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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL Facultad Regional Buenos Aires
Cátedra GGEESSTTIIÓÓNN AAMMBBIIEENNTTAALL II
CCAARRAACCTTEERRIIZZAACCIIÓÓNN DDEE UUNN PPAASSIIVVOO AAMMBBIIEENNTTAALL
Plan de Muestreo
Realizado por: CERNJAK, EZEQUIEL TROLLI, SEBASTIÁN ZAMPONI, RENZO Docentes: ING. JOSÉ LUIS GUEVARA ING. AGUSTÍN CORUJEIRA GALLO Ciclo Lectivo: 1º CUATRIMESTRE – AÑO 2009 Fecha de Presentación: Miércoles 10 de Junio de 2009
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PASIVO AMBIENTAL – Plan de Muestreo
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UTN – FRBA Ambiental I
DESCRIPCIÓN DEL ESCENARIO
Durante tareas de modificación en las instalaciones de la Planta de Tratamiento
de Efluentes del predio que la firma Clariant Argentina S.A posee en el Parque
Industrial del Partido de Zárate, se encontró suelo afectado por un derrame de
ácido. Se estima que la fuente del derrame es el tanque de almacenamiento
de ácido desde el cual se dosifica para el control del pH del efluente a tratar.
Para conocer la extensión y magnitud de la afectación la compañía ha solicitado
la realización de una evaluación ambiental del sector. La tarea a llevar a cabo
consistirá en la definición de un plan de muestreo para determinar la magnitud
y extensión de la afectación.
PLAN DE MUESTREO
DETERMINACIÓN DE LA MAGNITUD Y EXTENSIÓN DE LA AFECTACIÓN
El objeto del siguiente muestreo consiste en comprobar si efectivamente la
fuente origen del contaminante es el tanque de almacenamiento del ácido
clorhídrico, cercano a la planta de tratamiento de efluentes.
Se trata de un tanque cilíndrico de 1,40 m de diámetro (1,53 m2 de base).
Selección de la Técnica
Al momento de escoger el tipo de muestreo, se realiza el siguiente análisis:
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Un muestreo selectivo se funda en la elección de sitios preferenciales en base a
conocimientos históricos o a la observación de diferencias en características que
denoten la presencia de un agente contaminante (en este caso, diferencias en el
color del suelo, falta de vegetación, etc). En una primera visita al lugar, se
observó que el área afectada no presentaba diferencias apreciables,
posiblemente por haber transcurrido un corto período de tiempo entre la posible
fecha del derrame y la detección de la contaminación.
Un muestreo al azar no es aplicable al caso, dado que si bien descartamos el
sistema selectivo, sí tenemos un área específica acotada a estudiar, en donde
posiblemente el contaminante se haya distribuido de manera homogénea.
En conclusión, se decide aplicar un muestreo del tipo sistemático rejilla
polar, con origen en el centro del tanque.
Matrices a Muestrear
• Aire
El contaminante es un ácido inorgánico poco volátil a la concentración de
almacenaje, por lo que no será necesario un muestreo de aire.
• Suelo
Es el principal medio afectado por lixiviación del contaminante. El propósito del
muestreo será determinar su área de afectación en forma radial y axial
(profundidad).
• Aguas subterráneas
Se parte de la premisa que, siendo el suelo del predio predominantemente
arcilloso, con un horizonte de alta impermeabilidad a partir de los 2 m de
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profundidad, y, encontrándose la capa freática a los 15 m bajo tierra, es muy
poco probable que el contaminante pueda haber afectado el curso hídrico
subterráneo.
Cantidad y Ubicación de las Muestras
Como mencionamos anteriormente, se decide por la implementación de un
muestreo sistemático rejilla polar centrado en el tanque de almacenamiento.
Procedimiento y Método de Muestreo
Se trazan circunferencias concéntricas con el centro del tanque, a radios
crecientes con intervalos regulares. En un primer momento, durante las tareas
de modificación de las instalaciones, el suelo afectado se situaba a 5 metros del
tanque en cuestión.
ZONA AMPLIADA
DEPÓSITO
TANQUE HCL
P.T.E
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Actualmente los alrededores del tanque encuentran una superficie libre hasta
una distancia aproximada de 10 metros, donde en diferentes lugares
encontramos suelo de loza, libre en parte y con equipos montados sobre la
misma en otras ubicaciones. Intentaremos realizar un primer estudio sin recurrir
a la destrucción de las carpetas cementicias u hormigonadas. En caso que esta
primera evaluación informe contaminación hasta estos puntos, se procederá a
extender la zona de estudio.
