98 Biorremediación de un Suelo Petrolizado Empleando Humus del Río CaroníWindevoxhel, R.1; Sánchez, N.1; Bastardo, H.2,3; Malaver, N.2

Análisis estadístico

El análisis de la varianza en el ensayo debiodegradabilidad en suelo mostró diferenciassignificativas (P<0,01) entre las distintas dosis desustancias húmicas evaluadas en los suelos. Segúnla prueba de Tukey, el tratamiento con humus al 5%(SH5) con la mayor densidad bacteriana difieresignificativamente de los tratamientos SH1 y SH3, loscuales no mostraron diferencias significativas entresí. Según el coeficiente de correlación de Pearson,existe una correlación positiva (P<0,01) entre ladensidad bacteriana y las dosis de humus aplicadas alas unidades experimentales. En cuanto al efecto delhumus sobre la remoción de grasas y aceites, laprueba de Tukey permitió establecer diferenciassignificativas entre el suelo sin humus y los sueloscon humus. Sin embargo, los tratamientos con humusno mostraron diferencias significativas entre sí. Encuanto a la remoción de grasa y aceites. Según elcoeficiente de correlación de Pearson, existe unacorrelación negativa (P<0,01) entre el contenidoresidual de grasas y aceites en el suelo y las dosis dehumus aplicadas a las unidades experimentales.

CONCLUSIONES

La incorporación de humus del Caroní en el procesode biorremediación estudiado resulta de gran interéspor sus propiedades como coadyuvador de la actividadmicrobiana. Se obtuvieron resultados que presentanal producto húmico utilizado como un agente con unalto potencial para ser utilizado en tratamientosexitosos de biorremediación asistida. La presencia dehumus para todos los casos estudiados dio lugar a unmayor crecimiento bacteriano, el cual se incrementóconforme aumentaba la proporción de humus añadido.La adición de humus reportó un considerableincremento en las tasas de biodegradabilidad tantodel gasoil en medio acuoso como del crudo medianoen suelo, no obstante la tendencia observada en elprimer caso de una mayor degradación al incrementarla proporción de humus añadido no concuerda conlos resultados obtenidos para el tratamiento en suelo,donde la tasa decreció para la máxima concentraciónde humus, lo que hace presumir que al alcanzar ciertaconcentración de humus algún material orgánicopresente en el suelo pudiera ser utilizado por losmicroorganismos como sustrato principalpreferentemente respecto al contaminante, por lo quese sugieren estudios en suelo con concentracionesdel producto superiores e inferiores a las evaluadas.En los tratamientos en suelo se obtuvieron niveles deremoción de crudo superiores hasta en un 27,4%respecto al control sin humus, lo que permite

considerar la incorporación del producto húmico enlos tratamientos de biorremediación como una técnicade alto rendimiento en el saneamiento de los enclavescontaminados por hidrocarburos del petróleo en elpaís.

REFERENCIAS

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Quagliotto, P., G. Viscardi, E. Montoneri, R. Gobetto,F. Adani, F. Tambone (2005) Compost humic acid–like

111Ingeniería y Sociedad UC. Vol. 6, No.2P. 100-110. 2011

LA PROGRAMACIÓN LINEAL EN LA INGENIERÍA INDUSTRIAL

Medina, Ch. Emilsy, R.

Escuela de Ingeniería Industrial. Facultad de Ingeniería.Universidad de Carabobo. Valencia. Estado Carabobo. Venezuela

email: emedina121@gmail.com

Resumen: El presente trabajo aborda la revisión de la Programación Lineal y la Programación Lineal Enteraaplicadas a las áreas de la Ingeniería Industrial, para ello se desarrolló una investigación de tipo documental.De la revisión de varios documentos de diferentes investigadores, se encontró que tanto la programaciónlineal como la entera siguen siendo empleadas para modelar situaciones reales de organizaciones, desde lacompra de materiales, producción y distribución hasta las mejoras en el área del medio ambiente. Las áreasen las cuales se emplea el modelado a través de estas herramientas son: Logística, Asignación de Horarios yProducción. Dentro de los nuevos roles planteados a los ingenieros están las nuevas concepciones de productosy procesos que permitan mantener el ambiente y preservar la salud de la población; áreas éstas en las quelos ingenieros industriales apoyándose en herramientas propias, como la investigación de operaciones,pueden aportar grandes hallazgos y avances significativos.

Palabras clave: Ingeniería industrial, programación lineal, programación lineal entera.

LINEAR PROGRAMMING IN INDUSTRIAL ENGINEERING

Abstract: This paper addresses the revision of Linear Programming and Integer Linear Programming appliedto the areas of Industrial Engineering. To this end, a documentary-type research was developed. From thereview of various documents from different researchers, it was found that both ways of linear programmingare being used to model real situations of organizations from the purchase of materials, production anddistribution, and have been used for improvements in the environmental area. The areas in which modelingis used through this techniques are: Logistics, Schedules Assignment and Production. The new roles raised toengineers are new concepts of products and processes to maintain the environment and preserve the healthof the population, areas within which these industrial engineers, leaning on their own tools, as the operationsresearch, can make great discoveries and significant advances.

Key words: Industrial engineering, linear programming, integer linear programming

INTRODUCCIÓN

La revisión de documentación relacionada conaplicaciones en el ámbito de la Ingeniería Industrial,tanto de la Programación Lineal como de laProgramación Lineal Entera, ha sido la orientación deesta investigación documental, que abarcó diferentesartículos de investigadores procedentes de diferentespaíses a fin de revisar el tratamiento y uso de estasherramientas con visiones geográficamente distintas;adicional a ello, se realizó una revisión de alrededorde 900 artículos de una revista científica de divulgaciónde Investigación de Operaciones para observar latendencia en las áreas en que se hace uso de laProgramación, tanto Lineal como Entera, así mismose realizó una cuantificación de la cantidad de artículospublicados por año, en el período comprendido entre1990 y2010, a fin de verificar la tendencia de lasinvestigaciones relacionadas con este tema.

