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Equation Chapter 1 Section 1
Trabajo Fin de Máster
Ingeniería Química y Ambiental
Tecnologías físico-químicas en la regeneración de
suelos contaminados
Autor: Azman Said Aabida
Tutora: María Carmen Arnaiz Franco
Dep. Ingeniería Química y Ambiental
Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Universidad de Sevilla
Sevilla, 2018
Trabajo Fin de Máster
Ingeniería Química y Ambiental
Tecnologías físico-químicas en la regeneración de
suelos contaminados
Autor:
Azman Said Aabida
Tutora:
María Carmen Arnaiz Franco
Dep. Ingeniería Química y Ambiental
Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Universidad de Sevilla
Sevilla, 2018
Trabajo Fin de Máster: Tecnologías físico-químicas en la regeneración de
suelos contaminados
Autor: Azman Said Aabida
Tutora: María Carmen Arnaiz Franco
El tribunal nombrado para juzgar el Trabajo arriba indicado, compuesto
por los siguientes miembros:
Presidente:
Vocales:
Secretario:
Acuerdan otorgarle la calificación de:
Sevilla, 2018
El Secretario del Tribunal
AGRADECIMIENTOS
El presente trabajo es un esfuerzo en el cual, directa o indirectamente, participaron
distintas personas opinando, corrigiendo, teniéndome paciencia, dándome ánimo,
acompañándome en los buenos y malos momentos. Por lo cual, me ha fortalecido aprovechar
la competencia y experiencia de las personas que quisiera agradecer.
En primer lugar, a mis dos familias (España y Sahara), le estoy agradecido por luchar
para que mi enfermedad tuviera cura al llegar a este maravilloso país, el amparo incondicional
que me otorgaron y el cariño que me inspiraron mis padres, que, de forma incondicional,
entendieron mis ausencias y mis malos momentos. Gracias por el gran esfuerzo que hacéis día
tras día. A mi padre, quiero que sepas que guardo en mi memoria todas las cosas que vivimos
juntos, los buenos consejos que siempre me diste, no sabes cuanta falta me haces. Las palabras
nunca serán suficientes para testimoniar mi aprecio y agradecimiento.
A mi tutora, Dra. María Carmen Arnaiz Franco, mi más sincero agradecimiento por
haberme confiado este trabajo, por su valiosa dirección y apoyo para llegar a la conclusión
del mismo.
A mi responsable Dra. Emilia Fernández Ondoño, por su gran ayuda en este y otros
trabajos en el campo de la edafología. Gracias por su solidaridad, ayuda desinteresada y por
brindarme la oportunidad de conseguir un empleo que cada día me motiva para incrementar
mis conocimientos y aptitudes profesionales en investigación.
A los compañeros del Departamento de Edafología y Química Agrícola de la Universidad
de Granada por su carácter comunicativo y sociable que han hecho muy fácil mi integración.
A mis amigos y compañeros, os merecéis muchas y buenas palabras, ya que con vosotros
he compartido incontables buenos ratos, lo cual no tiene precio. Gracias por aguantarme y
escucharme.
Un especial agradecimiento a Léa, siempre me has guiado y ayudado. Sobran las
palabras por lo que siento por ti.
ÍNDICE GENERAL
0.- RESUMEN .......................................................................................................................... 13
1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS .................................................................................... 14
2.- EL SUELO COMO RECURSO .......................................................................................... 17
3.- FORMACIÓN DEL SUELO .............................................................................................. 17
4.- ESTRUCTURA DEL SUELO ............................................................................................ 18
5.- COMPOSICIÓN DEL SUELO ........................................................................................... 20
6.- ORIGEN DE LA CONTAMINACIÓN .............................................................................. 21
6.1.- Contaminación por hidrocarburos ............................................................................................. 22
6.2.- Dinámica de hidrocarburos en el suelo ..................................................................................... 24
7.- MARCO LEGAL ................................................................................................................ 25
8.- ACTUACIONES EN LA REMEDIACIÓN DE SUELOS ................................................ 27
8.1.- JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................................... 27
8.2.- PREVENCIÓN ......................................................................................................................... 28
8.3.- REMEDIACIÓN ...................................................................................................................... 28
8.3.1.- Geolocalización ................................................................................................................. 29
8.3.2.- Descripción del medio ....................................................................................................... 29
8.3.3.- Identificación de impactos y elaboración de medidas ....................................................... 30
8.3.4.- Delimitación de la pluma de contaminación ..................................................................... 31
8.3.5.- Elección de la técnica de remediación más apropiada ..................................................... 31
8.3.6.- Seguridad y medio ambiente .............................................................................................. 31
8.3.7.- Control y vigilancia ........................................................................................................... 31
8.4- DELIMITACIÓN DE LA PLUMA DE CONTAMINACIÓN ................................................. 32
8.4.1.- Muestreo ............................................................................................................................ 32
8.4.2.- Perforaciones ..................................................................................................................... 36
8.4.3.- Determinación de hidrocarburos ....................................................................................... 37
9.- ESTUDIO DE TÉCNICAS DE REMEDIACIÓN.............................................................. 39
