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La presente nota pretende difundir algunas de las alteraciones ambientales, más representativas, generadas durante el traslado de sustancias químicas a través de la infraestructura de transporte terrestre y, al mismo tiempo, dar a conocer una medida de mitigación práctica con fundamentos experimentales sólidos, que constituye uno de los avances más sorprendentes en biotecnología y manipulación genética de microorganismos. Esta primera nota se enfoca a derrames de hidrocarburos, consecuencia de las actividades operativas globales de su traslado en el territorio nacional por modos de transporte terrestres. En otra nota posterior se tratará el efecto de los derrames en medios marítimos. Introducción. Durante la operación de las diferentes instalaciones de infraestructura de transporte siempre existen riesgos de que, ya sea por fallas humanas o por averías de los mismos medios de transporte (carretero, ferroviario o marítimo), se produzcan alteraciones al medio ambiente, ajenas a los trabajos de construcción de las obras, tales como derrames de productos, que se pueden presentar durante las diferentes etapas del proceso del transporte. · Carga · Descarga · Recorrido (donde se producen accidentes en los medios de transporte como pipas, autos tanque, buques, etc. y que por su volumen e impacto son los de mayor trascendencia) Generalmente los derrames más divulgados en el ámbito internacional, son los ocurridos a los grandes buques tanque petroleros y que, debido a su gran capacidad, los volúmenes derramados son de enormes proporciones, cuyas consecuencias provocan un impacto ambiental de gran importancia. En esta nota, se tratará, como primera parte, los derrames de hidrocarburos en infraestructura de transporte terrestre y al mismo tiempo, se irá introduciendo al lector a una nueva tecnología que representa una de las más modernas alternativas de mitigación de los impactos ambientales provocados por dichos derrames. Esta tecnología es la Biorremediación, que no es otra cosa que el tratamiento de suelos contaminados con hidrocarburos, mediante la inoculación o sembrado de bacterias de alta especificidad. Antecedentes. Los derrames de productos químicos traen consigo, aparte de las pérdidas económicas y de tiempo, una gran alteración a los recursos naturales del medio ambiente, más aún cuando se trata de productos químicos tóxicos y que su presencia en lugares como suelo o agua causa un daño significativo que, aunque se presenta de manera local y puntual, puede llegar a tener impactos negativos en ecosistemas enteros. Un ejemplo muy común en las regiones del centro, golfo y sudeste del país, son los derrames de hidrocarburos como diesel, gasolina, turbosina, asfaltenos, parafinas e incluso petróleo crudo. En estas regiones, una de las principales actividades desarrolladas es la explotación, refinación y distribución de hidrocarburos, producto del procesamiento del petróleo. Generalmente, la distribución de algunos de estos productos se realiza por una enorme red de ductos (70%) que recorre gran parte del territorio mexicano y que comunica a las diferentes estaciones y subestaciones de distribución y venta, con las refinerías y plantas petroquímicas del país, encargadas del procesamiento de dichos productos. Adicionalmente se utiliza la red de carreteras nacionales (30%) para realizar el transporte de gasolina, diesel y algunos otros productos del petróleo. En muchas ocasiones, debido a los altos costos de estos combustibles, en estas regiones y en general en todo el territorio nacional, constantemente se descubren tomas clandestinas en ductos que, debido a las condiciones bajo las cuales se realizan, en la mayoría de los casos, tienden a descontrolarse provocando con esto un derrame de hidrocarburos que afecta directamente a la zona donde se produce. Pero también, por otro lado, existen problemas de accidentes carreteros o ferroviarios que provocan que un carro tanque o una pipa sufran averías y se derrame el producto que transportan. En ambos casos la afectación al ambiente puede ser puntual y no provocar efectos drásticos y duraderos en gran escala, pero también puede suceder que se registren filtraciones importantes del hidrocarburo debido a las pendientes, las lluvias o los mismos sistemas de drenaje y subdrenaje de las carreteras, que lleven el producto hasta las corrientes de agua superficiales o subterráneas e incluso hasta los mantos freáticos. Esto