotar y están en forma libre. Por el contrario, las moléculas más pequeñas tienden a formar emulsiones con el agua y son más difíciles de remover (Reeves, 2005). El petróleo derramado forma una delgada capa sobre la superficie del océano, extiende fácilmente, ya que es esencialmente insoluble en agua, menos denso que el agua, y disminuye la tensión superficial neta. Algunas veces se ha llevado el crudo de petróleo de un derrame oceánico hacia las playas, depositando capas de petróleo ofensivas que se mezclan con la arena y hacen la playa poco atractiva (King, 1979).

Figura 2. Derrame de Hidrocarburos

Diversos procesos relacionados con el clima contribuyen a la atenuación natural de descargas de petróleo en agua de mar, tales como evaporación, foto–oxidación, emulsión, dispersión y biodegradación (Brakstad & Bonaunet, 2006). Sin embargo, en la mayoría de los derrames de petróleo, dicha capacidad de autodepuración no es suficiente para remediar los sitios contaminados e incluso los productos de la foto–oxidación son compuestos ácidos y fenólicos, los cuales en alguno de los casos, son más tóxicos que los hidrocarburos originales (Kingston, 2002).

Cuando se produce un derrame de petróleo, este manifiesta diferentes cambios físicos y químicos; conocer los procesos que explican dichos cambios y la forma interactuar de dichos procesos, permitirá explicar cómo se altera la naturaleza y composición de los hidrocarburos con el tiempo.

A considerar la problemática de la contaminación por derrame de petróleo en mar también es permitido de hablar de forma genérica el destino del hidrocarburo derramado con frecuencia se hace la distinción de hidrocarburos no persistentes, que tienden a desaparecer rápidamente de la superficie del agua y los hidrocarburos persistentes que, por el contrario, se disipan más lentamente y por lo general requieren una acción de limpieza. Las principales propiedades físicas que afectan el comportamiento de un hidrocarburo derramado en el mar son la gravedad específica y el punto de fluidez. (Montoya Ch.Juan Carlos, 2002).Al recibir la información sobre un derrame de hidrocarburo la organización encargada de la respuesta deberá evaluar el peligro que este representa antes de decidir una acción apropiada. Los factores a considerar cuando se está evaluando un peligro son:

1)La magnitud del derrame y la probabilidad de nuevos derrames.

2)El tipo o los tipos de hidrocarburos, sus características físicas y químicas.

3)Las condiciones meteorológicas incluidas la dirección y la fuerza del viento, él estado del mar y su temperatura, la marea y la corriente.

4)La situación del derrame con respecto a los recursos marinos y costeros.

5)El desplazamiento probable del derrame.

6)La zona y recursos en peligro que son:

o Los intereses pesqueros.

o La fauna.

o Las zonas de especial importancia ambiental, por ejemplo los parques

marinos las reservas naturales, etc. (Embankment,Albert.Organización, 1988).

Entre las acciones que se pueden ejercer sobre los vertidos para evitar al máximo los daños medioambientales que se pueden producir están la contención, mediante las cuales se intenta evitar la extensión del derrame y las de recuperación del petróleo vertido en ambos tipos de operaciones lo más importante es la velocidad de actuación.

Entre los métodos que se utilizan para contención de crudo están las barreras flotantes, absorbentes, las barreras de burbujas, las barreras químicas y las corrientes de aire o agua. (Contreras López Alfonso, 2011)

Los derrames de Hidrocarburo afectan de una forma muy grave a los manglares ya que es un ecosistema complejo formado principalmente por vegetación arbórea, la fauna y la flora interrelacionadas, así como el medio físico sobre el cual se establece (Hoff, 2002). Este ecosistema se encuentra en áreas aledañas a los litorales, lagunas costeras, desembocaduras de ríos, esteros y humedales. Su importancia ecológica reside en las funciones que desempeña en la estabilización y protección de las líneas costeras, proporcionando un área de cría y alimentación de numerosas especies de peces y crustáceos y hábitat para cangrejos y moluscos y lugares de anidamiento de aves costeras. Por otra parte, el manglar tiene un valor económico derivado de su papel como criadero de especies para la pesca, así como por la extracción de taninos de la corteza del mangle, y la extracción de madera para diversos usos artesanales y comerciales.