Se decide entonces que las distancias de las circunferencias respecto del
tanque sean: 1 m, 3 m, 5 m, 7 m y 10 m (cubriendo en tonces en forma radial el
área conformada entre la fuente de contaminación y la aparición de las primeras
instalaciones, que evitamos afectar por el muestreo). Por cada circunferencia y
nivel de profundidad se toma una muestra cada 45º (8 muestras).
Respecto a las profundidades, las contaminaciones por derrame con poco
tiempo de exposición al contaminante son consideradas superficiales, además
hemos dicho previamente que el suelo es poco permeable, con un horizonte de
alta impermeabilidad a dos metros bajo la superficie, por lo que a priori no es
necesario evaluar muestras a profundidades mayores a la mencionada.
Decidimos entonces tomar muestras a las siguientes profundidades:
1ra circunferencia: 10 cm, 40 cm, 80 cm, 140 cm, 200 cm.
2da circunferencia: 10 cm, 40 cm, 80 cm, 140 cm
3ra circunferencia: 10 cm, 40 cm, 80 cm.
4ta circunferencia: 10 cm, 40 cm.
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5ta circunferencia: 10 cm, 40 cm.
Cabe destacar que para una mayor confiabilidad de los resultados, un tercio de
las muestras en forma aleatoria serán extraídas por duplicado.
También se decide tomar muestras a las 5 profundidades antes mencionadas,
en cuatro lugares dispersos y alejados del área de estudio para ser evaluadas
como blancos. Si bien se poseen datos del suelo, se procederá del modo
mencionado para evitar posteriores discusiones sobre la veracidad y exactitud
de las fuentes.
Ubicación de las muestras
Puntos rojos: muestras a tomar.
Punto negro: lugar donde se detectó la contaminación.
MUESTRAS DE ESTUDIO
MUESTRAS PARA
BLANCOS (puntos rojos)
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Dentro de la información de campo que se le proporcionará al personal
encargado de realizar el muestreo, se le entregarán planos con las coordenadas
de los puntos a muestrear.
De este modo, totalizamos 128 muestras para los alrededores del tanque, más
un tercio de las mismas aproximadamente que serán tomadas como duplicados
(43, en forma aleatoria), y otras 20 para ser tomadas como blancos en
diferentes lugares a las 5 profundidades.
Si bien el número total en una primera observación parece elevado (191), es
importante destacar que la cantidad de muestra individual será pequeña y el
análisis posterior será simplemente una evaluación de pH.
No obstante, por cuestiones de costos y con el objeto de conseguir un
panorama preliminar que oriente sobre la pluma que ha desarrollado el
contaminante alrededor de la fuente (esto es, si el contaminante se dispersó
homogéneamente en forma radial o su movimento se vió afectado por canales
preferenciales), para una primera evaluación no se tomarán todas las muestras
definidas para los alrededores del tanque, sino que se considerarán
aproximadamente un 30% de las mismas.
Redefinimos entonces los puntos a muestrear del siguiente modo:
1ra circunferencia
Profundidades: las 5 predefinidas
Ejes: 4 (cada 90º) – Se selecciona el eje sobre el cual se encuentra la muestra
donde se detectó la contaminación, y su perpendicular.
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2da circunferencia
Se desestima por completo para esta primera evaluación.
3er circunferencia
Profundidades: 40 y 80 cm
Ejes: los 8 predefinidos
4ta circunferencia
Se desestima por completo para esta primera evaluación.
5ta circunferencia
Profundidades: 40 cm
Ejes: los 8 predefinidos
De este modo, y para esta primera evaluación, totalizamos 77 muestras; 44
muestras para los alrededores del tanque, 13 como duplicados de las mismas
en forma aleatoria, y las 20 muestras correspondientes a los blancos.
El sistema de muestreo será del tipo Puntual o Simple, por lo que todas las
muestras serán tomadas durante una misma jornada, sin necesidad de definir
etapas. Muestreos posteriores y su frecuencia serán determinados en función
de los resultados obtenidos para este primer muestreo, dado que al ser una
contaminación por derrame se trata de un hecho puntual y aislado. Posteriores
evaluaciones deberán hacerse como control sólo en el caso que esta evaluación
arroje resultados que así lo ameriten.
Las extracciones se realizarán por cantidades aproximadas a 500 cm3 de
sustrato.