Algunas investigaciones han expuesto la evolución,los avances y algunas de ellas han reseñadoaplicaciones en diferentes áreas de la economía y eldesarrollo de algoritmos para la resolución de

modelos, como las realizadas por Orden (1993),Bodington y Baker (1990), Murphy (2005), entre otros.

METODOLOGÍA

La metodología de investigación empleada en lapresente estudio fue de tipo documental, basada enla revisión y análisis de datos secundarios,provenientes de otros investigadores; como técnicade recolección de información se trabajó con elanálisis documental y se empleó la técnica lógica desíntesis para el análisis de datos. (Arias, 2006)

DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN

Orígenes de la Ingeniería.

La Ingeniería, según Bucci y Terán (2008): “es tanantigüa como el mismo hombre…los elementos quehan sido considerados como esenciales en el desarrollode la tecnología son la rueda, la palanca, la polea…sinembargo, las fechas exactas de estos hallazgos sondesconocidas”. (pág 114). Orrego (2005), señala que

Ingeniería y Sociedad UC. Vol. 6, No.2P. 111-117. 2011

97Ingeniería y Sociedad UC. Vol. 6, No.2P. 94-99. 2011

Tabla N° 2. Densidad bacteriana en losensayos

en medio acuoso

Tratamiento Densidad bacteriana

AH1 5,7E10

AH3 4,9E10

AH5 4,8E11

ACB 5,6E07

ACA 0

Figura 2. Porcentaje de remoción de gasoil para los distintostratamientos en medio acuoso

Para el ensayo de biodegradabilidad en suelo este seidentificó como arenoso-franco, con un pH de 5,13unidades, por lo que se ajustó a 6,50 unidades concal para un mejor desarrollo de la actividad microbiana(Cervantes 2002; Hoi-Yin et al. 2002; Hernández yBastardo 2003; Quagliotto 2005). El contenido engrasas y aceites del 8,32 %, es menor que el máximodel 10% establecido por la normativa ambientalvenezolana (Gaceta Oficial, 1998) para realizartratamientos de biorremediación. El humus presentóun 6% de materia orgánica, de la cual un 60% es deácidos húmicos y 20% de ácidos fúlvicos, un pH de12,89, 1,34% de potasio y 0,23% de nitrógeno. No sedetectó presencia de bacterias. Los datos obtenidospara la densidad bacteriana se presentan en la figura3. Se observa un mayor crecimiento para lostratamientos con humus al 3% y 5% (SH3 y SH5),posiblemente debido al aporte de nutrientes y a laligera elevación del pH (más cercano a la neutralidad),así como a un posible efecto surfactante queaumentaría la biodisponibilidad del sustrato. Losresultados de la cuantificación del porcentaje degrasas y aceites (fig. 4) arrojan para todos los casos,excepto para el control abiótico, una disminución del

contenido residual a lo largo del ensayo. Para todoslos tratamientos con humus (SH1, SH3 y SH5) laremoción fue mayor que en los controles sin humus.El mayor nivel de remoción fue alcanzado en eltratamiento con 3% de humus y no con el de 5%, locual no concuerda con lo observado en el elevadocrecimiento bacteriano de este tratamiento, ya quese esperaría para el mismo la mayor tasa debiodegradación del gasoil, no obstante, la explicaciónpodría radicar en que la población microbiana estácreciendo a expensas no sólo del gasoil como fuenteúnica de carbono sino además de algún otro sustratopresente en el suelo, que activa cierta selectividad enla población microbiana. Se observa en general unasignificativa aceleración en la tasa de biodegradacióndel contaminante en presencia del producto húmico,lo cual podría deberse a diversas propiedadesmejoradoras atribuidas a las sustancias húmicas (Hoi-Yin et al. 2002; Cervantes 2002; Quagliotto 2005),como son propiedades surfactantes las cuales sepresumen a raíz de la formación de emulsiones enlos tratamientos en fase acuosa.

Figura 3. Crecimiento bacteriano en tratamientos en suelo

Figura 4. Contenido residual de grasas y aceites en suelo

112 La Programación Lineal En La Ingeniería IndustrialMedina, Ch. Emilsy, R.

la escuela de Ingeniería más antigua que se conoce esla llamada Ecole Des Ponts et des Chausees, la cualse fundó en París, Francia en 1747, por Jean RodolphePerronet, primer ingeniero del rey francés Luis XV.

La Ingeniería Industrial es, como lo expresa Maneiro(2009):

quizás la más integradora y humana delas especialidades de la Ingeniería, porquesu objetivo es diseñar sistemascaracterizados por la necesidad de integrartanto la capacidad física como toma dedecisiones de los seres humanos, ademásde los aspectos propios del diseño desistemas. Sistemas donde elcomportamiento humano y las capacidadesson el elemento clave; pero en los cualesdeben considerarse los recursoseconómicos, el conocimiento y lainformación, además de los elementosclásicos: equipos y materiales. (p 3).