En el transcurso del tiempo y por diversas razones, el área de manglares ha sido impactada negativamente con una concomitante reducción de su superficie. A nivel mundial, en el período de 1980 a 1990, dicha área disminuyó de 198,000 km2 a 157,630 km2. Estas pérdidas representaron aproximadamente un 2 % anual, mientras que de 1990 a 2000 fueron del 1 %. (Lewis, 2005).

Se ha estimado que el estado de Veracruz cuenta con 460.47 km2 de manglar, lo que representa un 14 % de los manglares del Golfo de México. Sin embargo, dada su ubicación geográfica, una de las mayores amenazas sobre este ecosistema, son los accidentes relacionados a la industria petrolera que se desarrolla a lo largo de la zona costera. Según datos del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática existen más de 3,000 km de ductos que transportan diariamente, a

diversos puntos de la República Mexicana, más de 1,073 millones de barriles de petróleo y 2,622 millones de pies cúbicos de gas. Los accidentes más comunes son la ruptura de ductos, los derrames de plataformas y accidentes de buques tanque (Moreno, 2002).

Se ha estimado que el estado de Veracruz cuenta con 460.47 km2 de manglar, lo que representa un 14 % de los manglares del Golfo de México. Sin embargo, dada su ubicación geográfica, una de las mayores amenazas sobre este ecosistema, son los accidentes relacionados a la industria petrolera que se desarrolla a lo largo de la zona costera. Según datos del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática existen más de 3,000 km de ductos que transportan diariamente, a diversos puntos de la República Mexicana, más de 1,073 millones de barriles de petróleo y 2,622 millones de pies cúbicos de gas. Los accidentes más comunes son la ruptura de ductos, los derrames de plataformas y accidentes de buques tanque (Moreno, 2002).

La fitorremediación se define como el uso de plantas verdes para remover contaminantes del ambiente o transformarlos en compuestos menos tóxicos (Cunningham & Berti, 1993). En el caso de los contaminantes orgánicos, la fitorremediación tiene la ventaja de que las plantas llevan a cabo reacciones químicas, utilizando luz solar, para metabolizar o mineralizar las moléculas orgánicas. Las plantas y microorganismos asociados a su rizosfera pueden degradar estos contaminantes o al menos limitar su distribución en el medio (Raskin, 1997).

Sin embargo, en el caso de derrames con hidrocarburos, no es fácil aplicar tecnologías de fitorremediación utilizando plantas vivas, dado que las plantas también son sensibles a estos compuestos tóxicos. Por ejemplo, se ha demostrado que ciertas plantas costeras de pantano son sensibles al petróleo crudo. Especies tales como Panicum hemitomon y Spartina alterniflora presentaron efectos adversos en su crecimiento, aunque éstos fueron más severos en Spartina patens, cuya muerte ocurrió después de un mes de iniciado el tratamiento.

Sin embargo, al utilizar la biomasa seca, dichos efectos tóxicos fueron eliminados (DeLaune, 2003). Por lo anterior, la fitorremediación dirigida a la adsorción de hidrocarburos disueltos en la columna de agua o adheridos a partículas suspendidas en el agua de ambientes de manglar, utiliza biomasa muerta no sensible a los efectos tóxicos de estos compuestos.

Siguiendo esta estrategia, se han estudiado ciertas propiedades de la biomasa seca que pueden utilizarse como bioadsorbentes de hidrocarburos.Se ha descrito

que la hidrofobicidad, la superficie específica y la capilaridad de los adsorbentes son los factores determinantes involucrados en la remoción de petróleo y otros hidrocarburos (Ribeiro, 2003). Sin embargo, algunos materiales usualmente hidrofílicos y por lo tanto con baja capacidad de adsorción de hidrocarburos han sido utilizados sometiéndolos a un tratamiento previo para mejorar su capacidad de adsorción.

