Introducción

El agua es uno de los cuatro recursos naturales fundamentales para el desarrollo humano, junto con el aire, la tierra y la energía. Si bien es cierto que es un recurso natural renovable, el impacto que ocasionan las diversas actividades del hombre sobre ella puede conllevar a disminuir su calidad, alterando sus propiedades químicas, físicas, biológicas y/o su composición de tal manera que pierda su capacidad para el consumo de los seres vivos, por lo que entonces se le considera como contaminada.

Una de las actividades que más ha deteriorado al ambiente y a la biodiversidad a nivel mundial, son las operaciones petroleras en sus distintas fases. Aunque no se conoce con exactitud la magnitud del daño que la industria del petróleo ha causado al ambiente a lo largo de su existencia (Vásquez et al. 2011). Relativo a la perforación de pozos, producción y transporte de hidrocarburos a nivel internacional, existen referencias de su impacto sobre cuerpos de agua. Entre los derrames de crudo que más desastres han hecho, están el ocurrido en las costas de Vancouver, Canadá, donde el buque Nestucca chocó y vertió 800.000 litros de petróleo. Y el producido en diciembre de 1988 en las costas de Alaska por el buque tanque petrolero Exxon Valdez, el cual derramó en el mar más de 40.000 litros de petróleo (Hampton et al., 2003).

Asimismo, la explosión de la plataforma Horizonte Profundo en el 2010, derramó 900 millones de litros de petróleo al golfo de México (Ocean Futures Society, 2015). A nivel nacional, en el año de 2012 un derrame de crudo en el Complejo Operacional de Jusepín alcanzó el río Guarapiche, principal fuente de agua de la ciudad de Maturín, estado Monagas, aunque se desconoce la cantidad.

En la fase de perforación no solo es posible ocasionar efectos negativos con petróleo sobre el ambiente, también se puede ocasionar contaminación con los fluidos de perforación, los cuales tienen una fase continua (agua o aceite) y una fase discontinua (sólidos) con propiedades físicas y químicas determinadas, que al entrar en contacto con el medio ambiente, generan alteración del mismo. Generalmente, en los fluidos base aceite se emplea gasoil o derivados de aceites minerales, pero, ellos son contaminantes. Este aceite presenta un alto contenido de aromáticos (>22 %), componente que impacta la fauna acuática, retarda la regeneración de la capa vegetal y crea efectos contaminantes severos al ambiente (Camargo et al., 2001).

Como consecuencia de lo descrito, en la Universidad de Oriente Núcleo de Monagas, se ha investigado sobre el uso de fluidos de perforación base aceite natural de palma aceitera (Elaeis guineensis) y soya (Glycine max), demostrando que ambos sistemas pueden ser empleados como fase continua en fluidos de perforación, porque cumplen con los rangos de aceptación preestablecidos a nivel de laboratorio por las empresas contratistas (Vega et al., 2017). Ante ello, se hizo necesaria una evaluación del impacto que estos dos fluidos de perforación base aceite vegetal podrían generan al entrar en contacto con los sistemas naturales acuáticos. Para ello, se tomó como referencia el decreto 883 (1995), además de ser comparados con los efectos de un fluido base aceite mineral Vassa.

Metodología

El desarrollo del trabajo dio inicio en el laboratorio de fluidos de perforación Campus Los Guaritos de la Universidad de Oriente, Núcleo de Monagas donde a partir de dos aceites comerciales de palma aceitera (Elaeis guineensis) y soya (Glycine max) se procedió a realizarles un proceso de transesterificación basado en la metodología de Benjumea et al. (2004). Obtenidos los éster, se formularon tres fluidos a una densidad de 12 lpb, uno, patrón con aceite Vassa Lp-90 (FV) como fase continua, otro con éster de soya (FS), y finalmente, uno de éster de palma aceitera (FP) de acuerdo a Vega et al. (2017).

