Organismo para la
Proteccion del Medio Ambiente
(Estados Unidos)
Desechos Solidos y
Respuesta en Situaciones
de Emergencia (5102G)
EPA542-F-96-023
Abril de 1996
xvEPA
Gufa del ciudadano:
Medidas biocorrectivas
Oficina de Innovaciones Tecnoldgicas
Ficha tecnologica
e,Que son las medidas biocorrectivas?
Las medidas biocorrectivas consisten en el uso de
microorganismos naturales (levaduras, bongos o bacterias)
para descomponer o degradar sustancias peligrosas en
sustancias menos toxicas o que no scan tdxicas. Los
microorganismos, igual que los seres humanos, comen y
digieren sustancias organicas, de las cuales obtienen
nutrientes y energia. En terminos quimicos, los compuestos
"organicos" son aquellos que contienen atomos de carbono e
hidrdgeno. Ciertos microorganismos pueden digerir
sustancias organicas peligrosas para los seres humanos,
como combustibles o solventes. Los microorganismos
descomponen los contaminantes organicos en productos
inocuos, principalmente dioxido de carbono y agua (figura
1). Una vez degradados los contaminantes, la poblacion de
microorganismos se reduce porque ha agotado su fuente de
alimentos. Las poblaciones pequenas de microorganismos
sin alimentos o los microorganismos muertos no presentan
riesgos de contaminacion.
tComo funcionan?
Los microorganismos deben estar activos y saludables para
que puedan desempenar su tarea correctiva. Las medidas
biocorrectivas facilitan el crecimiento de los
microorganismos y aumentan la poblacion microbiana
creando condiciones ambientales 6ptimas para que puedan
destoxificar la mayor cantidad posible de contaminantes.
La medida biocorrectiva que se use dependera de varies
factores, entre ellos el tipo de microorganismos presentes,
las condiciones del lugar y la cantidad y toxicidad de los
productos qufmicos contaminantes. Hay diversos
microorganismos que degradan distintos tipos de
compuestos y sobreviven en condiciones diferentes.
Los microorganismos autoctonos son los que ya viven en
un lugar determinado. Para estimular su crecimiento, tal
vez sea necesario proporcionarles una temperatura
apropiada del suelo, oxigeno y nutrientes.
Si la actividad biologica que se necesita para degradar un
contaminante en particular no esta presente en el suelo del
lugar, se pueden anadir al suelo contaminado microorganismos
de otros lugares cuya eficacia se haya comprobado. Estos
son microorganismos exogenos. Es posible que haya que
modificar las condiciones del suelo del lugar nuevo para que
los microorganismos exogenos proliferen.
Las medidas biocorrectivas pueden aplicarse en
condiciones aerobias y anaerobias. En condiciones
aerobias, los microorganismos usan el oxigeno disponible
en la atmosfera para funcionar. Con suficiente oxigeno,
los microorganismos convertiran muchos contaminantes
organicos en dioxido de carbono y agua. En condiciones
anaerobias, la actividad biologica tiene lugar en ausencia
de oxfgeno, de modo que los microorganismos
descomponen compuestos quimicos del suelo para liberar
la energfa que necesitan. A veces, en los procesos aerobics
y anaerobios de descomposicion de los contaminantes
originales se crean productos intermedios de toxicidad
menor, igual o mayor.
Las medidas biocorrectivas pueden usarse como metodo
para descontaminar el suelo y el agua. Estas medidas se
clasifican en dos grandes categorias: in situ y ex situ. Con
medidas biocorrectivas in situ se trata la tierra contaminada
o el agua subterranea en el lugar donde se encuentra. Las
medidas biocorrectivas ex situ consisten en excavar el
suelo contaminado o extraer el agua subterranea por
bombeo para aplicar el tratamiento.
Medidas biocorrectivas in situ para el suelo
Con las tecnicas in situ no es necesario excavar el suelo
contaminado, de modo que son menos costosas, levantan
menos polvo y liberan menos contaminantes que las tecnicas ex
situ. Ademds, se puede tratar una gran cantidad de tierra por vez.