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Parámetro de Muestreo. Método Analítico. Normativa de referencia
El parámetro a medir será el pH del suelo según método electrométrico definido
por la documentación de referencia (US EPA 9040ª, 1983ª).
Elementos y Logística requeridos para el Muestreo
Si bien la medición de pH es un análisis que puede y suele realizarse in situ, por
expreso pedido del cliente las muestras serán embaladas, conservadas y
enviadas a laboratorio certificado para el análisis de las mismas.
Para tal fin, se dispondrá de bolsas de polietileno de 1000 cm3 (otra alternativa
consiste en frascos de vidrio, pero se opta por la primer opción para eliminar
posibles inconvenientes por roturas de los mismos durante el transporte y la
utilización de material de embalaje para tal fin), que serán precintadas, rotuladas
y conservadas en conservadoras portátiles de 60 litros, a 5º C aproximadamente
y a resguardo de la luz solar. Se estima que para no dañar las bolsas, se
colocarán un máximo de 50 muestras por conservadora. Manteniendo las
muestras a la temperatura de conservación, el laboratorio contará con un plazo
máximo de 14 días para realizar los ensayos, período de conservación óptimo
para este tipo de muestras.
El transporte de estas conservadoras hasta el laboratorio de análisis estará
tercerizado por el mismo laboratorio, y se implementará una cadena de custodia,
donde para cada paso del procedicimento (toma de muestras, envasado,
etiquetado y precintado, almacenaje en las conservadoras y disposición de las
mismas hasta el laboratorio para su análisis) será requerida la presencia de un
colaborador de las tres entidades comprometidas: Clariant Argentina S.A., el
estudio de ingeniería contratado para la evaluación y muestreo, y el laboratorio
seleccionado para transportar las muestras y realizar los análisis. Dado que el
análisis es promovido por la misma empresa y sus resultados no tendrán
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repercusiones legales, sino que sólo comprenden la toma de acciones
correctivas por parte del mismo cliente, este último sugirió no realizar una
cadena de custodia, hecho que desestimamos por tratarse de un procedimiento
no sólo habitual sino necesario para respaldar la confiabilidad del estudio y sus
resultados.
Operaciones de Muestreo
Para determinar la operatoria de obtención las muestras, se realiza un análisis
en función de las ventajas y desventajas de los equipos aplicables al caso:
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En función a esta información, al tipo de suelo y profundidades a muestrear se
decide:
• Utilizar Calicatas para profundidades menores a 1 metro.
• Utilizar Barreno manual para profundidades mayores a 1 metro.
Si bien para evitar contaminación cruzada es recomendable utilizar un equipo
por muestra, el número de muestras a tomar lo torna imposible. La solución
será descontaminar los equipos previo a cada extracción de muestra efectuando
sobre los mismos entre 2 y 3 lavados con agua desionizada.
Con el fin de lograr obtener todas las muestras en un mismo día, dispondremos
de 3 calicatas y un barreno manual. Se destinarán 3 operadores para realizar las
extracciones de las 18 muestras a mayor profundidad (8 establecidas en los
alrededores del tanque, 2 aleatorias para la misma zona y 8 en los muestreos de
blancos), y 3 operadores para las 59 extracciones a menor profundidad (36
establecidas en los alrededores del tanque, 11 aleatorias para la misma zona y
12 en los muestreos de blancos).
Los operadores y demás intervinientes del muestro deberá contar con los E.P.P
adecuados. Para este caso, tratándose de un contaminante no volátil, no será
necesario protección respiratoria, pero sí definimos como necesario:
• Guantes de protección
• Anteojos de seguridad
• Calzado de seguridad
• Ropa de trabajo que cubra la totalidad de las extremidades
• Casco (para los operadores del barreno manual)
• Kit de primeros auxilios para eventuales contactos con el contaminante
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Al momento de realizar el muestreo, todos los involucrados contarán con un
protocolo de campo que contendrá la siguiente información:
• Planos y localización de las muestras en los mismos
• Indicaciones de muestreo (cantidad de muestra a extraer, descontaminación
de los elementos de extracción entre muestras, modo de identificación correcto
de las mismas, etc.)