Se dispusieron de 12 envases esféricos de vidrio, cada uno con una capacidad de 20 L, a los cuales se le adicionaron 15 L de agua. Los mismos se identificaron y acondicionaron con un sistema difusor de aire que permitió la agitación del agua. Seguidamente, fueron introducidos en cada envase para su adaptación 10 camarones (Caridina multidentata) empleados como bioindicadores. Estabilizados los camarones (24 h después), se les agregó 20 mg/L de los fluidos de perforación base aceite soya, palma y Vassa a nueve envases (tres por cada fluido) y tres no se contaminaron a los cuales se denominaron blancos. Los envases se sometieron a periodo de observación de 96 horas, según lo establecido por METCALF, (1995).

Posteriormente, se procedió al conteo de camarones vivos por sistema y a la captación de las diferentes muestras de agua de cada envase, según las normas del el Ministerio del Poder Popular para Ecosocialismo y Agua (MINEA) (2010). Las muestras fueron llevadas al laboratorio del Departamento de Estudios Ambientales del citado Ministerio en Maturín estado Monagas. (DEA-Monagas) donde se les midieron mediante la aplicación del Método Estándar para el Análisis de Aguas y Aguas Residuales (APHA, 1998), los parámetros de: pH (SM 4500), sólidos sedimentables (SM 2540 D), aceites y grasas totales (norma SM 5520 B), Cloruros (SM 4500 B), oxígeno disuelto (O, D; SM 5520 B), demanda bioquímica de oxígeno (D.B. O; SM 5210 B), demanda química de oxígeno (D.Q. O; SM 5520 C), Nitritos (NO2 + NO3; SM 4500); Sulfatos (SO4); SM 4500), Dureza (Sm 2340 C) y conductividad eléctrica (Conductímetro).

Seguidamente el promedio de los valores obtenidos se compararon con los criterios de aceptación del decreto 883, sección III: De las descargas a cuerpos de aguas.

Resultados y discusión

Concerniente al porcentaje de bioindicadores vivos, se obtuvo que en las peceras que contenían agua pura (Blanco) y agua contaminada con el FP, se mantuvieron vivos el 100 % de los camarones (Caridina multidentata), lo que supone que este último ecosistema aún contenía en su composición oxígeno disuelto, el cual es indispensable para la vida. Por el contrario, se percibió que en los recipientes que contenían los FV y FS se produjo el deceso del 100 % de los camarones (Caridina multidentata). 

Asimismo, se evidenció que el ecosistema contaminado con FP (Figura 1.a), generó menor turbiedad en el agua y presentó trazas de aceite esparcidas en superficie, permitiendo el contacto del agua con el aire exterior. El FV se mezcló con el agua dando apariencia de turbiedad y con presencia de una capa flotante de aceite (Figura1.b). A su vez, el ecosistema contaminado con FS, aunque generó menos turbiedad en el agua en contraste con FV, formó en la parte superior una capa flotante blanquecina de densidad apreciable parecida a una nata que impidió parcialmente el contacto del agua con el aire exterior (Figura 1.c).

Tomadas y analizadas las muestras de agua, se obtuvo que con respecto al pH de las cuatro muestras, las mismas se encontraron dentro del rango de aceptación del Decreto 883 (6 ˂ pH ˂ 9) (Tabla I). La disminución del pH de las aguas contaminadas con los FS y FP con respecto al blanco, obedece a que estos aceites (soya y palma) están constituidos por ácidos grasos naturales que, al entrar en contacto con el agua, alejan el valor del pH de la basicidad.

índice de nitritos mucho menor en las aguas contaminadas con FS, FV y ningún valor en el agua contaminada con FP (Tabla II). Esta disminución pudo deberse por la acción bacteriana presente en dichas aguas contaminadas, al existir un asentamiento de los elementos que conformaron los fluidos de perforación base aceite, aunado al hecho, de la profundidad a la que fueron tomadas las muestras sin agitar el agua. Los valores de nitritos obtenidos se encuentran dentro del rango de aceptación del decreto 883 (˂ 10 mg/L).

