El Fascinante Mundo de la Microbiología en la Bioconversión de Desechos.

La Biodegradación es  el resultado de los procesos de digestión, asimilación y metabolización de un compuesto orgánico llevado a cabo por bacterias, hongos, protozoos y otros organismos. En principio, todo compuesto sintetizado biológicamente puede ser descompuesto biológicamente por acción de los microorganismos. Sin embargo, muchos compuestos biológicos (lignina, celulosa, Hidrocarburos Policíclicos, Aromáticos, etc.) son difícilmente degradados por los microorganismos debido a sus características químicas, sin que el hombre intervenga, maximizando variables y adecuando procesos, pero son los microorganismos la pieza clave para que se genere el proceso, el hombre ejerce su papel de catalizador.

Los microbios son los “obreros sin nomina” que laboran permanentemente para transformar los desechos al descomponerlos (Mineralización)  y mediante procesos bioquímicos recomponerlos (Humificación) en nuevos productos, con estructuras moleculares diferentes, cuya características principal es la de no poseer grado de peligrosidad alguno, representan un “Universo Invisible” que está presente en cada proceso y en cada reacción. Todo este mundo de reacciones fascinantes, no sería posible que ocurriera sin la microbiología del suelo, principalmente la autóctona, esa que ya esta aclimatada a las condiciones propias de cada zona, a las cuales no hay que crearles nuevas condiciones, sino, potencializar las existentes para aumentar su crecimiento y desarrollo.

 

Cada especie microbiológica debe contar con unas condiciones adecuadas para su desarrollo, he ahí la importancia del hombre, este puede intervenir modificando, acelerando y programando la mayor parte de las variables: pH, Relación C/N, Contenido de Oxigeno (%O₂), Niveles de CO₂, CH₄ y NO₃^-, Temperatura y Humedad, todas estas variables determinan la respirometria del proceso. Estas variables, junto a una disponibilidad energética (Hidrocarburo) y de fuentes para la síntesis de proteínas, se combinan y provocan un fuerte crecimiento de la población microbiana y por consiguiente una alta de Biodegradabilidad del desecho.

ES NECESARIO CLASIFICAR LOS DESECHOS DOMESTICOS EN SU ORIGEN

Es imperativo la clasificación en origen de los desechos domésticos, esto permitiría  emplear la mayor proporción en el compostaje de materiales orgánicos para la conformación de SUELOS ORGÁNICOS. El Hombre tiene las herramientas que la naturaleza le ha dado, a través del conocimiento científico, y que le permiten simular lo que la naturaleza ha hecho, agilizando los procesos y maximizando las variables, de esa forma, hoy día, se puede CREAR suelos fertiles a partir de desechos. En SAINCA tenemos un proyecto para incorporar los RSU al proceso de compostaje de los desechos petroleros.

Cada día el problema de la acumulacion de los desechos domésticos es mayor y los espacios donde colocarlos es menor, colapsan los vertederos y los rellenos sanitarios.

Se ha creado una clase social alrededor de los depositos de basuras, creándose cuadros dantescos, ventas de Drogas, prostitución infantil y demás desviaciones sociales, comportamientos que configuran una condición social. Es a esta condición a la que hay que atacar, eliminando esos sumideros sociales, dándoles una oportunidad de trabajo decente, con sentido social.

En algunos casos, es necesario apartarse de lo meramente técnico para atacar lo social, porque están muy unidos, en algunos casos, a la entrada de las ciudades se observa esa figura dramataica, basura urbana regada por donde quiera, eso no solo es contaminacion ambiental sino social y eso hay  que cambiarlo, convirtiendo ese drama en una fuente de trabajo. Se imaginan cuanta utilidad tiene el suelo fertil obtenido, previa a la clasificacion de los compinenetes en origen, descartando auqellas pequeñas  proporciones  que contengan elementos pesados

Eulalio Poleo

Aspectos Metodologicos para Transformar los Desechos Petroleros en Materiales con Alto Contenido Organico

 

La evolución de los conocimientos científicos ha derivado en metodologías que hacen posible lo que en el pasado era casi imposible realizar, esto es aplicable a la transformación de los Desechos Petroleros en Materiales con alto contenido orgánico. En la actualidad, es posible fijar el uso final del material obtenido de ese proceso transformador y en base a este objetivo, se fija la ruta tecnológica a aplicar y así convertir el desecho que se origina de la perforación de los pozos, a través de la estimulación de la acción microbiana, en materiales  con alto contenido orgánico: Abonos Orgánicos, Materiales para Rellenos Topográficos  o para Paisajismo.