9.1.- TÉCNICAS DE CONTENCIÓN .............................................................................................. 40
9.1.1.- Barreras verticales ............................................................................................................. 40
9.1.2.- Barreras horizontales ........................................................................................................ 41
9.1.3.- Barreras de suelo seco ....................................................................................................... 41
9.1.4.- Sellado superficial ............................................................................................................. 42
9.1.5.- Sellado profundo ................................................................................................................ 43
9.1.6.- Barreras hidráulicas .......................................................................................................... 44
9.2.- TÉCNICAS DE CONFINAMIENTO ...................................................................................... 44
9.2.1.- Vitrificación ....................................................................................................................... 45
9.3.- TÉCNICAS DE DESCONTAMINACIÓN .............................................................................. 46
9.3.1.- Tratamientos físico-químicos ............................................................................................. 46
9.3.2.- Tratamientos térmicos ....................................................................................................... 59
9.3.3.- Tratamientos mixtos ........................................................................................................... 61
9.4.- TÉCNICAS DE ANULACIÓN ................................................................................................ 63
9.4.1.- Almacenamiento residual ................................................................................................... 63
10.- COMPARACIÓN DE TÉCNICAS .................................................................................. 64
11.- ELECCIÓN DE LA TÉCNICA DE DESCONTAMINACIÓN MÁS APROPIADA ..... 73
12.- CONCLUSIONES ............................................................................................................ 81
BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................... 82
ÍNDICE DE FIGURAS ............................................................................................................ 93
ÍNDICE DE TABLAS .............................................................................................................. 93
ANEXOS
Anexo I: PATRONES DE MUESTREO .............................................................................. 95
Anexo II: FICHA DE MUESTREO DE SUELO ................................................................ 103
Anexo III: ORIENTACIONES PARA ELABORAR PLANOS ......................................... 106
Anexo IV: TABLA DE MÉTODOS ANALÍTICOS .......................................................... 108
Anexo V: ADSORCIÓN Y OXIDACIÓN TÉRMICA ....................................................... 110
Anexo VI: LISTADO DE CONTAMINANTES Y NIVELES GENÉRICOS ................... 120
Anexo VII: PROTOCOLO EN MATRICES AMBIENTALES ......................................... 125
Anexo VIII: DESCRIPCIÓN DE OBRA ............................................................................ 129
Anexo IX: EMISIONES Y CONSUMO ............................................................................. 132
Anexo X: OBJETIVOS AMBIENTALES .......................................................................... 135
Anexo XI: PROPUESTA DE MEDIDAS PREVENTIVAS Y CORRECTORAS ............ 139
Anexo XII: SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTE ........................................................... 142
Anexo XIII: PROGRAMA DE VIGILANCIA AMBIENTAL .......................................... 148
Anexo XIV: MATRIZ DE TÉCNICAS DE REMEDIACIÓN ........................................... 151
Anexo XV: CARTOGRAFÍA ............................................................................................. 153
ÍNDICE DE ABREVIATURAS
ACR Análisis Cuantitativo de Riesgos
AFCEE Air Force Center for Engineering and the Environment
API American Petroleum Institute
ASTM American Society for Testing and Materials
BTEX Benceno-Tolueno-Etilbenceno-Xileno
CAS Chemical Abstracts Service
CIP Cleaning In Place
COVs Compuestos Orgánicos Volátiles
DARTS Decision Aid for Remediation Technology Selection
ECA Estándares de Calidad Ambiental
EDTA Ethylenediaminetetraacetic acid
EEA European Environment Agency
EPA Environmental Protection Agency
FAO Food and Agriculture Organization
FEDER Fondo Europeo de Desarrollo Regional
FRTR Federal Remediation Technologies Roundtable
GEI Gases de Efecto Invernadero
HCs Hidrocarburos
HMX High-Melting eXplosive
HTP Hidrocarburos Totales del Petróleo
ICE Internal Combustion Engine
IMP Instituto Mexicano del Petróleo
IR Índice de Riesgos
LEL Lower Explosive Level
LER Lista Europea de Residuos
LNAP Light Non-Aqueous Phase Liquid
LRSC Ley de Residuos y Suelos Contaminados
MD Muestreo de Detalle
MI Muestreo de Identificación
MINAM Ministerio del Ambiente de Perú
MTBE Metil Tert-Butil Éter
MTD Mejores Técnicas Disponibles
NGR Niveles Genéricos de Referencia
NOM Norma Oficial Mexicana
NTA Nitrilotriacetic acid
OSRTI Office of Superfund Remediation and Technology Innovation
PAH Polycyclic Aromatic Hydrocarbons
PCBs Polychlorinated biphenyl
PDI Proporcional Integral Derivativo
PNNL Pacific Northwest National Laboratory
PVC Polyvinyl chloride
RC Riesgo Cancerígeno
RD Real Decreto
RDX Royal Demolition eXplosive
SCADA Supervisory Control And Data Acquisition
TNT Trinitrotolueno
TOPSIS Technique for Order Preference by Similarity to Idea Solutions
UEL Upper Explosive Limit
UIP Unidades de Importancia Ponderada
UNE Una Norma Española
USACE United States Army Corps of Engineers
USEPA United States Environmental Protection Agency
UVB Underdruck-Verdamfer-Brunnen
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0.- RESUMEN
La memoria examina las tecnologías físico-químicas actualmente disponibles de regeneración de
suelos contaminados por hidrocarburos ligeros del petróleo, destacando sus fortalezas y debilidades.