En este orden de ideas, Guarisma (2009) plantea que:“La ingeniería industrial ha crecido. Hoy día no sólotiene que ver con la actividad industrial y la producciónde bienes, sino que engloba lo que es la producción deservicios en todo tipo de empresas” y expresa que laIngeniería Industrial debe adoptar nuevos paradigmastecno-productivos que se basen en el avance de lastecnologías de la información y la comunicación, asícomo también se refiere a la necesidad de que laingeniería industrial debe considerar y practicar la éticafrente a los requerimientos sociales de cuidado delmedio ambiente.

Asimismo, Bucci y Terán (2008) concluyen en suinvestigación que entre los nuevos roles de losingenieros está el diseño de procesos y productos nocontaminantes que deben ser concebidos para el usoracional de los recursos naturales; también incluyen lageneración de nuevas formas de energía, la creaciónde nuevos sistemas de distribución del agua parapermitir el suministro a todos los niveles de la población,así como también la concepción de nuevos métodosde cultivo y control de la contaminación industrial conel fin de evitar enfermedades y epidemias.

La Programación Lineal y la Programación LinealEntera.

La programación lineal se encuentra inserta dentro delos conceptos de programación matemática, la cual esuna técnica de modelo ampliamente usada en la tomade decisiones. Para resolver los problemas de este tipo,lo primero que debe conocerse son las diferentesdecisiones que pudieran tomarse o las variables delproblema, que por lo general son cuantitativas.Posteriormente se busca determinar cuáles son lasrestricciones del problema y en una última etapa sedetermina el coto o beneficio que se asocia a cada

posible solución. Todas estas etapas definen entoncesun problema de optimización y dentro de este tipo deproblemas se encuentran los de programación lineal,los cuales tienen por característica que tanto la funciónobjetivo como las restricciones son de carácter lineal.La programación lineal es ampliamente usada endiferentes áreas como la ingeniería, la economía, lalogística, etc. Castillo et al (2002).

Para Hillier & Lieberman (2002), el desarrollo de laProgramación Lineal ha sido considerado como uno delas más significativos avances científicos de la mitaddel siglo XX, inclusive señalan que esta herramientaha tenido un alto impacto sobre grandes ahorros enorganizaciones de tamaño considerable en muchaspartes del mundo.

Es necesario que todas las funciones matemáticas enel modelo sean funciones lineales para poder serconsideradas como Programación Lineal, según Hillier& Lieberman (2002). El término Programación Lineal,continúan señalando los autores, implica la planificaciónde las actividades para obtener un resultado óptimo.

Así también se puede nombrar la Programación LinealEntera, que es un caso específico de la programaciónlineal donde las variables toman un valor binario, comolo define Castillo et al (2002), ya que en muchos casosde la vida cotidiana las variables toman sólo dos valoresposibles; por ejemplo, si se produce un producto o no,si se sigue por el camino X o no, etc., en estos casosse puede resolver la coyuntura asignándole el valor de1 en el caso de una opción y 0 en el caso contrario. Deeste modo, el problema de programación lineal se hacemás difícil por la discontinuidad que presentan lasvariables.

En estos casos el modelo usado para la programaciónlineal, con la restricción adicional de que las variablesdeben tener valores enteros, se llama programaciónlineal entera (Hillier & Lieberman, 2002), aclaran losautores que si sólo una de las variables requiere quesus valores sean enteros, entonces este tipo de modelose denomina Programación Lineal Entera Mixta.

Aplicaciones de la PL y PLE en el campo de laIngeniería Industrial.

Para Gass, S., citado por Piñeiro (1992), “el modelode programación lineal, esto es la optimización de unafunción lineal sujeta a restricciones lineales, es sencilloen su estructura, pero poderoso en su adaptabilidad aun amplio rango de aplicaciones”.

En este sentido, los modelos de investigación deoperaciones, entre ellos los de programación lineal yprogramación lineal entera, han sido una herramientafundamental en el logro de los objetivos y de los nuevosretos de los ingenieros industriales como lo demuestranlas siguientes investigaciones desarrolladas con laabstracción de los modelos matemáticos aplicadosdentro del ámbito de la Ingeniería Industrial.

96 Biorremediación de un Suelo Petrolizado Empleando Humus del Río CaroníWindevoxhel, R.1; Sánchez, N.1; Bastardo, H.2,3; Malaver, N.2

abiótica de crudo en ausencia de actividad microbianay humus.

Durante los 80 días que duró el ensayo la temperaturaosciló entre 24 y 33 °C, se suministró oxígenomediante mezclado mecánico manual y se añadió aguadestilada de manera de mantener el contenido dehumedad dentro de un rango entre 40 y 60% (Araujoet al. 2004) determinado según el método gravimétrico2540-B de la APHA (1998). Las unidadesexperimentales se mantuvieron en una locacióncerrada con una mínima exposición a la luz solar. Sehizo seguimiento a la densidad bacteriana y alcontenido de aceites y grasas mediante ensayosdestructivos: se determinaron los heterótrofosmesófilos siguiendo técnicas estándar de contaje enplaca vertida, y los hidrocarburos residuales secuantificaron según el método SW-846-3540 de la EPA(extracción por Soxhlet) utilizando cloroformo comoextractante.

Análisis estadístico

El ensayo de biodegradabilidad en el suelo seconstruyó bajo un diseño de bloques al azar. Lostratamientos fueron 0%, 1%, 3% y 5% de humus. Seefectuaron cinco mediciones en cada unidadexperimental durante un lapso de 80 días. Los datosobtenidos fueron sometidos a un análisis de la varianzautilizando como herramienta el programa Statistix 8.0,luego de verificar los supuestos básicos; el supuestode normalidad mediante la prueba de Wilk-Shapiro,la prueba de Barlett para la verificación de lahomogeneidad de las varianzas y la prueba de Tukeypara evaluar el supuesto de normalidad. Paracomparar diferencias significativas entre lostratamientos empleados, como método decomparación múltiple se utilizó la prueba W de Tukeyy para determinar el grado de asociación entre lasvariables estudiadas se determinó el coeficiente decorrelación de Pearson.

ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DERESULTADOS

Se determinó una densidad bacteriana de 2,3E06 parael suelo contaminado. Se aislaron 30 cepasbacterianas, las cuales presentaron una variadamacromorfología y entre las cuales se encontraroncocos y bastones Gramnegativos y Grampositivos. Seidentificaron 06 cepas que presentaron actividadpositiva en la totalidad de las pruebas bioquímicasaplicadas (fig. 1), con las cuales se conformó un cultivodegradador y con potencial para producirbiosurfactantes (Coneo y Bastardo 2001; Hernándezy Bastardo 2003).

Figura 1. Actividad bioquímica en las colonias aisladas

Para el ensayo de biodegradabilidad en medio acuosose detectó (tabla N° 2) crecimiento bacteriano entodas las unidades experimentales excepto en elcontrol abiótico; el mayor crecimiento se dio para eltratamiento con la mayor proporción de humus (5%)y el menor en el control biótico (sin humus). En todoslos casos, excepto en el tratamiento abiótico, seobservó la formación de una interfase emulsionadacon pequeñas gotículas de gasoil luego de agitar, locual permite presumir la formación de compuestossurfactantes. En la figura 2 se presentan losporcentajes de remoción para cada tratamiento, dondese observa una mayor biodegradación para eltratamiento con humus al 5% (85% de remoción),porcentaje que disminuyó con la proporción de humusen la mezcla. Este comportamiento coincide con loesperado, ya que la formación de una faseemulsionada permite presumir la presencia depropiedades surfactantes tanto en el humus(Quagliotto y col., 2005) como en el inóculo, lo cualaumentaría la superficie de ataque al sustrato, esdecir, la biodisponibilidad del gasoil, incrementandosu biodegradabilidad. Se obtuvo, respecto al controlbiótico (sin humus), un incremento en labiodegradación del 12,7% para el tratamiento AH1,del 17,4% para el tratamiento AH3, y del 24,1% parael AH5.

113Ingeniería y Sociedad UC. Vol. 6, No.2P. 111-117. 2011

En la investigación realizada por Cuadrado y Griffin(2009), se proponen modelos matemáticos para laoptimización de la distribución de vehículos nuevos deuna empresa de transporte de autos, para ellorealizaron el estudio del sistema identificando dosáreas: la planificación de capacidades a largo plazo yla asignación diaria de viajes y cargas. Para lamodelación de la planificación a largo plazo se utilizóla programación lineal y para la segunda modelos deprogramación lineal entera multiobjetivos. Comoconclusión de la investigación se obtuvo que lassoluciones obtenidas por el uso de la programaciónlineal fueron significativamente mejores que lasobtenidas por la asignación manual, considerando estemodelo muy útil en tiempos de demanda creciente dedistribución de vehículos como apoyo para la toma dedecisiones. Sin embargo, para el modelo deprogramación entera multiobjetivo, los autoresrecomiendan seguir mejorando el modelo para mejorarlos tiempos de procesamiento.

Montoya (2009) aplicó la programación lineal enterapara el diseño de una red de distribución de unaempresa colombiana líder en el diseño, producción ycomercialización de ropa, morrales, bolsos, maletinesy accesorios. En este caso, la compañía se había fijadometas de venta con un período de planeación de 7años, por lo que la estrategia de planeación se veíaafectada y debía ajustarse con el fin de soportar elcrecimiento en las ventas y a su vez garantizar laeficiencia de la misma.

El autor argumenta que el modelo a desarrollar en lainvestigación debía proporcionar la mejor red deabastecimiento y distribución para la compañía,estableciendo la ubicación tanto de los centros deproducción como de los centros de almacenamiento,para poder satisfacer la demanda en cada punto deconsumo de forma óptima, es decir, al más bajo costode transporte y almacenamiento. La compañía teníaque atender 7 regiones en el mundo: China, India,Tailandia, Centroamérica, Suramérica, Europa yAustralia; dada la magnitud del problema, el autorconsideró plantear el esquema de resolución jerárquicoen tres etapas: la primera de ellas, buscaba lalocalización óptima del centro de almacenamiento paraChina; la segunda etapa consistía en la selección deun proveedor y localización óptima de un centro dealmacenamiento para Europa; y la tercera etapa fuela definición de la red internacional óptima deabastecimiento y distribución, contando como insumoslos resultados de las dos etapas anteriores. Para cadauna de las etapas anteriores se planteó un modelo deprogramación lineal binaria, resolviéndose los modelosde la etapa I y II de forma independiente y las solucionesobtenidas en estas dos fases por el autor fueronincorporadas como datos para el desarrollo de la faseIII.

El modelo pudo ser implementado a través de datossuministrados por la empresa utilizando el Solver deExcel® y los modelos se corrieron, según señalaMontoya (2009) en un PC bi-procesador Pentium®Dual 1.73 GHz y 1.99 GB de RAM, siendo el tiempo decálculo menor a 5 minutos para los modelos de lasfases I y II, y menor a 10 minutos para la tercera fase.El objetivo de haber utilizado Excel es, según explicaMontoya (2009) permitir a la empresa reutilizar losmodelos regularmente sin necesidad de imponer laadquisición de software especializado.