El concepto central de esta  tecnología, se basa en el uso de la microbiología autóctona, estos son microorganismos propios de las condiciones microclimaticas del área donde  se desarrolla el proceso. Esto permite que el organismo no sufra  al pasar por periodos de adaptación y sean más eficientes  en el proceso. Hoy día, la información científica, permite conocer los organismos especializados en la transformación de ciertos tipos de moléculas de hidrocarburos, lo que redunda en menor tiempo en la  BioConversion.

Previamente, es preparado un Compost con restos de materiales vegetales, donde se promoveré el desarrollo inicial de los microorganismos. Este material es conformado con diversos tipos de plantas cortadas en áreas donde exista diversidad de especies naturales. Esta diversidad, permite la posibilidad de contener el mayor espectro de microorganismos, ya que conocemos que cada planta es hospedera de un microorganismo en particular. A esta masa vegetal medianamente picados, se le adicionan sales inorgánicas con alto contenido de Nitrógeno (N), Fosforo (P) y ciertos microelementos. Adicionalmente, se le adiciona una solución  de azucarada, que permite la reacción catalítica de la descomposición inicial del hidrocarburo.

Otro paso importante es al referido al uso de la lombricultura, su uso nos permite crear Humus líquido y sólido. Este material posee un alto contenido de sustancias compuestas por productos orgánicos, de naturaleza coloidal, que provienen de la descomposición de los restos orgánicos (hongos y bacterias). Se caracteriza por su color negruzco debido a la gran cantidad de carbono que contiene. Los elementos orgánicos que componen el humus son muy estables, caracterizados por un alto grado de descomposición inicial pero que ya no se descomponen más sin sufrir transformaciones considerables, de ahí su estabilidad, estos compuestos permiten una reacción acelerada del proceso de descomposición(reacciones enzimáticas), además  poseen  alta Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC), característica importante para la fijación de los elementos minerales que conformaran el nuevo complejo mineral orgánico llamado SUELO. Influyen físicamente en la retención del agua al aumentar la capacidad de la formación de poros pequeños donde se almacenaría más humedad. Estos procesos descritos anteriormente aumentan la capacidad de BioConversion del  desecho al darle mayor velocidad de desarrollo a la masa microbiana. Todo factor que estimule la velocidad de crecimiento y multiplicación de la masa microbiana, es de gran utilidad para el proceso de Bioconersion.

Es importante caracterizar el hábitat de los microorganismos cuantificando las variables indicadores de los procesos de respiración: Consumo de Oxigeno (O2), Producción de Dióxido de Carbono (CO2) y  Gas Metano (CH4) y Temperatura, En cada estrato de la temperatura se desarrollan cierto tipos de microorganismos, los cuales conocemos que se especializan en tipos de moléculas específicas de hidrocarburos. A través de equipos especializados medimos el comportamiento de cada variable y a través de un software especializado, graficamos cada curva para cada variable y así cuantificar la tendencia del proceso de BioConversion. Un Proceso de Control de Calidad, nos permite intervenir en cada etapa del proceso y conocer así, la orientación del proceso o intervenir corrigiendo si fuera el caso. Lo anteriormente descrito, en SAINCA ha sido llamado BioConversion Por Estimulación Microbiana.

LA IMPORTANCIA DE LAS FUENTES EN LA PRODUCCION DE ABONOS ORGANIICOS.

 

Cada vez que se tratan los términos: “Agroecología” y/o “Cultivos Orgánicos”, no es más que la agricultura autóctona de épocas pasadas, en donde por no existir la disponibilidad comercial de agroquímicos y materiales genéticos manipuladas, se recurrían a prácticas rudimentarias como: Barbecho, Conuco, Uso de Excrementos de animales, Compostaje y Materiales Genéticos Originarios. Todas estas prácticas caracterizan a una agricultura “limpia” de residuos químicos y por lo tanto una Agricultura más “amigable” con la naturaleza, de carácter netamente Agroecológica.

