Ámbito de aplicaciónContaminación por petróleo en sedimentos marinos
Descripción del Producto:El agente microbiano se formula utilizando un consorcio de cepas bacterianas autóctonas aisladas de zonas del océano Pacífico afectadas por derrames de petróleo. Los microorganismos se adsorben sobre un soporte y se encapsulan con un agente formador de película para producir la preparación microbiana. Todas las cepas han sido sometidas a evaluaciones de bioseguridad. El agente microbiano se ha aplicado con éxito para remediar la contaminación por petróleo en sedimentos de un sitio marino afectado por un derrame.
Caso de aplicación: Proyecto de demostración para la remediación microbiana in situ de sedimentos en aguas públicas.
Se llevó a cabo un proyecto de demostración de remediación de sedimentos in situ en aproximadamente 670 000 km² de aguas marinas afectadas por un derrame de petróleo. Se desplegaron más de 360 toneladas métricas de agente microbiano, seguidas de un monitoreo posterior a la remediación. Las concentraciones de hidrocarburos de petróleo en las estaciones de monitoreo alrededor de la plataforma de contención disminuyeron significativamente, alcanzando tasas de degradación de hasta el 90 %.
(1) Área de remediación
La zona de remediación de sedimentos se ubica en la región marina central, a una profundidad aproximada de 28 metros. La velocidad de la corriente cerca del fondo es de alrededor de 2 nudos. Los sedimentos del lecho marino consisten principalmente en limo arcilloso. En las proximidades de la zona de remediación se encuentran plataformas marinas y oleoductos submarinos.
(2) Desarrollo de agentes microbianos seguros y altamente eficientes para la degradación del petróleo
El desarrollo de agentes microbianos prioriza las cepas microbianas autóctonas con bajo riesgo ambiental. Las cepas autóctonas aisladas y seleccionadas de sedimentos en zonas marinas afectadas por derrames de petróleo pueden prevenir eficazmente la invasión de cepas no nativas y minimizar las alteraciones en la estructura y las funciones ecológicas de la zona de remediación.
En pruebas de laboratorio, se seleccionaron cepas que lograron eficiencias de degradación de petróleo superiores al 80% en 7 días. Estas incluyeron Bacillus subtilis (ID de cepa: Bs), Bacillus amyloliquefaciens (ID de cepa: Ba), Bacillus safensis (ID de cepa: Bb), Bacillus cereus (ID de cepa: KF8), Acinetobacter calcoaceticus (ID de cepa: T32), Pseudomonas putida (ID de cepa: SP1), Acinetobacter sp. (ID de cepa: HC8-3 y LKG-A), Oceanimonas baumannii (ID de cepa: N6) y Bacillus pumilus (ID de cepa: BPL-1), entre otras.
Considerando las interacciones sinérgicas entre las comunidades microbianas, se evaluaron diferentes combinaciones de cepas para identificar la que presentara la mayor eficiencia en la degradación del petróleo. Posteriormente, se realizaron ensayos a escala de laboratorio y planta piloto para determinar el rendimiento de degradación del petróleo del consorcio microbiano seleccionado. Asimismo, se evaluó la seguridad de las cepas, incluyendo pruebas de toxicidad aguda en ratones y en organismos marinos.
(3) Fermentación de cultivos microbianos y procesamiento de agentes microbianos
Se investigó el proceso de fermentación microbiana, incluyendo la composición del medio de cultivo, el pH, la temperatura de fermentación, la aireación y agitación en el fermentador, la concentración y el estado del cultivo durante el trasvase entre tanques de fermentación, la duración de la fermentación y la determinación de las etapas clave de la misma. Se llevó a cabo un proceso de fermentación en tres etapas para el cultivo microbiano.
En la zona de remediación que abarca este proyecto, la profundidad media del agua es de aproximadamente 25 a 30 metros. Si el cultivo microbiano se depositara directamente en el lecho marino, solo una pequeña proporción de los microorganismos de remediación llegaría a los sedimentos. Para garantizar que grandes cantidades de cepas altamente eficientes en la degradación del petróleo alcancen los sedimentos del lecho marino, el cultivo microbiano fermentado debe someterse a un procesamiento adicional.