• Conservación de las muestras
• Disposición de las muestras al transportista
Además, se contará con los siguientes equipos y elementos:
• 100 bolsas de polietileno de 1000 cm3
• 100 precintos plásticos
• 150 etiquetas blancas autoadhesivas
• 10 lapiceras
• 10 marcadores indelebles
• 10 cuadernos blancos
• 10 planos de localización
• 100 metros de cinta de marcación
• 3 cintas métricas de 2 metros
• 3 calicatas
• 1 barreno manual
• 100 litros de agua desionizada
• 5 pizetas
• 5 cascos de protección
• 10 pares de E.P.P. básicos
• 2 conservadoras refrigeradas
• Logística tercerizada por el laboratorio
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Presentación de los Resultados
Con los resultados del laboratorio, se presentará al cliente la información de pH
y concentración de ácido en forma tabulada y gráfica.
Se presentarán 5 gráficos de isoPH, uno por cada profundidad evaluada. Cada
gráfico será del tipo:
El grafico confirmará cómo difundió el contaminante (forma de la pluma) y el
alcance del mismo. En función a estos resultados, se evaluará la necesidad de
continuar con el plan de muestreo, extendiéndose a una segunda etapa que
incluya las muestras antes desafectadas, en forma preferencial si el
contaminante muestra un curso distinto al esperado radialmente homogeneo.
Es importante desatacar que en función de los resultados provistos por las
muestras de la 5ta circunferencia se decidirá si es o no necesario realizar
muestreos a radios mayores, lo cual implicará afectar la infraestructura del
predio.
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Realizado por: CERNJAK, EZEQUIEL TROLLI, SEBASTIÁN ZAMPONI, RENZO Docentes: ING. JOSÉ LUIS GUEVARA ING. AGUSTÍN CORUJEIRA GALLO Ciclo Lectivo: 1º CUATRIMESTRE – AÑO 2009 Fecha de Presentación: Viernes 19 de Junio de 2009
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PASIVO AMBIENTAL – Alternativas de remediación
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DESCRIPCIÓN DEL ESCENARIO
La Evaluación Ambiental realizada sobre el sector de tanques de aditivos
químicos de la planta de tratamiento de efluentes mostró que el derrame
ocurrido provocó una pluma de contaminación en el suelo. Al mismo tiempo, el
informe declara que no existen indicios de afectación en la napa freática. Las
conclusiones del Informe Final de la Evaluación indicaron lo siguiente:
- Área afectada (aprox) : 80 m2
- Profundidad media de la afectación : 0,8 m
- Profundidad máxima de la afectación: 1,4 m
- pH medio hallado (1): 4,2
- pH mínimo hallado: 2,8
- Volumen a remediar: 65 m3 aprox
(1) El suelo del lugar tiene un pH de 8,45.
INTRODUCCIÓN
El término «tecnología de tratamiento» implica cualquier operación unitaria o
serie de operaciones unitarias que altera la composición de una sustancia
peligrosa o contaminante a través de acciones químicas, físicas o biológicas de
manera que reduzcan la toxicidad, movilidad o volumen del material
contaminado.
El uso de una tecnología de remediación en particular depende, además de los
factores específicos del sitio y de las propiedades fisicoquímicas del
contaminante, de su disponibilidad, de la fiabilidad demostrada o proyectada, de
su estado de desarrollo y de su costo.
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CLASIFICACIÓN DE TECNOLOGÍAS DE REMEDIACIÓN
Las tecnologías de remediación pueden clasificarse de diferentes maneras, con
base en los siguientes principios: (i) estrategia de remediación; (ii) lugar en que
se realiza el proceso de remediación, y (iii) tipo de tratamiento.
Estrategia de remediación. Son tres estrategias básicas que pueden usarse
separadas o en conjunto, para remediar la mayoría de los sitios contaminados:
- Destrucción o modificación de los contaminantes. Este tipo de tecnologías
busca alterar la estructura química del contaminante.
- Extracción o separación. Los contaminantes se extraen y/o separan del medio
contaminado, aprovechando sus propiedades físicas o químicas (volatilización,
solubilidad, carga eléctrica).
- Aislamiento o inmovilización del contaminante. Los contaminantes son
estabilizados, solidificados o contenidos con el uso de métodos físicos o
químicos.
Lugar de realización del proceso de remediación. En general, se distinguen dos
tipos de tecnología:
- In situ. Son las aplicaciones en las que el suelo contaminado es tratado, o
bien, los contaminantes son removidos del suelo contaminado, sin necesidad de
excavar el sitio. Es decir, se realizan en el mismo sito en donde se encuentra la
contaminación.