La disyuntiva se origina cuando se presenta la definición de productividad sobre estos sistemas, razón por el cual, el tema no es desechar el sistema por improductivo, sino revisar estas prácticas para intervenir su eficiencia y su efectividad sin causar cambios en la dirección y naturaleza de la práctica.

Uno de los temas de mayor importancia es el eferente a la disponibilidad del abono orgánico, la calidad del producton así como su distribución y comercialización. Por ello es importante crear conciencia del conocimiento de estos materiales.

El abono orgánico es un material producto de la biodegradación de residuos orgánicos, dirigido por la biomasa de microorganismos autóctonos en donde se concentra un conjunto de nutrientes en forma de minerales biodisponibles en función de la tasa de mineralización, provee un suministro pausado de nutrientes debido a la baja tasa de mineralización (liberación de minerales), que mejora las condiciones físicas, químicas y biológicas del suelo, y en este sentido, juegan un papel fundamental en la nutrición de las plantas y en consecuencia en la producción Agroecológica.

Cuando se presenta la idea de la producción industrial de abonos orgánicos la principal limitante son las fuentes y nada más falso, ya que en cualquier proceso existe un material residual que dado la naturaleza de su uso se convierten en desechos con la consecuente dificultad para su disposición final.

Hay que introducir, en la discusión de la producción industrial, un elemento importante de la composición de los desechos que es “El Elemento Pesado”, dicho termino hace se referencia, principalmente, a aquellos minerales que por su naturaleza química y niveles de concentración, son tóxicos a los seres vivos no forman precipitados y bio magnifican en los tejidos humanaos, imposibilitando su eliminación del organismo humano por las vías convencionales, Algunos de ellos son peligrosos para el medioambiente y la salud (ejemplo: mercurio, cadmio, plomo, cromo),^[3] otro causan corrosión (ejemplo: zinc, plomo), o son dañinos por otros medios (ejemplo: el arsénico puede contaminar los catalizadores). Los once elementos más importantes son Arsénico, Cadmio, Cobalto, Cromo, Cobre, Mercurio, Manganeso, Niquel, Plomo, Estaño y Talio, de los cuales sus emisiones en incineradores están reguladas. Algunos de ellos son necesarios para los humanos en pequeñas proporciones tales como, (cobalto, cobre, cromo, manganeso, niquel) mientras otros son carcinogénicos o tóxicos, afectando, entre otros el sistema nervioso central (manganeso, mercurio, plomo, arsénico), los riñones o el hígado (mercurio, plomo, cadmio, cobre) o la piel, los huesos, o dientes (niquel, cadmio, cobre, cromo). La diversidad de origen de las fuentes que se pueden emplear para la fabricación de  los Abonos orgánicos, implica la necesidad de efectuar un Análisis Químico, antes de tomar la decisión de su uso, ya que en función del origen, una misma fuente puede estar contaminada con aguas residuales, otros desechos que impliquen un cierto grado de toxicidad.

Actualmente, se buscan nuevos productos para generar aumentos de la producción agrícola, que sean totalmente naturales, de origen orgánico y en esa dirección están orientados los principales centros de investigación. Existen empresas que están buscando, en distintos ecosistemas naturales, sobre todo tropicales, distintas plantas, extractos de algas, etc., que desarrollan en las diferentes partes de las plantas, distintos sistemas que les permitan crecer y protegerse de enfermedades y plagas. De esta forma, en distintas fábricas y en entornos totalmente naturales, se reproducen aquellas plantas que se ven más interesantes mediante técnicas de biotecnología

En estos centros se producen distintas sustancias vegetales, para producir abonos orgánicos y sustancias naturales, que se están aplicando en la nueva agricultura. Para ello y en diversos laboratorios, se extraen aquellas sustancias más interesantes, para fortalecer las diferentes plantas que se cultivan bajo invernadero, pero también se pueden emplear en plantas ornamentales, frutales, etc.