Asimismo se evalúa cómo influyen las variables que intervienen en el proceso de regeneración de suelos
contaminados por hidrocarburos ligeros del petróleo, determinando cuáles son más importantes, así
como las ventajas de estas tecnologías frente a otras; seleccionando las tecnologías más eficientes desde
el punto de vista de operación y relación coste-beneficio.
Además se integra la elaboración de las actuaciones desde el inicio de muestro hasta la
finalización y restauración del suelo, por lo que se incluyen unas recomendaciones de cómo operar para
minimizar fallos y conseguir una alta fiabilidad de los resultados en la eficiencia de cada técnica
estudiada en el presente trabajo.
Palabras Clave: Tecnologías de remediación física de suelos, Tecnologías químicas de
remediación de suelos, Tecnologías de remediación térmicas de suelos, Descontaminación de
hidrocarburos.
ABSTRACT
The report examines currently available physicochemical technologies for the regeneration of
soils contaminated by light oil hydrocarbons, highlighting their strengths and weaknesses. It also
evaluates the influence of the variables involved in the process of regeneration of soils contaminated by
light oil hydrocarbons, determining which are more important, as well as the advantages of these
technologies compared to others; selecting the most efficient technologies from the point of view of
operation and cost-benefit.
It also integrates the elaboration of actions from the beginning of the sampling to the completion
and restoration of the soil, so that recommendations are given on how to act to minimize the faults and
obtain a high reliability of the results in the efficiency of each technique studied.
Keywords: Physical soil remediation technologies/ Chemical soil remediation technologies/
Thermal soil remediation technologies/ Hydrocarbon decontamination.
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1.- INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS
La contaminación de suelos y masas de agua subterráneas por diversos compuestos químicos es
cada vez más notoria debido al crecimiento industrial, lo que provoca un daño hacia el medio ambiente
y las personas, poniendo en riesgo su salud. En concordancia con (Van Liedekerke et al., 2014), se
estima que existen alrededor de 340.000 zonas europeas contaminadas y la cifra se incrementa en 2,5
millones para aquellas que se consideran potencialmente contaminadas.
En España, como otros países desarrollados, se ha ido adquiriendo una concienciación y
responsabilidad hacía el medio ambiente. Precedente a la década de los 70, los objetivos marcados en
relación a la salvaguarda ambiental consistían en la depuración frente a contaminación del aire y del
agua; y al medio edáfico se le consideraba con una capacidad de autodepuración ilimitada. La
sensibilidad a nivel global comienza a cambiar a partir de la declaración de la "Carta Europea de Suelos"
desarrollada por la Comunidad Europea en 1972. Con lo cual, las actuaciones remediadoras de los suelos
son muy recientes, aunque la degradación sufrida durante años y de forma continuada sigue siendo un
grave problema: mayor a la solución actual que se le ha dado en ámbitos de descontaminación.
Para continuar con la explicación de la problemática que conlleva esta contaminación edáfica e
hídrica, se requiere entender la definición de suelo contaminado.
De acuerdo a la Guía Técnica de aplicación del RD 9/2005, de 14 de enero, por el que se establece
la relación de actividades potencialmente contaminantes del suelo y los criterios y estándares para la
declaración de suelos contaminados, un suelo contaminado es aquel cuyas características han sido
alteradas negativamente por la presencia de componentes químicos de carácter peligroso de origen
humano, en concentración tal que comporte un riesgo inaceptable para la salud humana o el medio
ambiente, y así se haya declarado mediante resolución expresa. Desde el punto de vista de la Ley 10/98,
de 21 de abril, es todo aquel cuyas características físicas, químicas o biológicas han sido alteradas
negativamente por la presencia de componentes de carácter peligroso de origen humano, en
concentración tal que comporte un riesgo para la salud humana o el medio ambiente, de acuerdo con los
criterios y estándares que se determinen por el Gobierno.