- Ex situ. La realización de este tipo de tecnologías, requiere de excavación,
dragado o cualquier otro proceso para remover el suelo contaminado antes de
su tratamiento que puede realizarse en el mismo sitio (on site) o fuera de él (off
site).
Tipo de tratamiento. Esta clasificación se basa en el principio de la tecnología de
remediación y se divide en tres tipos de tratamiento:
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- Tratamientos biológicos (biorremediación). Utilizan las actividades metabólicas
de ciertos organismos (plantas, hongos, bacterias) para degradar (destrucción),
transformar o remover los contaminantes a productos metabólicos inocuos.
- Tratamientos fisicoquímicos. Este tipo de tratamientos, utiliza las propiedades
físicas y/o químicas de los contaminantes o del medio contaminado para
destruir, separar o contener la contaminación.
- Tratamientos térmicos. Utilizan calor para incrementar la volatilización
(separación), quemar, descomponer o fundir (inmovilización) los contaminantes
en un suelo.
DESCRIPCIÓN DE LAS TECNOLOGÍAS DE REMEDIACIÓN
TECNOLOGÍAS DE REMEDIACIÓN FISICOQUÍMICAS
Los tratamientos fisicoquímicos aprovechan las propiedades físicas y/o químicas
de los contaminantes o del medio contaminado para destruir, separar o contener
la contaminación.
Este tipo de tecnologías generalmente son efectivas en cuanto a costos y
pueden concluirse en periodos cortos, en comparación con las tecnologías de
biorremediación. Sin embargo, los costos pueden incrementarse cuando se
utilizan técnicas de separación en las que los contaminantes pueden requerir de
tratamiento o disposición. Mientras que las tecnologías de biorremediación son
principalmente métodos destructivos, las fisicoquímicas incluyen las tres
estrategias básicas de acción sobre el contaminante (destrucción, separación e
inmovilización).
Al igual que el resto de las tecnologías de remediación, las fisicoquímicas
pueden realizarse in situ o ex situ. Sin embargo, la mayoría de estas tecnologías
se aplican in situ. Entre las tecnologías fisicoquímicas para tratamiento in situ,
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que son de aplicación en el presente caso en que el contaminante es ácido
clorhídrico, se encuentra la remediación electrocinética (RE), el lavado de suelos
(LS), la extracción de vapores (EV) y la solidificación/estabilización (S/E).
Remediación electrocinética (RE)
La remediación electrocinética es una tecnología en desarrollo que aprovecha
las propiedades conductivas del suelo, cuyo objetivo es separar y extraer
contaminantes orgánicos e inorgánicos de suelos, lodos y sedimentos, con el
uso de un campo eléctrico que permite remover las especies cargadas (iones).
Implica la aplicación de una corriente directa de baja intensidad entre un
electrodo positivo y uno negativo. Los iones metálicos, iones amonio y
compuestos orgánicos con carga positiva, migran hacia el cátodo; mientras que
los aniones como el cloruro, cianuro, fluoruro, nitratos y compuestos orgánicos
cargados negativamente se mueven hacia el ánodo.
Su eficiencia disminuye en medios con un contenido de humedad menor 10%; la
presencia de ciertos metales o materiales aislados provocan variaciones en la
conductividad eléctrica del suelo; depósitos minerales (alta conductividad
eléctrica) pueden provocar problemas; valores extremos de pH y reacciones de
oxido-reducción pueden disminuir su eficiencia y formar productos indeseables.
Los costos varían en función de la cantidad de suelo a tratar, su conductividad,
tipo de contaminante y tipo de proceso. Los costos netos son cercanos a
50 USD/m3.
Lavado de suelos e inundación de suelos
Estas dos tecnologías separan contaminantes orgánicos e inorgánicos del suelo
por medio de un líquido de extracción. El fluido líquido requiere de un
tratamiento posterior para remover o destruir los contaminantes.
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- Lavado de suelos. Los contaminantes sorbidos en las partículas finas del suelo
son removidos con el uso de soluciones acuosas en un suelo excavado. De esta
manera se reduce el volumen del material contaminado, ya que las partículas
finas son extraídas del resto del suelo.
- Inundación del suelo. Grandes cantidades de agua, en ocasiones con algún
aditivo, se aplican al suelo o se inyectan en cuerpos de agua cercanos, para
aumentar el nivel del agua en la zona contaminada, favoreciendo así el paso de
los contaminantes del suelo hacia el cuerpo de agua. Un sistema de inundación,
debe incluir la extracción y tratamiento del agua contaminada.