La biomasa de algunas plantas acuáticas representa una buena opción como adsorbente, dado que sus características fisicoquímicas la hacen un excelente adsorbente no sólo de hidrocarburos sino también de iones metálicos. Algunas de las que se han utilizado son Salvinia sp., Salvinia molesta, Salvinia cucullata, Typha dominguensis y Pistia stratiotes.

Se ha reportado que el género Salvinia tiene una alta hidrofobicidad (96 %) y excelentes características capilares que la hacen un muy eficiente bioadsorbente de compuestos no polares. Cuando la biomasa seca de Salvinia fue comparada con una turba comercial para evaluar su capacidad de adsorción de petróleo crudo, se demostró que esta biomasa vegetal tiene una mayor capacidad de adsorción (4.8 g vs 2.7 g de petróleo g–1 biomasa) (Ribeiro, 2000).

Las características fisicoquímicas de Salvinia minima tales como su gran superficie específica (264 m2 g–1) y contenido de grupos carboxilo (0.95 mmol H+ g–1 biomasa) le confieren excelentes propiedades como bioadsorbente de iones metálicos (Sánchez–Galván, 2005). Estudios más recientes, mostraron que la adsorción a su superficie es el principal mecanismo de remoción de plomo en sistemas por lote, mediante un análisis de compartimentos que utiliza lavados con EDTA (Olguín, 2005)

Salvinia sp. También ha sido probada como un filtro para la adsorción de emulsiones acuosas de petróleo crudo y otros hidrocarburos como vaselina. Los resultados mostraron que la biomasa de Salvinia adsorbió de 2 a 3 veces más petróleo y vaselina en comparación con una turba comercial (peat sorb) (11.8 vs 4.8 g de petróleo g–1 de biomasa y 7.3 vs 3.0 g de vaselina g–1 de biomasa). Esta superioridad de Salvinia sp., parece deberse principalmente a su hidrofobicidad y a los filamentos presentes en su superficie (Ribeiro, 2003).

La biomasa de Typha dominguensis y de Salvinia sp. también ha sido probada y comparada en relación con su capacidad de remoción de gasolina respecto a un adsorbente sintético comercial como fibra de poliéster y otros adsorbentes tales como madera, cáscara de arroz, de coco y bagazo. Se encontró que más del 70 % de la gasolina presente fue removida por todos los adsorbentes, excepto por la cáscara de coco y el bagazo (32 y 20 %, respectivamente). Sin embargo, en las

pruebas de desorción, se observó que una mayor cantidad del hidrocarburo fue liberado en el adsorbente comercial en relación a los demás adsorbentes (4 vs <1.5 %) (Khan, 2004).

Finalmente, se sabe que el lirio acuático (Eicchornia crassipes) contiene una gran cantidad de fibra (55 % b.s.) (Ly, 2002) y existen algunas empresas que ya lo utilizan para remover compuestos orgánicos no polares, tales como los hidrocarburos.

La biomasa seca de ciertas plantas acuáticas con capacidad adsorbente de hidrocarburos, específicamente la biomasa seca de la Salvinia mínima. Es una opción que aún debe explorarse a nivel piloto en manglares impactados por derrames de petróleol. Y con el funcionamiento de una membrana cualquiera se puede comparar al de un filtro: es una barrera que deja pasar ciertos compuestos (permeado), mientras retiene otros (residuo).