De lo anterior, se puede resumir como suelo contaminado aquel que conlleve un riesgo
inaceptable. Actualmente, la política en materia de gestión de los suelos contaminados se asocia en una
evaluación de riesgos (Reinikainen y Sorvani, 2016).
El Real Decreto mencionado, define el riesgo como la “probabilidad de que un contaminante
presente en el suelo entre en contacto con algún receptor con consecuencias adversas para la salud de
las personas o para el medio ambiente”. Asimismo, cabe mencionar la siguiente línea “en términos de
protección de la salud humana, se asume que, para sustancias cancerígenas, una situación de riesgo
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aceptable es aquella en que la frecuencia esperada de aparición de cáncer en la población expuesta no
excede en uno por cada cien mil casos; para sustancias con efectos sistémicos, se asume como una
situación de riesgo aceptable aquella en que, para cada sustancia, el cociente entre la dosis de exposición
a largo plazo y la dosis máxima admisible es inferior a la unidad”. Y “en términos de protección de los
ecosistemas, se asume como una situación de riesgo aceptable aquella en que, para cada sustancia, el
cociente entre el nivel de exposición, expresado como concentración, y el umbral ecotoxicológico,
definido por la concentración máxima para la que no se esperan efectos sobre los ecosistemas, es inferior
a la unidad”.
La contaminación puede conllevar un riesgo inaceptable según el contaminante y el uso del suelo,
variando según sea agrícola, urbano o industrial, entre otros. Los listados de contaminantes y niveles
genéricos de referencia (concentración de una sustancia contaminante en el suelo que no conlleva un
riesgo superior al máximo aceptable para la salud humana o los ecosistemas ) para protección de la salud
humana en función del uso del suelo, así como de protección de los ecosistemas se encuentran
recopilados respectivamente en los anexos V y VI del Real Decreto 9/2005, de 14 de enero, por el que
se establece la relación de actividades potencialmente contaminantes del suelo y los criterios y
estándares para la declaración de suelos contaminados. En este trabajo dichos anexos quedan reflejados
en el anexo VI. Según esta normativa, un suelo se considerará potencialmente contaminado cuando
supere en alguna de las sustancias en 100 veces con respecto el nivel genérico de referencia de dicha o
dichas sustancias (además de otras circunstancias redactadas en el anexo III del Real Decreto) y por lo
que se requerirá llevar a cabo una valoración de riesgos.
La contaminación del suelo es debida a procesos físicos, químicos (son los considerados por el
Real Decreto 9/2005) y/o biológicos, acarreando una alteración de las propiedades del suelo y por
consiguiente es necesario la aplicación de diferentes técnicas de descontaminación. Siguiendo con este
punto, (Hunkeler et al., 2002) establece como fuentes principales de contaminación de suelos, por origen
antrópico, la actividad industrial (cementeras, refinerías, minerías, entre otras), la actividad agrícola (uso
de pesticidas y fertilizantes no biodegradables), la inadecuada gestión de residuos (infiltración y
lixiviación en vertederos) y la deforestación (eliminación de la cubierta vegetal y desprotección del suelo
frente a la no retención de contaminantes en la parte superficial del suelo).
En concordancia con el anterior Real Decreto, se elabora una lista de actividades potencialmente
contaminantes en el suelo, de naturaleza antrópica, que produzcan, manejen o almacenen más de 10
toneladas de sustancias peligrosas al año, además de otras que almacenen combustible de autoconsumo,
siempre que se cumplan dos condiciones: que la capacidad total de almacenamiento sea mayor a 50.000
litros y que se consuman más de 300.000 litros al año.
El daño por la contaminación de suelos puede asociarse a lo siguiente, de acuerdo con (Panagos
et al., 2013):
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- Afección a la atmósfera, debido a la volatilización de los contaminantes o por la emisión
directa de los mismos acompañados de polvo.
- Alteración de las masas de aguas por la posible solubilización de los contaminantes y
transporte de sedimentos contaminados, en el caso de las masas de agua subterráneas la alteración
puede provenir de la lixiviación o infiltración de las sustancias contaminantes.
- Alteración sobre las propiedades del propio suelo, como en el caso de la materia
orgánica y nutrientes; acarreando una menor actividad microbiana.