Una aplicación interesante de la programación linealentera binaria y la gerencia de procesos administrativoses la investigación de Durán et al (2007), donde sedesarrolla un modelo para determinar la eficiencia deun “fixture” tomando en cuenta la equidad deportiva,además de consideraciones operacionales yeconómicas, para la Asociación Nacional de FutbolProfesional (ANFP) de Chile, dándole flexibilidad ytransparencia al proceso de confección del calendario.Este modelo fue desarrollado por el Departamento deIngeniería Industrial de la Universidad de Chile. Pararesolver el caso se diseñó un modelo de programaciónlineal entera binaria llegando a considerar alrededorde 7000 variables y 3000 restricciones; siendo lafunción objetivo la de maximizar los enfrentamientosentre equipos del mismo grupo hacia el final del torneo.El modelo se resolvió con un software denominadoCplex, utilizando una máquina Pentium IV, procesador2,4 Ghz.

Concluyen los investigadores que la incorporación dela gestión de operaciones a la confección del “fixture”de los campeonatos de 2005 ha servido como unaexcelente herramienta que comprueba que el uso detecnologías modernas de gestión puede ser efectivotambién en el campo del deporte, a fin de hacercampeonatos más atractivos para el público y másrentables y justos para los clubes y la ANFP.

Por otro lado, Cornejo y Mejía (2006), utilizan laprogramación lineal entera mixta para el planeamientode las importaciones en régimen aduanero definitivo,para una empresa de manufactura y venta decomponentes de acero. El modelo logró identificar quepara todos los proveedores menos uno el modo detransporte más adecuado de las mercancías es elmarítimo, en relación al período para lasimportaciones; el modelo sugiere que para la mayoríade los proveedores sea cuatrimestral. También lograredefinir la forma o mezcla de importaciones de piezaspor proveedor. El ahorro total fue de US$ 135490 siendoun equivalente a US$ 11290 mensuales.

Ponsot y Márquez (2000), desarrollaron un modelo deprogramación lineal que ayuda a la Gerencia a la tomade decisiones referente a cuánto producir, cuántodemorar y cuánto almacenar en cada período, en un

95Ingeniería y Sociedad UC. Vol. 6, No.2P. 94-99. 2011

Quagliotto 2005) propiedades surfactantes,reguladoras de pH, aporte de nutrientes, elevaciónde la capacidad de intercambio catiónico ycomportamiento como aceptores de electrones, locual puede ser aprovechado para estimular la actividadbacteriana degradadora, en suelos contaminados, entécnicas de biorremediación asistida para laaceleración de las tasas de biodegradación decontaminantes.

METODOLOGÍA

Inicialmente se procedió al aislamiento y purificaciónde colonias bacterianas en el suelo. Se colectó unamuestra compuesta de un suelo contaminado concrudo mediano en una zona de derrame ubicada enel oriente de Venezuela, y se trasladó en envasesesterilizados sellados. La flora bacteriana fue activadaen medio mineral libre de carbono (caldo Bushnell-Haas), con trazas de agente antifúngico para evitar elcrecimiento de hongos, durante 48 h a temperaturaambiente (27-32 °C) con agitación. Se prepararonsoluciones decimales seriadas y se realizaron contajesen placas. Se aislaron al azar y purificaron 30 coloniasmediante la técnica de repiques sucesivos en agarnutritivo y se tomó registro de sus característicasmacro y micromorfológicas.

Las colonias aisladas se sembraron en placa endistintos medios para detectar habilidades enzimáticasde interés (Coneo y Bastardo, 2001; Hernández yBastardo, 2003; Velásquez y col., 2005): actividad ß-hemolítica y degradadora de acetato, actividadlipolítica y actividad hidrocarburoclástica asociada ala utilización de gasoil. Las que tuvieron actividadpositiva para todas las pruebas fueron reactivadas einoculadas en un medio fresco de caldo nutritivo paraconformar un inóculo mixto degradador y con potencialpara producir biosurfactantes (Coneo y Bastardo 2001;Hernández y Bastardo 2003).

Se realizó un estudio preliminar del potencialdegradador del cultivo utilizando 10 unidadesexperimentales para realizar ensayos debiodegradabilidad de gasoil en presencia y ausenciade humus líquido (HL) a nivel de microcosmos,conformadas por matraces Erlenmeyer de 250 mL con93% de medio mineral Bushnell-Haas (MMBH), 5%de inóculo y 2% de gasoil como única fuente decarbono. Se evaluaron cinco tratamientos, con dosréplicas cada uno. En el control abiótico se utilizósolución 1 M de AgNO3 como biocida y se verificó laausencia de microflora bacteriana. Las característicasde cada uno de los tratamientos evaluados semuestran en la tabla N° 1.

Tabla N°1. Ensayos en medio acuoso

Ensayo Características Objetivo

AH1 Inóculo en mezclade MMBH, gasoily humus al 1%

AH3 Inóculo en mezclade MMBH, gasoily humus al 3%

AH5 Inóculo en mezclade MMBH, gasoily humus al 5%

ACB (control biótico) Inóculoen mezcla de MMBH,

y gasoil

ACA (control abiótico) Mezclade MMBH, gasoil

y AgNO3 1 M

Los microcosmos fueron incubados a temperaturaambiente (25-31°C) durante 15 días con agitacióndurante 30 minutos cada 12 horas. Al inicio y al finaldel experimento se determinó el contenido de aceitesy grasas según el método gravimétrico 846 de la EPA,y los heterótrofos mesófilos mediante la técnica deplaca vertida (APHA 1998).