Las soluciones utilizadas y los solventes pueden alterar las propiedades
fisicoquímicas del suelo; es difícil tratar suelos poco permeables o
heterogéneos; los surfactantes usados en el lavado pueden adherirse al suelo y
disminuir su porosidad; los fluidos pueden reaccionar con el suelo reduciendo la
movilidad de los contaminantes.
La inundación y el lavado son tecnologías de corto a mediano plazo. Los costos
para la inundación oscilan entre 20 y 200 USD/m3, y para el lavado el costo
promedio es de 150 USD/m3.
Extracción de vapores (EV)
La EV, también conocida como ventilación del suelo, vaporización y
volatilización, es una tecnología en la que se aplica un vacío al suelo, para
inducir un flujo controlado y continuo de aire, y remover así contaminantes
volátiles y semivolátiles del suelo. La EV usualmente se lleva a cabo in situ. Sin
embargo, en algunos casos, puede usarse como una tecnología ex situ. La
efectividad del sistema de EV depende principalmente de la volatilidad de los
contaminantes y de la permeabilidad y homogeneidad del suelo.
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En el caso en estudio, el suelo es lo suficientemente homogeneo y permeable,
pero el contaminante no es particularmente volátil a la concentración del
derrame, por lo que este técnica de remediación no es recomendable.
Solidificación/estabilización (S/E)
La S/E es un proceso en el que el suelo contaminado se mezcla con aditivos
para inmovilizar los contaminantes, disminuyendo o eliminando la lixiviación. La
solidificación se refiere a las técnicas que encapsulan (atrapan físicamente) al
contaminante formando un material sólido, y no necesariamente involucra una
interacción química entre el contaminante y los aditivos solidificantes. La
estabilización limita la solubilidad o movilidad del contaminante, generalmente
por la adición de materiales, como cemento Portland, cal o polímeros, que
aseguren que los constituyentes peligrosos se mantengan en su forma menos
móvil o tóxica.
La S/E puede realizarse tanto in situ como ex situ. Para la S/E ex situ, el
material a tratar debe excavarse para tratarse, de manera que el material
resultante sea dispuesto. En la S/E in situ pueden utilizarse sistemas para cubrir
los suelos contaminados sin necesidad de excavar, de manera que el material
se deja en el mismo sitio.
Los procesos de S/E son usualmente utilizados para tratar contaminantes
inorgánicos, como suelos y lodos contaminados con metales. La profundidad a
la que se encuentre el contaminante limita algunos procesos; el material
solidificado puede impedir el futuro uso del sitio; los metales volátiles (Pb, Cd,
As, Hg) pueden volatilizarse durante el tratamiento y no es recomendable para
sitios con más de 25% de metales. La S/E son tecnologías de corto a mediano
plazo.
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Tratamiento químico
El tratamiento químico, típicamente involucra reacciones de oxidación-reducción
(redox) que convierten químicamente compuestos tóxicos o peligrosos a
compuestos menos tóxicos o no peligrosos, que son más estables, menos
móviles o inertes. Los agentes oxidantes más usados para tratar contaminantes
peligrosos en el suelo, son el ozono, peróxido de hidrógeno, hipocloritos, cloro,
dióxido de cloro y el reactivo de Fenton (peróxido de hidrógeno y hierro). Este
método puede aplicarse in situ o ex situ en suelos, lodos, sedimentos y otros
sólidos.
Por este método pueden atacarse principalmente compuestos inorgánicos.
Puede ocurrir una oxidación incompleta o formación de compuestos
intermediarios, dependiendo del contaminante y el agente oxidante usado; la
presencia de aceites y grasas disminuye; la eficiencia y los costos se
incrementan para altas concentraciones de contaminantes.
Es una tecnología de corto a mediano plazo, cuyos costos oscilan entre 190 y
600 USD/m3
Separación física
Las técnicas de separación buscan concentrar los contaminantes sólidos por
medios físicos y químicos. La mayoría de los contaminantes orgánicos e
inorgánicos tienden a unirse, química o físicamente, a la fracción más fina del
suelo. Las partículas finas de arcillas y sedimentos pueden separarse de arenas
y gravas gruesas para concentrar los contaminantes en volúmenes menores de
suelo. De esta manera, el volumen de suelo obtenido puede tratarse o
disponerse.