da lugar a impactos ambientales de gran escala, que ocasionan una gran pérdida en dinero y tiempo, sin mencionar los recursos naturales. Estos impactos ambientales pueden generar que habitats completos se afecten de forma importante y que su recuperación se realice en periodos de tiempo extremadamente largos, ya que la degradación de forma natural de la más simple de estas sustancias, puede llevarse por lo menos 50 años. Muchos de los componentes de estos combustibles, como son el benceno, tolueno y xileno, presentan una característica química denominada aromaticidad y que en su mayoría generan actividad carcinogénica en el hombre y los animales, de tal suerte que la presencia de estas sustancias químicas en yacimientos de agua de consumo humano, representa un peligro enorme a la salud de las personas que tengan contacto con ella, ya que se trata de sustancias no metabolizables por el hombre, es decir, que el cuerpo humano no las puede degradar, pero tampoco las puede desechar, de modo que son absorbidas por algún tejido provocando la mutación de sus células y dando como resultado diferentes tipos de cáncer. Nueva tecnología. Hacia finales de la década de los ochenta, se comenzaron a realizar investigaciones en Biotecnología con el fin de hallar la forma de que microorganismos manipulados genéticamente, desarrollaran la particularidad de encontrar en los hidrocarburos la fuente de carbono necesaria para realizar sus actividades metabólicas, es decir, que pudieran comer hidrocarburos y de esta forma degradarlos rápidamente. Los investigadores encargados de este trabajo se enfrentaron con dificultades experi-mentales, como la selectividad por parte de los microorganismos a degradar algunas formas de hidrocarburos y otros no (esto debido al tipo de enlace que presenta el carbono en la molécula), otra dificultad fue la competencia microbiana que se registraría entre los microorganismos inducidos y los nativos del lugar, pero la más importante fue la de si los mismos microorganismos (que generalmente son bacterias), no representarían un riesgo importante en el mismo habitat y, por otro lado, qué pasaría con las bacterias después de realizada su misión de degradación de hidrocarburos. Después de muchos experimentos por fin se encontró que de acuerdo a las características del mismo lugar, las bacterias inducidas no representan ningún peligro para las nativas, ya que las primeras (que han sido modificadas a nivel genético) sólo comen hidrocarburos y además los otros elementos que requieren para su desarrollo y reproducción (Nitrógeno, Fósforo, sales minerales, humedad, Oxígeno, etc.) pueden ser proporcionados externamente a través de fertilizantes agrícolas, para que al mismo tiempo crezcan y se reproduzcan las bacterias nativas, de tal forma que no se presente competencia microbiana por nutrientes. En cuanto a la selectividad con relación al tipo de molécula, se realizaron combinaciones y mezclas de bacterias de tal forma que dependiendo del contaminante se puede inocular un tipo de bacteria específico o en su defecto una mezcla de bacterias. El problema del riesgo que podrían presentar las bacterias en un habitat después de degradado el hidrocarburo, fue resuelto al darse cuenta que al terminarse la fuente de carbono (al terminarse el hidrocarburo), estas bacterias no tenían forma de obtener más y morían convirtiéndose en parte de los nutrientes, en forma de humus en suelo o de plancton en el agua, y de esta manera se constituyen en alimento para la flora y fauna microbianas nativas del sitio. Biorremediación. Así nació la biorremediación, como una tecnología que por su costo y eficiencia ofrece ventajas sobre otros sistemas utilizados para la degradación o separación de contaminantes en suelo y agua. La biorremediación es una técnica de saneamiento de sitios contaminados relativamente nueva, que nació por la necesidad de acelerar la eliminación de los hidrocarburos o contaminantes en el suelo y subsuelo; es un proceso bioquímico fundamentado en la modificación genética de microorganismos para llevar a cabo actividades específicas que normalmente no efectúan o que las realizan muy lentamente. La biorremediación consiste en la degradación de los hidrocarburos hasta CO2 y H2O utilizando los microorganismos naturales existentes en el suelo y subsuelo, mediante la adición de un medio de cultivo de enriquecimiento que estimula su crecimiento y su metabolismo, o mediante el uso de microorganismos previamente