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Artículo científico
Volumen 6, Número 2, julio - diciembre, 2023
Recibido: 28-04-2023, Aceptado: 08-09-2023
https://doi.org/10.46908/tayacaja.v6i2.210
Remediación de suelos del botadero cerro San Cristóbal mediante
los microorganismos (Bacillus cereus) en Pampas Tayacaja
Soil remediation of the San Cristóbal hill dump using microorganisms (Bacillus cereus) in
Pampas Tayacaja
Esmila Yeime Chavarría Marquez
Universidad Nacional Autónoma de Tayacaja Daniel Hernández Morillo, Perú
esmilachavarria@unat.edu.pe
Merly Yadira Chávez De La Torre
Universidad Nacional Autónoma de Tayacaja Daniel Hernández Morillo, Perú
71383529@unat.edu.pe
Gloria María López Yupanqui
Universidad Nacional Autónoma de Tayacaja Daniel Hernández Morillo, Perú
74358274@unat.edu.pe
Diana Estrella Orellana Reyes
Universidad Nacional Autónoma de Tayacaja Daniel Hernández Morillo, Perú
71996021@unat.edu.pe
Jack Brando Pérez Hijar
Universidad Nacional Autónoma de Tayacaja Daniel Hernández Morillo, Perú
72171728@unat.edu.pe
Nick Maykol Rodas Riveros
Universidad Nacional Autónoma de Tayacaja Daniel Hernández Morillo, Perú
71656877@unat.edu.pe
Luis Alberto Sanchez Moratillo
Universidad Nacional Autónoma de Tayacaja Daniel Hernández Morillo, Perú
74950053@unat.edu.pe
RESUMEN
El objetivo de este artículo es restaurar el suelo contaminado por botaderos mediante el microorganismo Bacillus
cereus. La metodología, comprende 5 muestras de suelos contaminados por botaderos, donde se realizarán
experimentos, los cuales serán contrastados mutuamente y se determinará si el microorganismo biorremediador es
eficiente o no para la restauración de un suelo contaminado. En los resultados muestra, que una mala práctica del
manejo de residuos sólidos son los botaderos ilegales que ocasiona una contaminación de los suelos, este problema
aqueja el distrito de Pampas, específicamente en el cerro San Cristóbal, en la investigación se analizó una muestra
del cerro San Cristóbal donde el pH, temperatura y textura inicial es de 7.5 pH , 22 C° y arcillosa, respectivamente,
mediante el método de remediación con la bacteria Bacillus cereus el pH permuta y baja a 6.6 pH, la temperatura
también cambia a 21° y la textura cambia a franco-arenosa, estos como resultados finales. Conclusión, se logró
comprobar que la bacteria Bacillus cereus, muestra resultados favorables para la inhibición de contaminantes
procedentes de los residuos sólidos, es decir, son buenos restauradores de suelos contaminados, por ello se logró que
el pH, temperatura y textura cambien favorablemente.
Palabras clave: Bacillus cereus, remediación, pH, temperatura, textura.
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ABSTRACT
The objective of this article is to restore soil contaminated by dumps through the microorganism Bacillus cereus. The
methodology includes 5 samples of soils contaminated by dumps, where experiments will be carried out, which will
be mutually contrasted and it will be determined if the bioremediation microorganism is efficient or not for the
restoration of contaminated soil. The results show that a bad practice in solid waste management are illegal dumps
that cause soil contamination, this problem afflicts the district of Pampas, specifically in the San Cristóbal hill, in the
investigation a sample of the hill was analyzed San Cristóbal where the initial pH, temperature and texture is 7.5 pH,
22 C ° and clayey, respectively, through the remediation method with the Bacillus cereus bacterium, the pH changes
and drops to 6.6 pH, the temperature also changes to 21 ° and the texture changes to loamy-sandy, these as final
results. Conclusion, it was possible to verify that the Bacillus cereus bacterium shows favorable results for the
inhibition of contaminants from solid waste, that is, they are good restorers of contaminated soils, for this reason it
was achieved that the pH, temperature and texture change favorably.
Keywords: Bacillus cereus, bioremediation, pH, temperatura, texture.