La separación ex situ puede realizarse por varios procesos. La separación por
gravedad (por diferencia de densidad entre fases) y la separación por tamaño
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de partícula (concentración de contaminantes en volúmenes menores) son dos
procesos bien desarrollados. En cambio, la separación magnética (extracción de
partículas magnéticas) es un proceso mucho más novedoso que aún se
encuentra en desarrollo.
Los contaminantes que pueden tratarse por separación física son los
compuestos orgánicos semi volátiles, gasolinas y compuestos inorgánicos.
Pueden usarse para algunos compuestos orgánicos volátiles y pesticidas. La
separación magnética se usa específicamente para metales pesados y
partículas magnéticas radioactivas (plutonio y uranio).
Un alto contenido de arcillas y de humedad incrementa los costos del
tratamiento; la separación por gravedad asume diferencias entre la densidad de
la fase sólida y líquida; la gravedad específica de las partículas afectan la
eficiencia del proceso.
TECNOLOGÍAS DE REMEDIACIÓN TÉRMICAS
Los tratamientos térmicos ofrecen tiempos muy rápidos de limpieza, pero son
generalmente los más caros. Sin embargo, estas diferencias son menores en
las aplicaciones ex situ que in situ. Los altos costos se deben a los costos
propios para energía y equipos, además de ser intensivos en mano de obra. Al
igual que las tecnologías fisicoquímicas y a diferencia de las biológicas, los
procesos térmicos incluyen la destrucción, separación e inmovilización de
contaminantes. Los procesos térmicos utilizan la temperatura para incrementar
la volatilidad (separación), quemado, descomposición (destrucción) o fundición
de los contaminantes (inmovilización).
Las tecnologías térmicas de separación producen vapores que requieren de
tratamiento; las destructivas producen residuos sólidos (cenizas) y, en
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ocasiones, residuos líquidos que requieren de tratamiento o disposición. Es
importante hacer notar que para ambos tipos de tratamiento, el volumen de
residuos generados que requieren de tratamiento o disposición, es mucho
menor que el volumen inicial.
La mayoría de las tecnologías térmicas pueden también aplicarse in situ y ex
situ. Dentro de las tecnologías térmicas ex situ, principalmente se encuentran la
incineración, pirólisis y desorción térmica.
Existen varios tipos de tratamientos térmicos, pero en el caso en estudio solo es
aplicable la vitrificación.
Vitrificación
El proceso de vitrificación puede llevarse a cabo in situ o ex situ, y utiliza una
corriente eléctrica para fundir los suelos contaminados con temperaturas que
van de 1,600 a 2,000 °C. Es un proceso de S/E que estabiliza la mayoría de los
contaminantes inorgánicos y destruye los orgánicos. El producto de la
vitrificación es un material cristalino químicamente estable que no produce
lixiviados, en el cual quedan incorporados los compuestos inorgánicos. Durante
el proceso, las altas temperaturas, provocan la destrucción o remoción de los
materiales orgánicos.
La vitrificación es usada generalmente para inmovilizar la mayoría de los
contaminantes inorgánicos. Sin embargo, se ha probado que el proceso también
puede destruir o remover compuestos orgánicos volátiles y semi volátiles y otros
compuestos orgánicos como dioxinas y BPC.
Las limitaciones de la vitrificación son las mismas que se señalan en los
procesos de estabilización/solidificación.
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Los costos de operación de la vitrificación varían en función de los costos de
energía eléctrica, humedad del sitio y profundidad a la que se realice el proceso.
PROPUESTA DE TECNOLOGÍA A APLICAR
Costo Complejidad Disponibilidad Plazo
Remediación
Electrocinética 50 ALTA NO MEDIANO
Lavado de Suelo 150 MEDIA SI CORTO/MEDIANO
Inundación de suelo 20 - 200 BAJA NO CORTO/MEDIANO
Extracción de vapores No
disponible ALTA SI MEDIANO
Solidificación/Estabilización No
disponible MEDIA SI CORTO/MEDIANO
Tratamiento Químico 190 -
600 BAJA SI CORTO
Separación Física No
disponible MEDIA SI MEDIANO
Vitrificación Depende ALTA SI CORTO/MEDIANO
En base al cuadro comparativo anterior, que sirve a la vez de resumen de las
características de las tecnologías y de justificación de la elección, se decide
emplear un tratamiento del tipo químico. Si bien el costo de un tratamiento de
esta índole es relativamente alto, tiene a su favor el hecho de ser de aplicación
poco compleja, y de poder instrumentarse en un plazo breve.