Posteriormente se realiza el ensayo debiodegradabilidad en suelo: una muestra del suelocontaminado fue cernida con un tamiz de malla de 2mm y distribuida en bandejas en porciones de 01 kgpara la aplicación por duplicado de los tratamientosdescritos a continuación, con características yobjetivos similares a los de los ensayos realizados enmedio acuoso:

Tratamientos SH1, SH3 y SH5: Suelo con adición dehumus al 1%, 3% y 5%, respectivamente, para evaluarel efecto de la concentración del humus en labiodegradabilidad del crudo.

Tratamiento SCB: Control biótico, sin humus. Paraevaluar la biodegradabilidad del crudo en ausenciade humus.

Tratamiento SCA: Control abiótico, con AgNO3 1 Mcomo biocida y sin humus. Para evaluar la pérdida

evaluar elefecto de la

concentracióndel humus en la

biodegradabilidaddel gasoil

evaluar labiodegradabilidad

del gasoil enausencia de la

sustanciahúmica

evaluar lapérdida abiótica

de gasoil enausencia del

cultivobacteriano y la

sustanciahúmica

114 La Programación Lineal En La Ingeniería IndustrialMedina, Ch. Emilsy, R.

Año Autores País procedencia Tipo de Técnica (s) Área de lade los Problema utilizadas para la Ingeniería Industrial

investigadores resolución relacionada

2009 Cuadrado Venezuela Distribución Programación lineal Ingeniería dey Grififin e instalación y programación Métodos e

de asignaciones lineal entera Investigación demultiobjetivos Operaciones

2009 Montoya Colombia Producción- Programación Ingeniería de Jairo distribución lineal binaria Métodos e

y localización e Investigación deinstalación de Operacionesasignaciones

2008 Gessa, A., España Emisiones de CO2 Programación Investigación deRabadán, I y al ambiente lineal Operaciones /

Jurado, J. debido a procesos Medio Ambientede producción.

2007 Durán G, Chile “sports Programación lineal Gerencia eGuajardo M., scheduling” entera binaria: Investigación de

Miranda y otros 7000 variables Operacionesy 3000 restricciones

2006 Cronejo, C., México Planeación de Programación lineal Investigación dey Mejía, M. importaciones entera mixta operaciones

y compras

2000 Ponsot, E., Venezuela Sistemas de Programación lineal Producción ey Márquez, V. producción Investigación de

Operaciones

horizonte de planeación dado utilizando Access 97 yExcel 97, bajo la plataforma PC/ Windows 95 y/oWindows NT. Para cada combinación del período delhorizonte y número de periodos se utiliza un modelode programación lineal utilizando tres variables:número de unidades a producir en un período; númerode unidades a mantener en inventario de un período alsiguiente y número de unidades a demorar de unperíodo al siguiente. Tomando en cuenta para definirla función objetivo los siguientes valores: costosunitarios de producción, de almacenaje y de escasezen ambiente inflacionario y se toman en cuentarestricciones de producción.

La ejecución del modelo lo que hace es tomarinformación de la base de datos de la empresa Accessy los transfiere al Excel, donde se resuelve medianteel “Solver” el problema de programación lineal y luegoenvía los resultados a la base de datos de Access, conlo cual se puede diseñar el plan de producción de laempresa.

Entre las conclusiones principales de los autores seencuentran las siguientes “no tiene sentido laestructuración de modelos complejos sin haber antesresuelto la disponibilidad de la información que losnutrirá”. (Ponsot y Márquez 2000, pág 88)

Para Gessa, Rabadán y Jurado (2008), la programaciónlineal sirvió de base para desarrollar un modelo cuyoobjetivo era analizar las posibles alternativas para laplanificación de la producción; en este planteamiento,los autores proponen considerar las emisiones de CO2de las empresas como un dato de entrada ¨input¨ másdel proceso de producción. En este sentido, el modelopropuesto calcula un programa de producción queoptimiza los beneficios y genera información sobre lasposibles actuaciones de la empresa acerca de lasnegociaciones de derechos de emisión de CO2. Paraello se comparan las emisiones reales con lasautorizadas y con ello se determina teóricamente, entreotros valores, el valor máximo a pagar por un permisode emisiones adicionales; se detectan aquellosprocesos o productos que dejan de ser competitivostras la entrada en funcionamiento del mercado dederechos de emisión, al tener limitadas las emisionesde CO2. Para los autores, el mencionado Protocolode Kioto: “constituye una oportunidad para modernizarel sistema productivo hacia un modelo sostenible deproducción y consumo”.

En la Tabla N°1 se expone un resumen de lasinvestigaciones antes mencionadas.

Tabla N° 1. Resumen de Publicaciones revisadas relacionadas con Programación Lineal y Entera.

94 Biorremediación de un Suelo Petrolizado Empleando Humus del Río CaroníWindevoxhel, R.1; Sánchez, N.1; Bastardo, H.2,3; Malaver, N.2

BIORREMEDIACIÓN DE UN SUELO PETROLIZADO EMPLEANDOHUMUS DEL RÍO CARONÍ

Windevoxhel, R.1; Sánchez, N.1; Bastardo, H.2,3; Malaver, N.2

1Laboratorio de Investigación y Tecnología del Suelo. Facultad de Ingeniería. Universidad de Carabobo.Estado Carabobo. Venezuela

2Laboratorio de Microbiología Ambiental Universidad Central de Venezuela.3Centro de Biotecnología. Universidad Nacional Experimental de Guayana.

rwindevo@uc.edu.ve

Resumen: Se estudia a escala de laboratorio el efecto de la aplicación de humus líquido obtenido delproceso de potabilización de las aguas del río Caroní, en la biorremediación de un suelo petrolizado. Seconformó un cultivo mixto de bacterias autóctonas con potencial hidrocarburoclástico, cuya actividad degradadorafue corroborada en ensayos con medio mínimo mineral y gasoil como fuente de carbono, algunos de loscuales contenían humus y presentaron los mayores niveles de degradación. El ensayo de biodegradabilidaden el suelo se construyó bajo un diseño de bloques al azar empleando muestras del suelo contaminadoimpregnado con humus al 1%, 3% y 5%, haciendo seguimiento a la densidad bacteriana y al contenidoresidual de grasas y aceites durante 80 días. El análisis de la varianza mostró diferencias significativas (P<0,01)para las diferentes dosis de humus. Los resultados presentan esta sustancia como una importante herramientaen la biorremediación asistida de suelos petrolizados.