- Afección a la población humana, por medio de la ingestión, inhalación o contacto sobre
el suelo contaminado.
Una vez dicho lo anterior, es obvia la necesidad de actuar frente a la contaminación de suelos con
el fin de cumplir con los objetivos del Real Decreto 9/2005 (evitando dar como solución la destrucción
de estos suelos contaminados) y llegar a los niveles de riesgo aceptables. Para esto último se puede
actuar mediante (Mulligan, Yong y Gibbs, 2001):
- No recuperación de suelo, porque el riesgo es bajo. La gran ventaja de esta actuación es su bajo
coste económico.
- Contención de la dispersión de contaminantes. Se da lugar en vertederos controlados, donde la
recuperación es muy compleja y de gran coste.
- Recuperación del suelo.
Por todo lo descrito anteriormente, el presente Trabajo Fin de Máster tiene como objetivos:
o La recopilación de las tecnologías o técnicas de remediación actuales que se basen en
tratamientos físico-químicos, agrupándolas según su aplicación.
o La evaluación de sus ventajas y limitaciones, a fin de seleccionar la más idónea según
el grupo de contaminantes, tipología del suelo, concentración de los mismos, entre otros
criterios evaluables.
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2.- EL SUELO COMO RECURSO
El medio edáfico es un recurso natural no renovable (la Figura 1 muestra cómo evoluciona) y
constituye una de las partes más importantes de los ecosistemas, de los cuales depende a su vez, el
desarrollo económico a escala global (FAO, 2015). Como recurso natural, el suelo desempeña las
siguientes funciones medioambientales:
Hábitat biológico y reserva genética.
Producción de biomasa.
Producción de alimentos.
Producción de pastos y forrajes.
Filtro de la calidad ambiental.
Fuente de materias primas.
Soporte físico.
Figura 1. Evolución de suelos en diferentes estados temporales. Fuente: FAO, 2015.
3.- FORMACIÓN DEL SUELO
El suelo se forma a través de un conjunto de procesos físicos, químicos y biológicos (véase Figura
2) que tienen lugar sobre el medio rocoso original, produciendo la meteorización del mismo (García,
2007).
La meteorización es la erosión producida en una roca por los agentes atmosféricos, los cambios
de temperatura y en general por la intemperie. Se dice que es de tipo físico cuando se produce la
disgregación de la roca por procesos mecánicos que las trituran mediante grietas o fisuras, y se dice que
es de tipo químico cuando la descomposición de la roca se produce por procesos químicos (disolución,
hidratación, hidrólisis, carbonatación y oxidación), que atacan los minerales que las constituyen
transformándolos en otros (García, 2007).
En la formación del suelo intervienen, igualmente, otros factores como son los geológicos
(naturaleza de la roca madre, erosión, sedimentación, etc.), climatológicos (temperatura, lluvia, viento,
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humedad, etc.) y biológicos (vegetación, fauna, etc.). Entre ellos cabe destacar los siguientes (García,
2007):
Lluvia: que regula la humedad, el contenido de aire y el grado de lixiviación del suelo. El
agua, en forma de capa fina, rodea las partículas edáficas y tiene una importancia decisiva
para el desarrollo de los procesos químicos en el medio natural, ya que en ella tienen lugar
los fenómenos de disolución del suelo.
Atmósfera: que en función de los factores climatológicos se interrelaciona con el suelo a
través del balance entre la lluvia y la evaporación. La lluvia aporta al suelo agua con una
cierta concentración de solutos mientras que en la evaporación se transfiere sólo agua al
medio atmosférico. Dependiendo del balance evaporación-lluvia puede tener lugar la
infiltración del agua hacia capas más profundas alimentando los acuíferos subterráneos,
en un proceso en el que el agua interacciona con el suelo intercambiando elementos
(lixiviación).
Igualmente, el suelo tiene una relación indirecta con los gases atmosféricos, ya que se
establece un intercambio de gases entre la atmósfera y el aire del suelo.
Figura 2. Proceso de formación de suelos. Fuente: E-DUCATIVA, 2016.
4.- ESTRUCTURA DEL SUELO
Debido, sobre todo, a la infiltración del agua edáfica, que produce una cierta meteorización
química, y a la actividad orgánica se desarrolla una estructura secuencial en capas distintas en el suelo
según la profundidad. A estas capas se les denomina horizontes y constituyen el perfil del suelo
(Dorronsoro, 2005).
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Básicamente en un suelo se distinguen, visualmente, tres horizontes (Figura 3) en orden
decreciente con características físicas, químicas, biológicas y funcionales diferentes (Dorronsoro, 2005).