La importancia de la BioConversion por Estimulacion Microbiana

Proceso de transformación bioquímico, de un material recuperable contaminado, donde se originan nuevas moléculas que constituyen un complejo Mineral Orgánico, con funciones ecológicas definidas,. constituyendo un hábitat óptimo para el desarrollo de una microbiologia que asegure la sustentabilidad del medio a donde sera finalmente dispuesto. Este proceso esta guiado por un sistema de Control de Calidad que asegura las propiedades y características  inicialmente  fijadas  y  un sistema de  informática que registra el comportamiento de las diversas variables que guían la curva de biodegradabilidad del sistema.
 

La transformación guiada de un desecho hacia un material cuyo producto final representa un valor agregado a la naturaleza, representa la actual orientación de las ciencias  ambientales frente a técnicas destructivas del desecho cuyo producto final es una ceniza con concentraciones muy superiores a las que originalmente contenía el desecho que le dio origen.
 

Frente a la desesrtificacion de los suelos es necesario crear biomasas que aseguren la continuidad  ecológica  del medio. Cada  día,  tanto la erosión  eólica  e hidrica, así  como la  destrucción  generada por el hombre, destruyen grandes áreas  de  suelos y bosques con la concecuente perdida de la "fertilidad natural", esta es la razon de mayor opeso para pensar y orientar el tratamiento de desecho hacia la obtencion de un material con valorn agrgado al medio ambiente, ya no es solo importante descontaminar el desecho, sino emplear, en su procesamiento, metodologias que permitan transformar, convertir, estos desechos en nuevas moleculas que generen complejos mineral organicos con funciones ecologicas perfectamente sustentables.

 

En Venezuela se han generado una gran cantidad de pasivos ambientales en nuestras Sabanas Orientales.  Áreas que por su  naturaleza geológica  son pocas productivas: fertilidad natural baja, texturas arenosas, baja capacidad de retencion de hum,edad y muy baja capacidad de Fijacion de elementos nutritivvos, marcados por  una estacionalidad climática que, en una epoca del año se crean grandes arrastres superficiales (Lavados)  debido a las fuertes precipitaciones y en otra, grandes quemas producto  de la fuertes sequias que se genera.  Esos dos ambientes, opuestos y dañinos, generan un deterioro de la sabana a grandes pasos. efectos que el hombre a veces no cuantifica y que con el que él genera, como son las  contaminaciones generadas por los: derrames de fosas ,roturas de tuberías, colocación indiscriminada de desechos en suelos desnudos,  con altas concentraciones de Aceites y Grasas y algunas veces con elementos pesados. esto crea un entorno de maxima destrucción. Frente a este panorama, es importante emplear metodologías, que por muy superior que sea su  costo,  cree medios que aseguren la generacion de un material resultante que contribuya a ennriquecer el medio en el cual será  finalmente dispuesto ya si reduzcamos el fuerte deterioro que la naturaleza y el hombre ejercen sobre si mismos. Cuando ud dispone la ceniza  producto de una Incineración, no esta llevando materia orgánica al medio ecologico, todo lo contrario, ha destruido el componente orgánico que ese desecho contenía, la "vida" que ese material contenía. Recordemos que los componentes básicos de un material orgánico, son el Carbono, Oxigeno  y el  Hidrógeno, por este principio no se debe emplear, en aquellos Materiales Recuperables, tecnologías destructivas, sino aquellas que menos desechos generen.

 

Los Abonos Orgánicos, su importancia para la Materia Orgánica de los suelos de sabana.

En general, la baja productividad agropecuaria de las sabanas es debido a las fluctuaciones climáticas, baja fertilidad natural de los suelos y bajo potencial de los recursos forrajeros nativos. Sin considerar la falta de políticas por parte del estado, que coordinen la transferencia de conocimiento y labor de extensión para que esos parámetros de improductividad, cambien. Si se observan destellos de acciones que solo consumen recursos y no generan desarrollo.