Sin embargo, las tecnicas in situ pueden llevar mas tiempo que
las tecnicas ex situ, pueden ser diffciles de manejar y son mas
eficaces en suelos permeables (arenosos o que no scan compactos).
Perfil de las medidas biocorrectivas
1 Se usan microorganismos naturales para descomponer sustancias peligrosas en sustancias menos tdxicas o que
no sean tdxicas.
1 Es un proceso natural, eficaz en funcion del costo, que puede aplicarse a muchos desechos organicos comunes.
> Muchas de las tecnicas pueden aplicarse in situ.
Impreso en papel reciclado
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La mcta de las medidas biocorrectivas in situ en condiciones
acrobias es suministrar oxfgeno y nutrientes a los
microorganismos del suelo. Las tecnicas aerobias in situ
varian en cuanto al me'todo de suministro de oxfgeno a los
microorganismos que degradan los contaminantes. Dos de
csos mdtodos son labioaireacidn y la inyeccidn de perdxido
de hidrdgeno. Se puede suministrar oxfgeno introduciendo
airc por bombeo en el suelo, arriba de la capa frea'tica
(bioaircacidn), o en forma Ifquida como per6xido de
hidrdgcno. Las medidas biocorrectivas in situ tal vez no den
bucnos rcsultados en suelos arcillosos o en subsuelos
altamente estratificados porque no se puede distribuir oxfgeno
dc mancra uniforme en toda la zona que necesita tratamiento.
Con medidas biocorrectivas in situ a veces se tarda anos en
afcanzar las mctas en cuanto a limpieza, dependiendo
principalmente de cudn biodegradables scan determinados
contaminantes. Con contaminantes que se degradan facilmente
quM sc Uude menos.
Bloaireacidn, Los sistemas de bioaireaci6n introducen aire
dc la atmdsfcra en el suelo, arriba de la capa frea'tica, por
mcdlo dc pozos de inyeccidn situados en el lugar
contaminado. La cantidad, la ubicaci6n y la profundidad de
los pozos dependen de muchos factores geoldgicos y
considcraciones tecnicas.
Sc puede usar un ventilador para forzar la entrada de aire en
cl suelo por empuje o traccidn por los pozos de inyeccidn. El
airc fluye por el suelo, y los microorganismos usan el oxfgeno
del aire. Por los pozos de inyeccidn se pueden introducir
tambidn nutrientes, como nitr<5geno y fdsforo, para acelerar el
crecimiento de los microorganismos.
Inyeccidn de perdxido de hidrdgeno. Con esta tecnica se
suministra oxfgeno para estimular la actividad de
microorganismos naturales haciendo circular per6xido de
hidrdgeno por el suelo contaminado para acelerar la
eliminaci<5n bioldgica de contaminantes organicos. Como
consistc en introducir una sustancia qufmica (perdxido de
hidrdgeno) en el suelo (que podrfa infiltrarse hasta llegar al
agua subterranea), se usa solamente en lugares donde el agua
subtcrranea ya esta" contaminada.
Generalmente se usa un sistema de tuberfas o de aspersores
para introducir perdxido de hidrdgeno en suelos
contaminados a poca profundidad. Para suelos contaminados
a mayor profundidad se usan pozos de inyeccidn.
Medidas biocorrectivas in situ para el agua subterranea
Las medidas biocorrectivas in situ para el agua subterranea
accleran los procesos naturales de biodegradacidn que tienen
iQue son las tecnicas de tratamiento
innovadoras?
Las tecnteas da trabmiento son procesos que se apBcan a
cfesochos peRgrosos o materiales contaminados para alterar su
estado en fcxma permanente por medtos qufmfcos, bid6gicos o
fisfcos. Las Mcrfcas da tratamiento innovadoras son tecnicas ope
hoi sido onsayadas, sdecdonadas o utlzadas para el tratamiento
da dssechos petgrosos o materiales contaminados, aunque
todavfa no sa dfepone de dates Men documentados sobre su costo
y resuHados en divetsas condiciones de apfcacion.
lugar en la regidn subterranea empapada en agua que esta
debajo de la capa frea'tica. En los lugares donde tanto el
suelo como el agua subterranea estan contaminados, esta
tecnica sirve para tratar ambos.