El tratamiento en particular a aplicar consistirá en la neutralización del ácido
mediante el empleo de una mezcla acuosa de cal, y se realizará ex-situ, on site,
es decir que se excavará y retirará el suelo afectado, y se lo tratará en las
proximidades. Se consideró un tratamiento ex-situ off site, pero se terminó por
descartar esta opción por considerar que el grado de contaminación del suelo a
tratar no justificaba su total reemplazo por tierra negra nueva.
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DESCRIPCIÓN DE LA OPERACIÓN
Para efectuar el tratamiento del suelo se procederá de la siguiente manera:
1- Se retirará el tanque de almacenamiento de ácido clorhídrico (fuente del
derrame) y se lo instalará temporalmente en las cercanías de su
emplazamiento original. Por ser un tanque de pequeño tamaño esta
operación no reviste gran complejidad. Es importante destacar que
debido al papel fundamental que este equipo cumple como dosificador
de ácido para tratamiento de agua, no se lo puede poner fuera de
servicio por un período de tiempo prolongado.
2- Se delimitará la superficie de la zona a tratar, consistente en un círculo
con centro en la ubicación original del tanque y 5 metros de radio.
3- Se colocará a 5 metros del límite del mencionado círculo, una superficie
de naylon de alta densidad convenientemente anclada al piso, de
100 m2. Esta capa servirá para depositar el suelo tratado, de modo tal
que este no afecte el cesped de los alrededores.
4- Empleando un minicargador con accesorio retroexcavador, se procederá
a retirar el suelo afectado, en toda el área indicada y hasta una
profundidad de 1,5 m, extrayendo de a 6 m3 aproximadamente.
5- De cada uno de estos segmentos de volumen de 6 m3 se tomará una
muestra para determinar su pH, es decir, su concentración de ácido. En
base al resultado de este análisis, que se hará en el momento, se
calculará que proporción de cal debe agregarse al segmento de volumen
para neutralizarlo.
6- Utilizando un segundo minicargador, esta vez con accesorio valde, se
procederá a colocar los 6 m3 de suelo a tratar en camión mezclador,
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adicionándole al mismo la cantidad de cal requerida, y efectuando la
mezcla hasta homogeneización.
7- La mezcla homogeneizada se irá depositando sobre la capa de naylon
de alta densidad, en montículos de alrededor de 1 m3. El ácido que no se
hubiera neutralizado dentro del mezclador terminará de neutralizarse en
esta etapa.
8- Se repetirá este procedimiento hasta haber extraido 120 m3 de suelo. Si
bien el volumen de suelo afectado es de 65 m3, por el modo en que este
se distribuía, se encontró que presentaba menor dificultad – y por lo
tanto un costo menor – extrarer un mayor volumen pero con una
geometría más simple (un cilindro de 5 metros de radio y 1,5 metros de
profundidad en vez de un casquete esférico).
9- Se analizarán las paredes y la base del hoyo efectuado, para determinar
que no queden rastros de contaminante (lo que indicaría que la
extensión del derrame es superior a lo supuesto inicialmente).
10- Una vez completado el tratamiento de todo el volumen de suelo
afectado, y encontrándose este sobre la superficie de naylon, se
procederá a tomar muestras del mismo de modo de detectar si las
reacciones de neutralización se han completado. En caso afirmativo se
lo reincorporará al boquete realizado, apisonándolo adecuadamente.
11- Finalmente se colocará sobre el relleno efectuado una capa de tierra
negra comprada de 10 a 20 cm de espesor, se nivelará el terreno y se
instalará nuevamente el tanque dosificador en su sitio original.
Se estima que todo este procedimiento de remeciación tomará 2 días, por lo
que es recomendable disponer de una segunda capa de naylon de alta
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densidad para poder cubrir los montículos de tierra ya tratados, de modo de
evitar que una eventual lluvia lave y arraste los mismos.
A continuación se presentan dos diagramas con el propósito de clarificar la
información suministrada. Los mismos son esquemas que muestran un corte
longitudinal del sector afectado antes y después del tratamiento.
ANTES DEL TRATAMIENTO
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DESPUÉS DEL TRATAMIENTO
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FUENTES CONSULTADAS
• www.frtr.gov/matrix2/top_page.html
• www.clu-in.org/remediation/
• Tecnologías de Remediación de Suelos Contaminados – Tania Volke
Sepúlveda y Juan Antonio Velasco Trejo - Instituto Nacional de Ecología –
México - 2002