INTRODUCCIÓN
Muchos países no poseen un sistema de tratamiento de
residuos sólidos; una de las más afectadas es
Latinoamérica: más del 50% de los desechos sólidos
son depositados en botaderos.
Actualmente, la disposición final de los desechos
sólidos es bastante criticada en el Perú, las razones se
sustentan en la escasez de rellenos sanitarios y plantas
procesadoras de basura.
En los botaderos es muy común la quema de desechos,
con la finalidad de disminuir el volumen y la creación
de los líquidos lixiviados.
Sin embargo, esta medida es muy negativa debido a
que aumenta la contaminación del aire y del suelo
(Ticona y Apaza, 2020, p. 29-36).
No cabe duda que la contaminación por residuos
sólidos es una realidad que no exime a casi ninguna
sociedad, por lo que la ciudad de Pampas-Tayacaja no
es ajeno a ello, es más, en el 2018 se viralizó un video
en el cual ciudadanos protestaron colapso en la planta
de residuos sólidos inorgánicos ubicado en el distrito
de Pampas (Chamorro, 2018).
Cabe señalar que las investigaciones relacionadas con
esta problemática es una literatura escaza, por lo que
no nos permite tener una visión real y verídica sobre
ello dentro de esta población.
Además, la restauración de suelos contaminados
mediante remediación es un método viable y eficiente.
En tal sentido, se elaboró una metodología para poder
descontaminar algunos suelos de botaderos mediante
microorganismos biorremediadores como el Bacillus
cereus, pudiendo reducir algunos parámetros como el
nivel de su pH y temperatura.
MATERIALES Y MÉTODOS
Lugar de estudio
La investigación se realizó en el cerro San Cristóbal
de Pampas Tayacaja, ubicada a una altitud de 3,500
m.s.n.m, en las coordenadas 12º24’10.47” S y
74º52’02.70” O.
Figura 1
Lugar de estudio
Nota. Elaboración propia a partir de Google Earth,
2023.
Identificación de la bacteria
Buscamos una bacteria que sea un buen restaurador
del suelo, al indagar los beneficios que estas poseen
elegimos la bacteria Bacillus cereus debido a su
tratamiento óptimo para descontaminar suelos de
botaderos, pudiendo reducir así algunos parámetros
como el nivel de su pH, temperatura y textura.
Microorganismo Bacillus cereus
La capacidad que posee el microorganismo Bacillus
cereus para formar esporas que permanecen
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metabólicamente inactivas, pero viables bajo
condiciones adversas, hace que sea apropiado para la
formulación de productos estables que benefician los
cultivos agrícolas mediante mecanismos indirectos
(Corrales et al., 2019, p.15(27), 46-65).
Otro beneficio que tiene la bacteria Bacillus cereus es
reducir la Salmonella por su capacidad secretora de
proteínas y metabolitos eficientes en el suelo, además
que promueve el crecimiento vegetal a través de la
solubilización de fósforo y la producción de
reguladores de crecimiento como el ácido indol
acético (Sánchez y Castañeda, 2016, p.7(24), 8-9.
Asimismo, se evidencia la influencia de Bacillus en el
desarrollo de plantas de maíz, trigo y arroz, mostrando
una alta actividad nitrogenenasa, enzima relacionada
con la asimilación del nitrógeno.
Es importante mencionar que, esta propiedad se ha
usado en plantas como soya y frambuesa colaborando
en la calidad de los cultivos. En el caso del trigo, la
presencia de bacterias fijadoras de nitrógeno como
Bacillus cereus ha beneficiado de manera significativa
la cantidad de hojas, mejorando el rendimiento. Esta
versatilidad del Bacillus puede ser aprovechada para
reducir considerablemente el uso de fertilizantes
nitrogenados de origen químico.
Por ello, es de suma importancia mencionar que el
microorganismo Bacillus presenta diferentes
características y versatilidad para su aplicación,
haciéndo que sea un óptimo candidato en el
mejoramiento de la disponibilidad de nutrientes para
las plantas y para la recuperación de suelos (Corrales
et al., 2019, p.15(27), 46-65).