aislados, tipificados, adaptados y propagados por técnicas de biotecnología e ingeniería genética a nivel industrial, con probada acción sobre los hidrocarburos o el sustrato específico de que se trate. Los nutrientes principales y necesarios son el fósforo y nitrógeno; para este último, generalmente se utilizan fertilizantes a base de nitrato de amonio, del cual los microorganismos tienen la facultad de extraer oxígeno. Para aplicar el material biológico, se utiliza agua como vehículo, a fin de lograr una humedad mínima del 15 % en promedio durante la biorremediacion. El pH idóneo para el óptimo desarrollo de los microorganismos fluctúa entre los 6.9 y 7.4, en ocasiones es necesario realizar ajustes en estos valores antes de iniciar el proceso mediante el uso de algún agente ácido o alcalino. Generalmente se aplican microorganismos en cantidades suficientes para que estos se reproduzcan al 100 % en un promedio de 30 días, así logrando una bioaugmentación (aumento del número de colonias de microorganismos), con la cual se obtienen suficientes bacterias para lograr la degradación de los contaminantes. Existen diferentes técnicas para llevar a cabo una biorremediación de suelos, pero son dos las utilizadas normalmente. Estas técnicas son “IN SITU” y “EX SITU”, se nombran así debido al lugar donde se lleva a cabo. El tratamiento “in situ”, consiste en realizar las actividades de biorremediacion en el mismo sitio de impacto, mediante el movimiento del material contaminado, haciendo zanjas y pozos en el terreno para que al aplicar el inóculo, (solución de material biológico y nutrientes en agua) se logre una máxima filtración y oxigenación del suelo a tratar. En el tratamiento “ex situ”, es necesario extraer todo el suelo contaminado y trasladarlo a lugares previamente establecidos, los cuales son protegidos por membranas plásticas impermeables donde se llevará a cabo la totalidad del tratamiento; al terminar, el suelo es regresado a su lugar de origen. Lógicamente existen diferencias significativas entre ambos tratamientos, y la elección de uno u otro se define por las características físicas y químicas del sitio contaminado. Estos procesos bioquímicos concluyen cuando se ha degradado la mayor parte de los hidrocarburos presentes en el sitio de impacto, y una vez ocurrido esto, las bacterias inducidas mueren y pasan a formar parte de los nutrientes del suelo o el agua. Cabe señalar que estos procesos de inoculación de bacterias, se llevan a cabo en medio acuoso, por lo que la solución de bacterias y nutrientes sigue el mismo camino recorrido por el hidrocarburo, saneando cada rincón al que haya llegado la contaminación, inclusive en corrientes de agua subterránea o superficial. Las técnicas de biorremediación no solamente se utilizan para degradación de hidrocarburos, actualmente se están realizando experimentos con bacterias degradadoras de metales pesados e inclusive con plantas de ornato que pueden purificar el aire de algunos sitios cerrados como oficinas, casas, etc. Conclusiones. Todas las obras de infraestructura de transporte generan de alguna u otra forma diferentes efectos o impactos en el medio ambiente, ya sea en sus fases de construcción, operación, mantenimiento o inclusive abandono. Se ha expuesto que durante la fase de operación de infraestructura de transporte terrestre se registra un impacto ambiental que puede producir efectos de extremo cuidado en la salud del hombre. Se analizó de manera superficial, cómo tecnologías del ramo de la química y la biología se ligan a las actividades de transporte, para proponer algunas de las medidas de mitigación de mayor avance científico y tecnológico en el campo de la genética y la biotecnología, como es la modificación a nivel genético de microorganismos para crear una especificidad deseada. Como conclusión final se puede señalar que el estudio de los impactos ambientales generados por la infraestructura de transporte, es de gran importancia y trascendencia, ya que nos indica la forma en la que estamos afectando nuestro entorno y pone a trabajar a las mentes en maneras de evitarlo, disminuirlo o remediarlo. Debido que el interés del hombre por el medio ambiente es relativamente nuevo, esta área ofrece un gran abanico de posibilidades de estudio para el mejoramiento de las actividades globales (en cuestión ambiental) del transporte en el país. Bibliografia. ALPER J. “Biotreatment Firms Rush to Marketplace”. 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