Horizonte A: situado en la superficie, fuertemente influenciado por la actividad biológica
(mayor contenido materia orgánica y más oscuro) y sometido a procesos de
empobrecimiento (eluviación) de sustancias por la filtración del agua; puede mostrar
variaciones en el color, espesor, aspecto, etc.
Horizonte E: siempre se forma bajo el horizonte A y sobre el B; de color muy claro por
la pérdida de sustancias finas (arcillas, cationes,
materia orgánica, óxidos de Fe, Al) y se
enriquece en minerales resistentes (cuarzo,
feldespatos) de tamaño arena y limo.
Horizonte B: se localiza en la zona sub-
superficial, situado bajo el A (o E si existe) y
sobre el C, en los que la estructura de la roca
está destruida, presentando aspecto terroso.
Horizonte C: es localizado en la parte más
profundo, situado bajo los anteriores, que
representa el tránsito a la roca madre
subyacente, con mínima influencia de la
actividad biológica (poca materia orgánica) y,
por lo general, mayor contenido en fragmentos
de rocas.
Roca Madre: roca o sedimento a partir del cual
se forma el suelo, que se sitúa por debajo de los
horizontes anteriores. Podría estar ligeramente alterada en superficie al tener grietas o
fisuras, pero muestra estructura de roca.
Asimismo, hay que definir las partes por las que interviene o se diferencia la hidrología
subterránea (Figura 4) (Alonso, 2012):
Acuífero: formación geológica caracterizada por su permeabilidad y porosidad, con el fin de
albergar un almacenamiento del agua subterránea.
Zona saturada: espacio subterráneo por el cual circula el flujo de agua y otros líquidos por debajo
de la capa freática.
Zona no saturada: espacio que alberga la mayor superficie de infiltración hacia capas inferiores
cuya finalidad es el almacenamiento.
Figura 3. Bosque Tropical, 2011.
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Nivel freático: línea que configura la capa más superficial de la zona satura, por encima de este
plano se localiza la capa más profunda de la zona no saturada.
Figura 4. Esquema básico de un acuífero. Fuente: Elaboración propia.
5.- COMPOSICIÓN DEL SUELO
La composición química de un suelo viene determinada, en buena parte, por el tipo de material
originario (roca), puesto que es el material base a partir del cual se forma el suelo (Sabroso y Pastor,
2004).
Junto a este material se va añadiendo, en el transcurso del tiempo que dura la formación de un
suelo, materia orgánica procedente de organismos vivos. El contenido mineral de un suelo es el que
determina su fertilidad (Sabroso y Pastor, 2004).
Básicamente son tres los tipos de rocas que pueden ser material original del suelo (Sabroso y
Pastor, 2004):
Ígneas: formadas por solidificación de un material fundido (lava). Tienen como término
medio un 50 % de óxido de silicio (SiO2).
Sedimentarias: formadas por sedimentación de materiales depositados por el viento, el
agua, el hielo o la gravedad (areniscas (SiO2), lutitas y arcillas), o por procesos químicos
o bioquímicos (evaporitas y calizas).
Metamórficas: formadas por recristalización de rocas ígneas o sedimentarias en
condiciones de elevada presión y/o temperatura.
Asimismo, cabe mencionar que los componentes del suelo pueden presentarse en los tres estados
de la materia: fracción sólida (materia mineral y materia orgánica, que configuran el armazón del suelo
con poros, fracción líquida (agua) y fracción gaseosa (aire). Generalmente, el 50% del volumen
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corresponde a la fracción sólida y el 50% restante se encuentra repartido entre la fracción líquida y
gaseosa (Sabroso y Pastor, 2004).
Los constituyentes del suelo son dos tipos (Sabroso y Pastor, 2004):
Componentes orgánicos: resultado de la descomposición de los restos de seres vivos por
acción de las bacterias y los hongos. Su presencia da calidad al suelo, retiene el agua y
sirve como fuente de alimento de microorganismos que fertilizan el suelo.
Componentes inorgánicos: productos derivados de la meteorización y, según su tamaño
y naturaleza, se clasifican en gravas, arenas y arcillas (la cantidad relativa de cada una de
ellas constituye la textura). Están constituidos por partículas minerales. En los poros y
cavidades que existen entre las partículas también hay agua y aire. Se puede considerar
que existen dos componentes mayoritarios en todo tipo de suelos: los silicatos y los
óxidos.
6.- ORIGEN DE LA CONTAMINACIÓN
Las fuentes principales de la contaminación de los suelos por hidrocarburos, según la Agencia de
Residuos de la Generalitat de Cataluña (2009) suelen ser:
Gasolineras y talleres automotrices (principalmente HCs aromáticos y halogenados).
Depósito de residuos (amonio y metales pesados).