Por lo general, un sistema biocorrectivo in situ para el agua
subterranea consiste en un pozo de extraccidn para sacar el
agua subterrdnea del suelo, un sistema de tratamiento del
agua en la superficie, con el cual se pueden agregar nutrientes
y una fuente de oxfgeno al agua subterranea contaminada, y
pozos de inyeccidn para reintroducir el agua subterranea
"acondicionada" en el subsuelo, donde los microorganismos
degradan los contaminantes.
Una de las limitaciones de esta tecnica es que las diferencias
en la disposition y la densidad de las capas del suelo podrfan
llevar al agua subterranea acondicionada reinyectada a seguir
ciertos trayectos preferidos, sin llegar nunca a algunos
lugares contaminados.
Otro me'todo que se usa con frecuencia para el tratamiento in
situ de agua subterranea es la aspersion de aire, que consiste
en introducir ake por bombeo en el agua subterranea para
que arrastre los contaminantes. La aspersidn de aire se usa junto
con la tecnica de extraction de vapores del suelo, que se describe
con ponnenores en la Guia del ciudadano: La extraction de
vapores del suelo y la aspersidn de aire (vease la pagina 4).
Medidas biocorrectivas ex situ para el suelo
Las tecnicas ex situ llevan menos tiempo, son mas faciles de
controlar y se usan para tratar una gama mas amplia de
contaminantes y tipos de suelo que las te'cnicas in situ. Sin
embargo, requieren la excavation y el tratamiento del suelo
contaminado antes de la medida biocorrectiva en sf y, a
veces, incluso despu6s. Entre las tecnicas ex situ cabe senalar
las medidas biocorrectivas de fase de lechada y las
medidas biocorrectivas de fase solida.
Medidas biocorrectivas defuse de lechada. La tierra
contaminada se combina con agua y otros aditivos en un
tanque grande denominado "biorreactor", se mezcla para
mantener los microorganismos presentes en la tierra en
contacto con los contaminantes y se anaden nutrientes y
oxfgeno. Las condiciones en el biorreactor se controlan a fin
de crear el medio dptimo para que los microorganismos
degraden los contaminantes. Una vez concluido el
tratamiento, se separa el agua de los sdlidos, que se
eliminan o son sometidos a un tratamiento ulterior si
todavfa tienen contaminantes.
El tratamiento bioldgico de fase de lechada puede ser
relativamente rapido en comparacidn con otros
tratamientos bioldgicos, particularmente para la arcilla
contaminada. El exito del proceso depende en gran
medida del tipo de suelo y de las propiedades qufmicas
del material contaminado. Esta tecnica es
particularmente util en los casos en que se necesitan
medidas correctivas rapidas.
Medidas biocorrectivas defuse solida. Con medidas
biocorrectivas de fase sdlida, se somete la tierra a un
tratamiento en la superficie con sistemas de recoleccidn
para evitar la fuga de contaminantes. Se controla la
humedad, el calor, los nutrientes y el oxfgeno a fin de
propiciar la biodegradacidn para aplicar este tratamiento.
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Figura 1
Esquema de la biodegradacion aerobia en el suelo
Los sistemas de fase solida son relativamente sencillos de
usar y de mantener, aunque ocupan mucho lugar y la
limpieza lleva ma's tiempo que con los procesos de fase de
lechada. Los sistemas de tratamiento de fase solida
abarcan el tratamiento de la tierra, biopilas de tierra y la
producci6n de abonos a partir de desechos.