Las membranas se clasifican por su naturaleza en dos tipos: inorgánicas y orgánicas o poliméricas. Las membranas inorgánicas pueden ser metálicas o cerámicas. Las de tipo orgánico son las más utilizadas y se dividen por su estructura en porosas y densas o no porosas. Las membranas porosas efectúan una separación basada en el tamaño y distribución de los poros. Las membranas densas se consideran membranas no porosas o "no defectuosas" ya que el tamaño de poro es extremadamente pequeño y sus propiedades de separación dependerán mucho de las interacciones de la matriz polimérica y el componente a separar. Entre los procesos a base de membranas, la permeación de vapor es el proceso utilizado para separar compuestos contaminantes en fase gas (como los COV del aire) o en derrames de hidocarburo. Este proceso opera bajo la aplicación de una fuerza motriz entre ambos lados de la membrana (gradiente de concentración o de presión) (Pandey y Chauhan, 2001). Se dice que un compuesto permea selectivamente una membrana cuando tiene la capacidad de atravesarla mayoritariamente respecto a otros compuestos en una mezcla. El flujo de compuesto permeado por unidad de área se denomina flux. La separación de dos compuestos, por ejemplo, resulta de la diferencia entre sus velocidades de transporte a través de la membrana, las cuales son función de la fuerza motriz que actúa sobre cada uno de ellos, de su movilidad y de su concentración en la interfaz de la membrana. La movilidad y la concentración determinan el flujo que atraviesa la membrana bajo una fuerza motriz aplicada. La movilidad, a su vez, es función del tamaño molecular del compuesto que penetra la membrana y de la estructura de ésta, mientras que la concentración depende de la compatibilidad química entre ambos. La permeación selectiva da lugar al enriquecimiento de un compuesto ya sea en el residuo o en el permeado.

La cantidad de flujo de un gas en este caso el HC que atraviesa una membrana de un espesor dado, debido a un gradiente de presión, determina el coeficiente de permeabilidad del mismo en la membrana. Las diferencias entre los coeficientes de permeabilidad de diversos compuestos que atraviesan una misma membrana resultan, entre otras razones, de las interacciones fisicoquímicas entre ellos (Pandey y Chauhan, 2001). Entre mayor sea el coeficiente de permeabilidad de un compuesto frente a una membrana, menor es la superficie de intercambio requerida para tratar una corriente gaseosa, lo cual reduce el costo de las unidades de operación. La alta selectividad se traduce en una alta pureza del gas recuperado o tratado. Sin embargo, a pesar de las mejoras en las propiedades estructurales de los materiales para fabricar membranas, se ha observado que el aumentar la permeabilidad compromete la selectividad de una membrana y viceversa (Freeman, 1999).

Los mecanismos de separación mediante la permeación de vapor dependerán del tipo de material utilizado como membrana. La transferencia de materia en las membranas porosas puede ser de tipo Knudsen o de flujo viscoso. En las membranas densas o no porosas dicha transferencia está gobernada por el mecanismo de solución difusión. En este mecanismo los componentes a separar son sorbidos sobre la superficie de la membrana del lado de la alimentación, se difunden a través del espesor de la membrana y finalmente se desorben del lado del residuo. La fuerza motriz que permite esta transferencia es generalmente un gradiente de presión, generado ya sea mediante la aplicación de vacío o haciendo circular un gas inerte del lado del permeado, o usando un compresor para incrementar la presión de la alimentación; una combinación de ambos también puede ser contemplada para aumentar la tasa de transferencia de masa.

ANALISIS Y DISEÑO EXPERIMENTAL

La planta Salvinia pasara el proceso de fitrorremediacion y de ahi se diseñara nuestra membrana con la ayuda de un Biologo, Laboratorita químico; en la cual se haran pruebas en el laboratorio para ver el tipo de membrana a elegir, ya que las membranas pueden fabricarse en forma de hojas planas, tubulares, espirales, capilares o como fibras huecas y ser acomodadas en dispositivos llamados módulos confiriendo a las membranas áreas específicas (relación entre el área de la membrana y el volumen ocupado por el módulo) diferentes. Para ver cual es la adecuada para el tipo de ambiente requerido.

Figura 3. Membrana organica

RESULTADOS

A continuacion se presentara los resultados obtenidos,para poder desarrollar el proyecto planeado es necesario saber la cantidada de derrames de hidrocarburos hay o se pueden dar en ambientes marinos. Y asi poder recuperar detener y absorber con la membrana de salvinia una gran porcentaje de hidrocarburo.