Los métodos de procesamiento incluyen la adsorción, la agregación y la encapsulación del soporte. Estas técnicas pueden reducir eficazmente la dispersión y la pérdida de agentes microbianos durante su despliegue, minimizando además el impacto de las cepas microbianas introducidas en zonas marinas no contaminadas.
(4) Despliegue de agentes microbianos
El elevado coste de las operaciones en alta mar y el limitado margen de error plantean importantes desafíos para la investigación, la aplicación y el desarrollo de tecnologías de remediación de la contaminación por derrames de petróleo en el mar.
Antes de desplegar los agentes microbianos, es necesario realizar pruebas exhaustivas de simulación de despliegue, incluyendo simulaciones numéricas y simulaciones a escala de laboratorio. Con base en los resultados de la simulación, se puede determinar el tamaño de empaque y el área de cobertura de despliegue adecuados, maximizando así la seguridad y la viabilidad de las operaciones en alta mar.
Para garantizar la eficacia del despliegue de agentes microbianos y el éxito de la remediación de derrames de petróleo, todo el proceso —incluidas las operaciones de despliegue, la cantidad de agentes microbianos aplicados y el rendimiento de la remediación— puede supervisarse mediante diversos métodos, como la teledetección aérea, la videovigilancia superficial y la monitorización subacuática. Estas medidas de monitorización contribuyen a la correcta ejecución del proyecto, a la vez que proporcionan valiosas referencias técnicas y metodologías para futuros proyectos de naturaleza similar.
Operaciones en alta mar
Equipos de monitoreo subacuático desarrollados de forma independiente
(5) Evaluación de la eficacia de la remediación
La evaluación de la eficacia de la remediación incluyó una encuesta de referencia antes de la aplicación del agente microbiano y dos encuestas de seguimiento posteriores a su aplicación.
Los principales parámetros de monitoreo incluyeron indicadores convencionales de calidad del agua (oxígeno disuelto, fosfato, fósforo total, nitrógeno inorgánico, nitrógeno total, etc.); concentraciones de petróleo en aguas superficiales y sedimentos; recuentos bacterianos totales en aguas de formación y sedimentos; abundancia relativa de cepas degradadoras de petróleo antes y después de la remediación; y cambios en la diversidad y abundancia de la comunidad microbiana antes y después de la remediación.
Tras la remediación, la concentración de petróleo disminuyó de un valor inicial de 1260 × 10⁻⁶ a 210 × 10⁻⁶ en el primer estudio de seguimiento realizado 70 días después del despliegue. En el segundo estudio de seguimiento, realizado 210 días después del despliegue, la concentración de petróleo disminuyó aún más, hasta 155 × 10⁻⁶. En las estaciones de monitoreo cercanas a la plataforma de contención del derrame, la tasa promedio de degradación del petróleo fue del 56,34 % después de 70 días y del 70,14 % después de 210 días.
La estructura de la comunidad de organismos macrobentónicos y meiobentónicos no mostró diferencias sustanciales antes y después de la remediación. Tras la remediación, la biomasa, la diversidad y la abundancia bentónicas aumentaron ligeramente, y las comunidades biológicas en las estaciones remediadas mostraron mayor similitud con las de las áreas marinas no contaminadas.
La implementación de este proyecto contribuyó a solucionar la contaminación por hidrocarburos en los sedimentos de la región marina central de [Ubicación]. Asimismo, abordó diversos desafíos relacionados con la aplicación práctica de los resultados de la investigación científica y las tecnologías. Además, se exploraron nuevos enfoques en el diseño y la aplicación de equipos de simulación de laboratorio para operaciones en alta mar.
Para respaldar la aplicación de agentes microbianos en agua de mar y su posterior seguimiento, se diseñó e implementó un equipo de monitoreo de superficie y subacuático desarrollado de forma independiente. Durante las operaciones en alta mar, el equipo del proyecto también investigó las limitaciones existentes del equipo de monitoreo y exploró soluciones viables para abordarlas.
Tras la implementación del proyecto, las concentraciones de petróleo en los sedimentos de la zona designada disminuyeron significativamente, acompañadas de una recuperación ecológica. El proyecto representa un ejemplo exitoso de restauración ecológica marina, que ofrece importantes beneficios sociales y ecológicos.
Fecha de publicación: 12 de octubre de 2026