Tratamiento de la tierra. Con este metodo de tratamiento
relativamente sencillo, se excava el suelo contaminado y
se esparce la tierra en una plataforma con un sistema
incorporado para recoger cualquier "lixiviado" o liquido
contaminado que se escurra del suelo empapado en
contaminantes. Se da vuelta la tierra periddicafnente para
mezclar aire con los desechos. Asimismo, se controla la
humedad y los nutrientes para propiciar la action
biocorrectiva. La biocorreccidn llevara mas tiempo si los
nutrientes, el oxigeno o la temperatura no estdn bien
controlados. En algunos cases, la reduccidn de la
concentration de contaminantes podria atribuirse mas a la
volatilizacidn que a la biodegradacion. Cuando el proceso
tiene lugar en lugares cerrados donde se controlan los
contaminantes volatiles que se escapan, las perdidas por
volatilizacidn se reducen al mfnimo.
Biopilas de tierra. La tierra contaminada se amontona en
pilas de varios metres de altura sobre un sistema de
distribution de aire. La akeacidn se realiza forzando el
paso del ake por el montdn de tierra con una bomba de
vacfo. La humedad y los nutrientes se mantienen en un
nivel dptimo para la accion biocorrectiva. Los montones
de tierra pueden colocarse en lugares cerrados. Los
contaminantes volatiles son faciles de controlar porque
generalmente se integran a la corriente de ake que se hace
pasar por la pila.
Production de abono a partir de desechos. Se mezclan
desechos biodegradables con un agente que les de mas
volumen, como paja, heno o mazorcas, para facilitar el
suministro de la cantidad optima de ake y agua a los
microorganismos. Tres tipos comunes son la production
de abono en pilas estdticas (se forman pilas de desechos
akeadas con ventiladores impelentes o bombas de vacfo),
la production de abono en recipientes con agitation
mecdnica (los desechos se colocan en un recipiente para el
tratamiento donde se mezclan y airean) y production de
abono en hileras (los desechos se colocan en pilas
alargadas, o sea hileras, y se mezclan periddicamente
usando tractores o equipo similar).
tDara resultado esta tecnica en cualquier
lugar?
La biodegradacion sirve para muchos tipos de desechos
organicos y es un proceso natural y eficiente en funcidn del
costo. Muchas tecnicas pueden aplicarse in situ, evitando
la necesidad de transportar materiales peligrosos.
El grado de biodegradacion depende principalmente de la
toxicidad y de la concentracidn inicial de contaminantes,
su biodegradabilidad, las propiedades del suelo
contaminado y el sistema de tratamiento que se seleccione.
Los contaminantes que se pueden biodegradar son
compuestos organicos no halogenados, tanto volatiles
como semi volatiles, y combustibles. La eficacia de las
medidas biocorrectivas es limitada en lugares con una alta
concentracidn de metales, compuestos org£nicos altamente
dorados o sales inorganicas porque estos compuestos son
tdxicos para los microorganismos.
£ Donde se ha usado esta tecnica?
En el predio de Scott Lumber Company (Misuri), uno de
los sitios comprendidos en el Superfund, se aplicd un
tratamiento bioldgico a 16.000 toneladas de tierra
contaminada con hidrocarburos poliaroma'ticos, usando la
tecnica de tratamiento de la tierra. Se logrd una reduccidn
del 70% en la concentracidn de hidrocarburos.
En el sitio de French Ltd. (Texas), tambie'n comprendido
en el Superfund, se usaron medidas biocorrectivas de fase
de lechada para tratar 300.000 toneladas de sedimentos de
una laguna y fango residual tipo alquitra"n contaminados
con compuestos organicos volatiles y semivoMtiles,
metales y pentaclorofenol. Con este sistema de tratamiento,
las metas de limpieza establecidas por el EPA se
alcanzaron en el plazo de 11 meses.
En el cuadro 1 de la pagina 4 hay m£s ejemplos de lugares
donde se ban seleccionado distintos tipos de medidas
biocorrectivas como metodo de tratamiento con recursos
del Superfund.