Industrias metalúrgicas (tetracloroetileno, tricloroetileno, cianuro y fenoles).
Explotación y extracción de sales (HCs aromáticos).
Depósito de lodos residuales (nitrato, metales pesados e HCs halogenados).
Curtidurías (fenoles, cromo e HCs halogenados).
Pesticidas (HCs halogenados, fenoles y metales pesados).
Taller de pinturas (alcalobenceno y tetracloroetileno).
Los listados de contaminantes y niveles genéricos de referencia para protección de la salud
humana en función del uso del suelo, así como de protección de los ecosistemas se encuentran
recopilados respectivamente en los anexos V y VI del Real Decreto 9/2005, como se mencionó en el
apartado introductorio del presente trabajo.
22
6.1.- Contaminación por hidrocarburos
Los hidrocarburos son los compuestos orgánicos más simples y pueden ser considerados como
las sustancias principales de las que se derivan todos los demás compuestos orgánicos. Son clasificados
dependiendo de la estructura de los enlaces existentes entre los átomos de carbono que componen la
molécula, aunque existen otras clasificaciones igualmente válidas (Griem y Griem-Klee, 1999):
Hidrocarburos alifáticos: son aquellos que no presentan un anillo aromático. Se
distinguen en saturados (carbonos con cuatro enlaces simples) e insaturados (presentan
en sus carbonos un doble o triple enlace. Sus aplicaciones son diversas, ya que están
presentes en multitud de procesos de la industria química.
Hidrocarburos aromáticos: se caracterizan por contener una estructura cíclica estable con
la particularidad de disponerse en dobles enlaces conjugados, derivándose todos del
benceno. Al igual que el grupo anterior, presentan numerosas aplicaciones industriales.
Los hidrocarburos son excelentes combustibles, obteniéndose una serie muy diversificada de
sustancias utilizadas en la industria como se mencionó anteriormente, así como usos comunes en la vida
diaria de las personas. El gran problemas es la persistencia de la mayoría de esas sustancias, al igual que
se agrava por su poder contaminante en el medio ambiente.
Las propiedades químicas del suelo más afectadas por la contaminación son (Itzel, 2013):
Disminución de pH, debido a la acumulación del carbono orgánico y generación de ácidos
orgánicos.
Aumento del carbono orgánico.
Aumento de manganeso y hierro.
Aumento del fosforo disponible.
Asimismo, Itzel (2013) considera como propiedades físicas del suelo que se ven afectadas las
siguientes:
El potencial hídrico.
Incremento de la retención del agua en la capa superficial.
Disminución de la porosidad.
El efecto tóxico (capacidad de un material de causar efectos adversos) varía según la cantidad y
composición de los derivados del petróleo, la frecuencia y el tiempo de exposición, el estado físico del
derrame y las características del sitio donde sucedió el derrame. Otras variables ambientales a tener en
cuenta en este efecto tóxico son la temperatura, humedad y oxígeno (Martínez, 2011).
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Los combustibles más utilizados son la gasolina y el diésel, este primero es una mezcla de
hidrocarburos alifáticos obtenida del petróleo por destilación fraccionada (usado en motores de
combustión interna) y el segundo es un hidrocarburo líquido compuesto principalmente de parafinas
(usado en motores diésel) (BLOGICARS, 2010).
El Real Decreto 117/2003, de 31 de enero, define como compuestos orgánicos volátiles (desde
aquí en adelante COVs) todos aquellos que presenten una presión de vapor (presión que ejerce un vapor
cuando está en equilibrio con la fase liquida o sólida) de 0,01 kPa o más a 293,15 K, o que tenga una
volatilidad equivalente en las condiciones particulares de uso.
Las fugas producidas en tanques de almacenamiento de hidrocarburos liberan, en su mayoría,
compuestos de diésel y/o gasolina. Los compuestos orgánicos más tóxicos de estas mezclas son benceno,
tolueno, etilbenceno y xileno (generalmente conocido como BTEX) (Rosales, 2013).
La Agencia Europea de Medio Ambiente (desde aquí en adelante EEA, según sus siglas
inglesas) elaboró un informe en 2011 de las sustancias más contaminantes (European Environment
Agency, 2014), tanto del suelo como las masas de agua subterránea (la Figura 5 muestra los
contaminantes predominantes en España), destacándose a nivel europeo los metales pesados, aceites
minerales, hidrocarburos aromáticos policíclicos e hidrocarburos clorados. En España, los
contaminantes más usuales varían según queda reflejado en la figura inferior.
Figura 5. Contaminantes en suelos y aguas subterráneas de España. Fuente: Elaboración propia.