Figura Numero de derrames en ambientes marinos

Figura Curva de Derrame derrames en ambientes marinos

La mayoría de recolectores funcionan bien cuando la mancha de petróleo es relativamente gruesa ya que cuando la capa entra al recolector es muy delgada, el promedio de recuperación y la eficiencia de recolección, (volumen de petróleo recuperado con relación al volumen total de liquido recolectado), disminuye notablemente, así mucho de los recolectores se utilizan conjuntamente con barreras de contención, las cuales aumentan el espesor de la mancha desviando el petróleo hacia el recolector. El recolector es ubicado en el área donde hay mayor concentración de petróleo o bien la mancha es empujada hacia el recolector.

Las condiciones climáticas locales tienen una gran influencia en la eficiencia de los recolectores. El viento puede ser la causa de que la mancha sea alejada del recolector, aunque también la puede acercar. Cuando la velocidad de la corriente excede de 0.6 nudos, el petróleo puede pasar por debajo del recolector salvo que este equipo sea movido en la misma dirección de la corriente y de la mancha que avanza. Todos los recolectores trabajan mejor en aguas tranquilas, con poca o ninguna acción de las olas ya que estas reducen la movilidad de algunos tipos de recolectores y disminuyen la eficiencia de recolección de la mayoría de ellos. El efecto de las olas varia considerablemente con cada clase de recolector; Algunos operan con olas de hasta 60 Cm, mientras que otros fallaran con olas de 10cms.

Cuando mayor es la viscosidad del petróleo mas difícilmente será que la mancha vaya hacia el recolector. Petróleos con alta viscosidad cloquean la entrada de algunos recolectores y los dejan fuera de operación. De una manera similar el petróleo meteorizado, tiende a ser más difícil de recuperar que el petróleo fresco, ya que la viscosidad tiende a aumentar a medida que el petróleo permanece a la intemperie. En algunas oportunidades, ocurre que el petróleo expuesto al tiempo puede ser recolectado desde la superficie del agua, pero no puede ser transvasado debido a las limitaciones de los sistemas de bombeo para manejar estos productos.

CONCLUSIONES

El manejo inadecuado en las actividades de explotación petroleras ha causado a nivel mundial efectos ambientales dañinos en el mar al ocurrir un derrame. Los problemas de contaminación que existen actualmente causadas por derrame de hidrocarburos requieren de tecnologías costo-efectivas, ambientalmente amigables y que puedan aplicarse a gran escala, tal es el caso de la fitorremediación. La capacidad de la planta para absorber, adsorber, metabolizar, acumular o estabilizar contaminantes orgánicos y/o inorgánicos, así como la generación de plantas Salvinia, confieren a esta tecnología importantes ventajas sobre otros métodos convencionales de remediación de la contaminación.

La efectividad de esta tecnología de remediación está determinada por una variedad de factores que interactúan de manera compleja por lo que hay que considerar las propiedades del contaminante, el ambiente marino, los procesos químicos y físicos, así como los procesos biológicos que definen la actuación de los microorganismos y plantas incluidos en dichas técnicas correctivas, además es importante conocer el clima del lugar donde está el sitio contaminado ya que la temperatura y precipitación son de los factores que también promueven o decrecen la eficiencia de las aplicaciones remediativas.

Sin embargo, se requiere más información sobre las interacciones plantamicroorganismos absorbentes, así como del papel que juegan ciertas enzimas en el proceso de fitorremediación. En la medida en que este conocimiento se incremente, será posible una aplicación más eficiente y a gran escala de esta tecnología.

RECOMENDACIONES

Dentro de un proyecto tan ambicioso como lo fue éste, siempre se desea que haya una mejora continua del mismo;por lo tanto se recomienda a futuros estudiantes que tengan interés en el proyecto, la complementacion de la capicidad de:

o Retencion

o Absorcion

o Recuperacion

En suelos ya que anteriormente solo nos enfocamos en ambientes marinos pero con el estudio adecuado, también puede ser posible en suelos.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

o Contreras López Alfonso, M. M. (2011). Ciencia y tecnología del medio

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