Identificación y caracterización del botadero
En general, un botadero es un espacio terrestre donde
no existe un sitio de disposición de residuos sólidos y
no dispone ningún tipo control, además de que los
residuos no son compactados ni tapados diariamente,
lo que genera malos olores, gases y líquidos
contaminantes perjudiciales para el ecosistema, ya que
estos contaminan el medio ambiente y ponen en riesgo
la salud humana.
El botadero del cerro del San Cristóbal es un lugar
donde son depositados de manera ilícita los residuos
sólidos de diferentes puntos de la ciudad de Pampas-
Tayacaja.
Los residuos que se encontraron en el botadero son de
diversos tipos como: residuo domiciliario, residuo
comercial, residuos de las acciones de construcción,
residuos agropecuarios, ejemplificando: desechos
comestibles, bolsas plásticas, restos de hormigón o
cemento, restos de poda de cultivos o verduras.
Muestreo de suelos
“El muestreo es la actividad por la que se toman
muestras representativas que permiten caracterizar el
suelo en estudio, en tanto que la muestra puede ser
definida como una parte representativa que presenta
las mismas características o propiedades del material
que se está estudiando y las muestras que serán
enviadas al laboratorio, constituyen las muestras
elegidas para ser analizadas de acuerdo a los objetivos
establecidos” (MINAM, 2013. p14).
Para muestras superficiales: Para la toma de muestras
superficiales (hasta una profundidad de
aproximadamente un metro) se pueden aplicar
sondeos manuales. Este sistema es relativamente fácil,
rápido de usar y de bajo costo, siendo poca la cantidad
de suelo que se puede extraer con esta técnica, será
necesario obtener muestras compuestas de varios
sondeos. Otras técnicas alternativas para la toma de
muestras superficiales pueden ser hoyos o zanjas
(MINAM, 2013. p16).
Para muestras en profundidad: En un sitio
potencialmente contaminado puede existir también
una distribución espacial en profundidad de las
sustancias contaminantes. Esta puede resultar de la
interacción entre las características y propiedades del
suelo a lo largo del perfil con las características y
propiedades de las propias sustancias contaminantes.
Por ello, es esencial que el muestreo refleje también la
posible variabilidad espacial en profundidad de las
sustancias contaminantes. De otra forma, las
decisiones tomadas pueden no resultar adecuadas
(MINAM, 2013. p17).
Figura 2
Preparación de muestras en el laboratorio
Nota. Todos los instrumentos y materiales aplicados.
Elaboración propia (2023).
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Figura 3
Cinco placas petris
Nota. Cinco placas petris. Elaboración propia (2023).
Incubación de las bacterias con el suelo
Figura 4
Incubadora de muestras
Nota. Incubadora, para poder incubar las muestras.
Elaboración propia (2023).
Figura 5
Identificación de las bacterias
Nota. Muestra de suelo contaminado por botadero.
Elaboración propia (2023).
Figura 6
Mezclará el agua de arroz que estaba en la probeta en
las placas Petri
Nota. Se mezclará el agua de arroz que estaba en la
probeta en las placas Petri que estará el suelo
contaminado. Elaboración propia (2023).
Figura 7
Llenado de las placas Petri
Nota. Llenado de las placas Petri para llevarla a la
incubadora. Elaboración propia (2023).
Comprobación del pH
Los microorganismos Bacillus cereus, han sido
capaces de biorremediar un suelo contaminado por
residuos sólidos (botaderos), en sus parámetros físicos
de temperatura y pH. Como se muestra en la gráfica 1,
hay una diferencia significativa en el pH, pues en
primera instancia la muestra de suelo tenía un pH
ligeramente alcalino (7.5), sin embargo, luego de ser
sometidos a las bacterias biorremediadoras durante 3
días, estos tuvieron un pH neutro (6.6)
Comprobación de la textura
Además, otro parámetro físico realizado en la
remediación en un suelo contaminado por residuos
sólidos (botaderos), es la textura en primera instancia
(muestra simple) resultó 40% de limo, 4% de arena y
56% de arcilla, es decir una textura arcillosa a
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diferencia de la muestra tratada con resultados de 11%
de arcilla, 50% de limo y 39% de arena, con una
textura franco-arenosa.