Entre los estados Anzoátegui y Monagas existe una superficie de 72.200 km2, de esto gran superficie no es utilizada por la agricultura a pesar de estar ubicada la mayor industria del país (PDVSA) y donde existen, cualquier cantidad de programas sobre "siembra de petrolera”. Hay muchos estudios y muy buenos técnicos que han desarrollado el tema de la baja productividad de estos suelos, entre ellos el Dr. Juan Comerma (1971) y otros, que en su estudio estableció un conjunto de indicadores de la baja fertilidad natural como son: el alto nivel de acidez (pH entre 4,0 y 5,4, bajo % Mat Orgánica, y baja contenidos de Fósforo (P), Potasio(K), Calcio (Ca) y Magnesio(Mg). A grandes rasgos se desprende que si corregimos la acidez, a través de una práctica común, como es el Encalado y aplicamos diversas Sales Minerales para corregir los niveles de macro y micro nutrientes, solo pudiésemos alcanzar medianos niveles de producción, ya que su principales característica son: el  muy bajo el contenido de Materia Orgánica y el bajo contenido de Arcilla, razón por lo cual la C.I.C es muy baja y por consiguiente, la capacidad para fijar nutrientes, si realizamos aplicaciones de abono orgánico pudiésemos elevar el contenido de materia Orgánica y en consecuencia mejorar el poder de fijación de los minerales en la solución del suelo, debido al alto contenido de material coloidal que esta contiene (cargas negativas).

Es necesario y posible crear industrias que produzcan Abonos Orgánicos empleando fuentes de desechos de procesos de esas industrias que se encuentra localizadas en estas áreas como son: PDVSA y PROFORCA y los productos forestales de los bosque s de PROFORCA e incorporando cantidad de desechos urbanos previamente clasificados con lo cual reduciríamos el aporte hacia los vertederos.

Existen hoy día la tecnología y los medios técnicos que hacen posible este modelo de proyecto con lo cual reduciríamos una de los grandes problemas que presenta hoy día PDVSA y contribuimos a resolver otro gran problema que presentan nuestras sabanas, su baja fertilidad natural.

Las posiciones contrarias a esta propuesta que se esgrimían con anterioridad , hoy quedan echas de menos, cuando existen equipos y metodologías analíticas que permiten caracterizar y desechar solo aquellos tipos de materiales que presenten elementos pesados que impedirían el control de calidad del producto resultante, hoy esas metodologías son rutinas en cualquier laboratorio.

Hoy en el Centro de tratamiento “Don Juan”, propiedad de la empresa SAINCA, se aplica parte de esta metodología en el tratamiento de los desechos de perforación generados por PDVSA.

La perforación de la faja petrolífera del Orinoco generará la mayor cantidad de desechos biodegradables, que si se utilizan metodologías que permitan el uso y caracterización inicial de dichos materiales, podemos emplearlos en la industrialización de los abonos orgánicos.
A su vez tenemos grandes áreas de generación de desechos domésticos y grandes industrias maderables, todas estas son fuentes de desechos que al mezclarse, bajo criterios técnicos que aseguren un control del producto final resultante y un aseguramiento de la cadena de proceso, seguramente podremos resolver ambas situaciones, por los momentos es solo una propuesta.

 

El suelo como un gran laboratorio.

Es inimaginable la cantidad de procesos que ocurren en el suelo regidos por la relación Suelo- Planta –Clima. Si graficamos esta relación, en un esquema triangular, definiríamos un conjunto de reacciones reversibles que modifican y construyen un medio ambiente.

Todo desecho que llega al suelo es degradado por la acción de los diversos factores que intervienen en ese medio, desde la acción mecánica del hombre, pasando por la acción del viento hasta la acción de los microorganismos, desencadenándose  mecanismos bioquímicos que finalmente transforman ese material, pero que producto de la acción resultante de  ese proceso, puede ser conducido hacia la generación de un  nuevo material con características físico químicos muy diferentes a las de sus componentes originales.
Los desechos de origen orgánico que pueden ser biodegradables, deben ser transformados mediante metodologías que aseguren un producto resultante con valor agregado a la naturaleza y no emplear técnicas de incineración que destruyen el componente orgánico dejando solo cenizas. Es necesario agotar la alternativa biodegrable
La cantidad de suelos destruidos en el mundo, por la acción indiscriminada del hombre es muy grande, ayudemos a reconstruir ese medio tan necesario para producir alimentos y biomasa al planeta y al hombre.