El contenido de sulfatos de las aguas contaminadas con los fluidos de perforación varió poco con respecto al agua no contaminada (Tabla II), pero este no excedió el rango de aceptación del decreto 883 SECCIÓN III (˂1.000 mg/L). La variación se puede explicar al hecho de que durante el ensayo, no hubo aporte de otras aguas, como pudiese ocurrir en los ambientes naturales con la existencia de aguas connatas de origen marino o pro-infiltraciones oceánicas.

Respecto a la dureza de las aguas se observa (Figura 2) que las aguas contaminadas con los fluidos de perforación se mantuvieron en el nivel de dureza moderadamente dura por encontrarse en un rango que va desde los 75 a las 150 ppm, siendo la muestra del aceite Vassa la que mayor dureza tuvo respecto a las aguas contaminadas. También se percibió que el agua sin contaminar se posiciona por encima del rango de agua moderadamente dura, es decir, con un valor de 152, por lo que se le consideró como agua dura. No obstante, los valores conllevan a inferir aceptables niveles de magnesio y calcio para estimular el crecimiento de los camarones (Caridina multidentata), debido a que estos no pueden habitar en aguas demasiado blandas.

Con respecto a los aceites y grasas, se observa que la recuperación del aceite Vassa estuvo considerablemente por debajo del rango aplicado, lo que corrobora lo antes expuesto en la evaluación de la conductividad eléctrica, donde se expresó que este aceite podría estar generando una mejor emulsión, y por ende su recuperación se dificulta a la hora de determinar los aceites y grasas. No obstante, los valores de los tres fluidos están dentro del rango del decreto.

La demanda bioquímica de oxígeno (DBO) (Tabla III), en el agua normal se encuentra por debajo del valor máximo establecido en el decreto en estudio, (60 mg/L máx), las aguas de los otros tres fluidos sobrepasan considerablemente los niveles DBO con valores de hasta 9 veces el rango del Decreto. En los procesos naturales de purificación de ríos y corrientes la materia orgánica se oxida debido a la acción de microorganismos utilizando el oxígeno disuelto en el agua, así cuando se determina una alta carga de DBO, significa que el agua se encuentra contaminada con materia orgánica, disminuyendo el oxígeno necesario para la vida acuática normal (Valladares et al, 1996). Igualmente, se comprobó que el aceite palma fue el que presentó menor medida del oxígeno disuelto utilizado por los microorganismos en la oxidación bioquímica de la materia orgánica.

El oxígeno disuelto es uno de los parámetros más importantes de estudio, debido a que la presencia de oxígeno en el agua favorece la vida de las especies que en ella se encuentren. En la tabla III, se comprobó que las aguas contaminadas con los fluidos de perforación FS y FV, no presentaron oxígeno disuelto, a diferencia del FP donde aún se pudo determinar este parámetro. La disminución de los valores de oxígeno es ocasionada por el consumo de este elemento por parte de los organismos heterotróficos durante el proceso de oxidación de la materia orgánica.

De acuerdo a los resultados obtenidos se puede afirmar que los mismos coinciden con Camargo et al. (2010) quienes señalan que los fluidos biodiesel de palma es de baja toxicidad y con Benavides et al. (2011) que expresan que es viable desde el punto de vista ambiental el uso de biodiesel de palma como fase continua. Asimismo, se concuerda con Sánchez et al. (2002) el cual afirma que con respecto al FP que su uso es especialmente recomendado en ecosistemas altamente sensibles, tales como pantanos y en actividades costa afuera.

Conclusiones

El único fluido que logró mantener vivos los bioindicadores fue el fluido palma. A pesar de que los parámetros como: pH, nitritos, sulfatos, cloruros, aceites y grasas y sólidos sedimentables, estuvieron dentro de los rangos establecidos por el decreto 883, la demanda bioquímica de oxígeno (D.B. O), demanda química de oxígeno (D.Q. O) y oxígeno disuelto (OD) de las aguas contaminadas con los fluidos de perforación Vassa, soya y palma (excepto OD), se excedieron de los rangos establecidos por el decreto 883, y por ende se consideran a estas aguas, fuera de norma. Para ambientes marinos y pantanosos solo se recomienda el uso del fluido de palma aceitera.

Referencias bibliográficas

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