Por tanto, se puede decir que los microorganismos
Bacillus cereus, son restauradores biológicos
potenciales para la restauración de una muestra de
suelo contaminado por residuos sólidos.
Metodología de la investigación
Esta investigación presenta una naturaleza cuantitativa
experimental y para ejecutar la restauración de suelos
contaminados por botaderos mediante remediación se
emplearán la guía nacional para el muestreo y a los
ECAs del suelo. Además, se elaborará una
fermentación de arroz (Oryza sativa) para recuperar
este suelo contaminado. Por otro lado, se realizaron
experimentos en 5 muestras de suelos contaminados
por botaderos, los cuales serán contrastados
mutuamente y se determinará si el microorganismo
biorremediador es eficiente o no para la restauración
de un suelo contaminado.
Además, es preciso mencionar que esta investigación
se realiza en los laboratorios de la Universidad
Nacional Autónoma de Tayacaja Daniel Hernández
Morillo.
Técnicas e instrumentos de obtención de datos
Se empleó la técnica de observación directa, estudio y
análisis gráficos, además de la toma de muestras de los
suelos a priori y a posteriori el tratamiento de
remediación por microorganismos biorremediadores.
La obtención de datos fue tratada mediante contraste,
es decir, se hará una comparación de las 5 muestras
antes y posteriormente los resultados de remediación
presentan resultados positivos, entonces se determina
que la remediación de suelos contaminados por
Bacillus cereus son eficientes. Por otra parte, al ser un
estudio experimental, es imprescindible tener en
cuenta los EPPs adecuados en la recolección de
muestras de los botaderos, tanto en campo como en las
experimentaciones de laboratorio.
Además de ello, este trabajo exploratorio tendrá en
consideración la probidad académica, así como
también, la política de comunicación hacia la
población para que este estudio tenga resultados
sociales luego de la experimentación.
Procedimientos de recolección de datos
✓ Para la obtención de la muestra primero se acudió
a los 5 puntos de muestreo de identificación, en los
cuales se midió y limpió la capa superficial en un
perímetro de 30x30 cm. Dentro de la zona limpiada
se escarba a una profundidad de 20-30 cm.
✓ Una vez teniendo una profundidad de 20-30 cm,
procedemos a sacar una porción de tierra de 1 kg
aprox., la cual se almacena en un balde, y sobre la
mantada blanca tamizamos toda la muestra (Este
procedimiento se realiza de manera unipersonal por
cada punto de muestreo).
✓ Cada muestra obtenida se deposita en una bolsa
hermética etiquetada y se transporta al laboratorio
para su próxima caracterización.
✓ Ya en el laboratorio se procedió a trabajar con las
muestras de suelo.
✓ Posteriormente se procede a tratar los resultados
obtenidos en el software de análisis de datos
(SPSS).
RESULTADOS
Las muestras de suelo contaminado al ser medidos con
el potenciómetro dieron como resultado, un pH que se
encuentra en el rango de 7 a 14; para ser exactos la
media fue de 7.5; en cuanto a la temperatura del suelo
se midió con el termómetro de sondeo, dio como
resultado de 22°c y se puede observar en la (tabla 1).
Cabe detallar que las muestras de suelo fueron
llevados a la incubadora por 48 horas; antes de ello se
procedió a realizar la medición tanto del pH y la
temperatura, como se menciona párrafos anteriores;
para después ser comparados con las muestras que
contienen agua de arroz en ello microorganismos
biológicos Gram positivos (Bacillus cereus).
Tabla 1
Medidas de pH y T (°C) en muestras de suelo contaminado por residuos sólidos de botaderos
Tipo de muestra
pH
T (°C)
Textura
Muestra simple (M01)
7.5
22°C
Arcillosa
Muestra simple (M02)
7.5
22°C
Arcillosa
Muestra simple (M03)
7.5
22°C
Arcillosa
Muestra simple (M04)
7.5
22°C
Arcillosa
Muestra simple (M05)
7.5
22°C
Arcillosa
Nota. La tabla nos da a conocer las medidas tomadas a las muestras de suelo contaminado referente a su pH y la
temperatura.