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Cuadro 1
Ejemplos de sitios donde se usan tecnicas biocorrectivas con recursos del Superfund*
Nombre del sltlo Tratamiento Contamlnantes
Applied Environmental Services Bioaireacion Compuestos organicos volatiles,
(Nueva York) compuestos organicos semivolatiles
Onaiaska Municipal Landfill Bioaireacion Compuestos organicos volatiles,
(Wisconsin) hidrocarburos poliaromaticos
Eielson Air Force Base Bioaireacion Compuestos organicos volatiles,
(Arkansas) compuestos organicos semivolaliles,
hidrocarburos poliaromaticos
Brown Wood Preserving Tratamiento de la tierra Hidrocarburos poliaromaticos
(Florida)
Vogel Paint & Wax (Indiana) Tratamiento de la tierra Compuestos organicos voldtiles
Broderick Wood Products Tratamiento de la tierra Compuestos organicos semivolatiles,
(Colorado) y bioaireacion hidrocarburos poliaromaticos, dioxinas
Burlington Northern (Somers) Tratamiento de la tierra y Compuestos organicos semivolatiles,
(Montana) medidas biocorrectivas in situ hidrocarburos poliaromaticos
Si desea una lista de los sitios para los cuales se han usado o seleccionado tecnicas de tratamiento innovadoras con
recursos del Superfund, dirfjase al NCEPI, cuya direcci6n figura en el recuadro a continuacion, y solicite un ejemplar del
documento titulado Innovative Treatment Technologies: Annual Status Report (7th Ed), EPA 542-R-95-008. Hay una base
de datos con mdis informaci6n sobre ios sitios indicados en el Annual Status Report. La base de dates se puede recibir
gratis porcomputadora; esta en la cartelera electronica con informacion sobre operaciones de limpieza del EPA (CLU-IN).
Llama a CLU-IN, mddem: 301-589-8366. El numero de telefono de CLU-IN para ayuda tecnica es 301 -589-8368. La base
de datos tambien se puede comprar en disquetes. Consulte al NCEPI para mas pormenores.
• No Kxtos los H»s da desechos y no todas las oondiclones de los sitios son comparables. Es necesario investigar cada sitio y someterio a pruebas por
soparado. SB dob on emplear critarios cientlflcos y tecnlcos para determiner si una tecnica es apropiada para un sitio.
Para mas informacion: .
Las pubiicaciones que se indican a continuacion pueden obtenerse gratis del NCEPI. Para encargarlas, envfe su pedido
por fax al 513-489-8695. Si al NCEPI no le quedan mas ejemplares de alguno de estos documentos, puede dirigirse a
otras fuentes. Escriba al NCEPI a lasiguiente direccion:
National Center for Environmental Publications and Information (NCEPI)
P.O. Box 42419
Cincinnati, OH 45242
• Selected Alternative and Innovative Treatment Technologies for Corrective Action and Site Remediation: A
Bibliography of EPA Information Resources, enero de 1995, EPA 542-B-95-001. Bibliograffa de pubiicaciones del
EPA sobre t&cnicas de tratamiento innovadoras.
• Bioremediation Resource Guide, septiembre de 1993, EPA 542-B-93-004. Bibliograffa de pubiicaciones y otras
fuentes de Informacion sobre tecnicas biocorrectivas.
• A Citizen's Guide to Soil Vapor Extraction and Air Sparging, EPA 542-F-96-008.
• Engineering Bulletin: In Situ Biodegradation Treatment, abril de 1994, EPA 540-S-94-502.
• Engineering Bulletin: Slurry Biodegradation, septiembre de 1990, EPA 540-2-90-016.
• Abstracts of Remediation Case Studies, EPA 542-R-95-001.
• WASTECH® Monograph on Bioremediation, ISBN #1-883767-01-6. Puede obtenerse de la Academia
Estadounidense de Ingenieros Ambientales, 130 Holiday Court, Annapolis, Maryland 21401; telefono: 410-266-3311.
Cuesta US$49,95.
AVISO: Esta ticha tecnica es solamente una fuente de orientation e informacidn. No es su propdsito crear derechos que puedan hacerse valerpor via Judicial en
Estates IMdos, rise puede recurrira esta flcha tecnica con ese fin. El EPA tambien se reserva el derecho de cambiar estas pautas en cualquler momenta sin
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