Palabras clave: Biorremediación, humus, suelo, petróleo.

OIL-CONTAMINATED SOIL BIOREMEDIATION USINGHUMUS FROM CARONÍ RIVER

Abstract: By means of laboratory tests, the effect of applying liquid humus on the bioremediation of soilimpregnated with oil was studied. The humus was obtained from the purification process of the Caroní river.A mixed bacterial culture with hidrocarbonoclastyc potential was obtained, whose degradation action wasconfirmed by means of minimal medium and mineral diesel as the source of carbon, some of which containedhumus which had the highest levels of degradation. The soil degradation test was elaborated under a randomizedblock design, using sample of humus-impregnated soil at 1%, 3% and 5% in which the bacterial density andthe residual fats and oils were monitored over an 80-day period. The analysis of variance showed significantdifferences (P<0,01) for the several doses of evaluated humus. The results obtained show that this substancecan be used as a means of bioremediation of oil-impregnated soils.

Key words: Bioremediation, humus, soil, petroleum.

INTRODUCCIÓN

La cuota de participación de la industria petrolera anivel mundial en el grave problema de lacontaminación es indiscutible. Desde sus actividadesiniciales en los proceso de exploración y explotaciónhasta la distribución de los productos terminados, loseventos contaminantes se suceden por falta de culturaambientalista en algunos casos, debido a accidentescausados por eventos fortuitos en otros casos y porla naturaleza misma de la industria. Los enclavescontaminados por la actividad petrolera han llegadoa afectar no sólo el ambiente y el paisaje, sino queextienden su efecto nocivo sobre la salud decomunidades enteras debido a la afectación de suelos,ríos, lagos, mares, aguas subterráneas y el airemismo. Paradójicamente, aunque al hablar de la salud

humana los microorganismos (microbios) sonasociados generalmente a enfermedades, de lasdiversas tecnologías desarrolladas con el fin dedescontaminar suelos impactados por crudos, la quehasta ahora se perfila como la más aceptable por suamigabilidad con el ambiente y por su bajo costoasociado, es la biorremediación (Eweis et al. 1999;Atlas y Bartha, 2002), que aprovecha la actividadmetabólica de los microorganismos para degradar loscontaminantes. Para acelerar este proceso natural labiorremediación asistida incorpora diversas técnicasque persiguen mejorar las condiciones para que sede el ataque microorganismo-contaminante. Lassustancias húmicas se conocen históricamente por suspropiedades mejoradoras del suelo para finesagrícolas, y se han reportado también (Cervantes etal., 2001; Cervantes 2002; Hoi-Yin et al. 2002;

115Ingeniería y Sociedad UC. Vol. 6, No.2P. 111-117. 2011

Figura 1 . Nro. de Publicaciones de Programación Lineal y Programación Lineal Entera,por área en el período comprendido entre 1990-2010. Revista Interfaces.

Figura 2. Nro. de publicaciones de Programación Lineal y Programación Lineal Entera, por año.Revista Interfaces.

1 Revista bimensual. Disponible en línea en la página web: http://interfaces.journal.informs.org/

Se hizo también una revisión de 903 artículos,publicados en una revista1 de aplicaciones prácticas dela Investigación de Operaciones en la toma dedecisiones de las empresas y organizaciones,relacionados con la programación; se seleccionaron

aquellos artículos de modelos de programación linealy programación lineal entera, realizando unaclasificación de las áreas de aplicación. Se utilizó comocriterio que la fecha de publicación del artículo fuesemayor o igual a 1990. Ver Figura N°1 y Figura N° 2.

93Ingeniería y Sociedad UC. Vol. 6, No.2P. 87-93. 2011

La exposición en Mano-Brazo se encuentra en el usode los Esmeriles Neumáticos especialmente en laCabina de Desbastado, esta vibración se consideracontrolada con la incorporación de las empuñadurasy los guantes antivibración que garantizan reducir latransmisibilidad a las manos y brazos de los operariosque manipulan las herramientas Martillo Neumático ydel Esmeril, específicamente los guantes representanuna reducción de la transmisibilidad en 40% o más,mientras que las empuñaduras un 60%.

La exposición a cuerpo entero que representa nivelespeligrosos de vibración en la planta estudiada, es lade los Montacarguistas para los que se presentó unapropuesta que atenuaba la exposición a la que estabansometidos por el asiento y espaldar del montacargas.En la Cabina de Desbastado se propuso incorporaruna almohadilla elástica y flexible que permitía reducirlas vibraciones y dar confort al operario.

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Fecha de recepción: 16 de febrero de 2011.Fecha de aceptación: 3 de mayo de 2011.

116 La Programación Lineal En La Ingeniería IndustrialMedina, Ch. Emilsy, R.

Como puede observarse en las gráficas anteriores,las áreas de Ingeniería Industrial donde laProgramación Lineal y la Programación Lineal Enterahan tenido mayor aplicación en los últimos 20 añoshan sido Logística, Asignación de horarios yProducción, según la revisión realizada en la revistaInterfaces.

El año con mayor número de publicaciones referentesa aplicaciones de la programación lineal y laprogramación lineal entera, en áreas de IngenieríaIndustrial fue el año 2007 con 7 publicaciones en lamencionada revista, lo cual hace reflexionar sobre elrepunte de estas técnicas en esta era para solventarproblemas de producción, de planeación de horariosy mezcla de producción, balance de carga, asignaciónde facilidades, distribución, etc., teniendo aún mayorvigencia la afirmación de Gass, S, citado por Piñeiro(1992), ya antes mencionada cuando en 1972 exponíaque “el modelo de la programación lineal es sencilloen su estructura matemática, pero poderoso en suadaptabilidad a un amplio rango de aplicaciones”.

Otro de los campos en que la Investigación deOperaciones tiene gran potencial para el desarrollode aplicaciones es el de “e-business” como lo afirmanGeoffrion y Krishnan (2001), ya que los gerentes ytomadores de decisiones en este nueva forma deorganizaciones y de operar en los negocios, hace quesurjan mayor cantidad de decisiones en las áreas deservicios financieros, mercados electrónicos,infraestructura en red, programas o “software”,gerencia de la cadena de suministro, entre otros, yes aquí donde la Investigación de Operaciones, ydentro de ella los modelos de programación lineal yprogramación lineal entera entre otros, puede aportaravances significativos y diferenciadores en cuanto ala calidad y rapidez con que se tomen las decisionesen este ambiente del “e-business”, y si además seconjuga con las competencias del Ingeniero Industrial,para el análisis y la interpretación de las respuestasobtenidas a través de los modelos, se pueden tomardecisiones que favorezcan tanto a las organizacionescomo al medio ambiente y a la población.

CONCLUSIONES

La revisión de los diferentes documentos ha servidode base para concluir que tanto la ProgramaciónLineal como la Programación Lineal Entera sonmodelos matemáticos que aún tienen vigencia en elmundo actual, y específicamente tienen amplio usoen aplicaciones de la Ingeniería Industrial comologística, planificación de horarios de producción,mezcla de productos y en servicios muy orientados a

resolver los problemas de asignaciones de vuelos,tripulación, etc., en las líneas aéreas.

No obstante, el uso de estos modelos debe ir orientadopor los ingenieros en general y más aún de losingenieros industriales, para asumir los nuevos rolesdentro de los cuales están, el diseño de procesos yproductos no contaminantes, hacer buen uso de losrecursos naturales y controlar la contaminaciónambiental, entre otros. Con el fin de realizar aportessignificativos que conlleven a una mejor calidad devida y a la preservación del medio ambiente.De igual manera la incorporación de estasherramientas a las nuevas tecnologías ymodos de operaciones como el “e-business”,son un soporte para las cada vez máscomplicadas decisiones de negocios.

También es importante considerar que laProgramación Lineal y la Programación Lineal Entera,pueden integrarse a otros nuevos modelos devanguardia y dar soporte o formar parte de solucionesen diferentes fases de la resolución de modeloscomplejos.

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92 Reducción de Niveles de Ruido y Vibración en una Planta Ensambladora de Vehículos.Carmona, H.; Aguilera, C,: Siónchez, J.

Figura 3. Isometría del Área de Salvamento con las propuestas Figura 4. Isometría de la Cabina de Soldadura con lasPropuestas

Figura 5. Isometría de la Cabina de Desbastado con laspropuestas

Figura 6. Isometría de las Cabinas con el encerramientopropuesto.

CONCLUSIONES

A continuación se muestra como mejorar lascondiciones del ambiente de trabajo en cuanto al ruidoy las vibraciones del Departamento de Carrocería dela empresa estudiada:

La implementación de las propuestas desarrolladaspara el área de Salvamento asegura teóricamenteuna reducción de 11,76dBA con la incorporación demedidas de control en el ambiente como un arreglode bafles aéreo y ubicación de barreras acústicas enlas fronteras de Salvamento. Esto deja a esta zonapor debajo de los NTRE.

La implementación de la propuesta desarrollada paralas Cabinas de Desbastado y Soldadura consta de laincorporación de arreglos de Bafles en cada Cabina,el recubrimiento de las paredes y techos en la Cabinade Soldadura con material acústico de alto coeficientede absorción, cortinas plásticas para evitar que se

propague el ruido a otras zonas principales y alfombrasque dan confort y atenúan el ruido igualmente. En laCabina de Soldadura se estima teóricamente unareducción del ruido y el tiempo de reverberación quebeneficia a los operarios de esta sección y que conllevaa la eliminación de los EPIS auditivos en esta cabina.

El lograr la atenuación del ruido en el ambiente es devital importancia por el significado que tiene. Sipartimos de la aseveración de que la progresión delas presiones acústicas no es aritmética sinologarítmica, entonces el aumentar la presión acústicaen 1dB representa añadir un 26%, si se añade 2dBrepresenta añadir por segunda vez un 26%,igualmente en 3dB (1,26 x 1,26 x 1,26) este productoes igual a 2, por ello el aumentar o disminuir 3dBrepresenta doblar el efecto del sonido. En este casolas reducciones de 10dB representan una disminuciónde 10 veces el ruido. En el plano fisiológico ladisminución de 9dB a una frecuencia de 1000Hzcorresponde a una mejora del 50% de la impresiónrecibida.

117Ingeniería y Sociedad UC. Vol. 6, No.2P. 111-117. 2011

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Fecha de recepción: 20 de enero de 2011Fecha de aceptación: 24 de marzo de 2011