9% 3%
3%
17%
14%
54%
Hidrocarburos Clorados
Aceites Minerales
Hidrocarburos AromáticosPolicíclicos
Metales Pesados
Hidrocarburos Aromáticos
Otros
24
6.2.- Dinámica de hidrocarburos en el suelo
La dispersión en el suelo de los contaminantes orgánicos (Figura 6) viene determinada por sus
propiedades físico-químicas y de las características del medio receptor (Flores, 2010).
Los compuestos orgánicos, en general, forman una capa en el nivel freático desplazándose en
dirección al flujo del agua subterránea, aunque los contaminantes orgánicos de mayor densidad tienden
a aposentarse en la parte inferior de las masas de agua subterránea una vez migradas, lo más frecuente
es su permanencia en la capa superficial ya que son inmiscibles e insolubles. En cambio, los
contaminantes volátiles migran directamente a la atmósfera si el vertido se produce en la capa más
superficial del suelo, pero si es un proceso de infiltración, la migración de estos depende de su capacidad
de movilidad con el flujo subterráneo pero difunden más ágilmente que los contaminantes orgánicos de
mayor peso molecular. Dicho lo anterior, se da a entender que en fenómenos de disolución los
compuestos volátiles al ser más solubles en agua presentan mayor concentración de toxicidad.
La infiltración de los hidrocarburos dependerá del contenido de arcilla, permeabilidad del suelo
y si se trata de un medio edáfico arenoso o no, por lo que a baja permeabilidad (o alta viscosidad de
HCs) y alto contenido de arcilla dictaminará una pobre o nula infiltración del suelo, puesto que la arcilla
tiende a almacenar el material pero es la porosidad la que permite el paso a través del suelo, en cambio
un suelo arenoso permitirá la infiltración de los hidrocarburos (Flores, 2010).
Los hidrocarburos alcanos como parafinas se desplazan hacia la zona inferior no saturada del
suelo debido a la fuerza de capilaridad y gravedad del suelo, migrando hacia una difusión lateral y
obstruyendo los poros del suelo si el vertido es de un volumen considerable; a pesar de ello el suelo
puedo contrarrestar esta migración si los hidrocarburos encuentran a su paso un lecho impermeable o
una franja capilar.
La inmovilización de combustibles hidrocarbonados depende de las propiedades físicas de estos,
la porosidad del suelo y la longitud de profundidad de suelo requerida para inmovilizar estos compuestos
orgánicos.
25
Figura 6. Movilidad de hidrocarburos en zona saturada y no saturada. Fuente: Elaboración propia.
7.- MARCO LEGAL
Legislación Estatal
En España, los suelos contaminados se regulan en la Ley 22/2011, de 28 de julio, de Residuos y
suelos contaminados, así como en el Real Decreto 9/2005, de 14 de enero, por el que se establece la
relación de actividades potencialmente contaminantes del suelo y los criterios y estándares para la
declaración de suelos contaminados.
Ley 22/2011
Tiene como finalidad regular la gestión de los residuos impulsando medidas que prevengan su
generación y mitiguen los impactos adversos sobre la salud humana y el medio ambiente asociados a su
generación y gestión, mejorando la eficiencia en el uso de los recursos. Asimismo, en su anexo XI se
recoge el contenido que se debe presentar al órgano competente con datos generales, específicos y
aquellos que se recopilen durante la recuperación del suelo; siguiendo este hilo se detallan las
obligaciones en la aportación de información sobre cantidad, evolución de los Informes de Situación,
procedimientos realizados y actuaciones e inversiones llevadas a cabo en materia de prevención de la
contaminación del suelo.
Real Decreto 9/2005
Establece una relación de actividades susceptibles de causar contaminación en el suelo, así como
adoptar criterios y estándares para la declaración de suelos contaminados. Además obliga a los titulares
26
de actividades potencialmente contaminantes de presentar ante la Consejería con competencias en
materia de medio ambiente un informe preliminar de situación del suelo que tiene como objeto valorar
la posibilidad de que la actividad empresarial actual o anterior, haya producido, o pueda producir,
afección al suelo (siguiendo las instrucciones establecidas para su cumplimentación). Dicho informe
contendrá datos generales de la actividad, materias peligrosas consumidas, productos intermedios o
finales de carácter peligroso, residuos o subproductos generados, almacenamientos, áreas productivas y
actividades históricas. Aunque no se establece la obligación de realizar muestreos y análisis, si se exige
la remisión periódicamente al órgano competente de informes de situación.
Otras situaciones por las que la norma exige un informe de situación son aquellas en las que los
propietarios de los suelos en los que se haya desarrollado en el pasado alguna actividad potencialmente
contaminante cuando hayan solicitado una licencia o autorización para el establecimiento de alguna
actividad diferente de las actividades potencialmente contaminantes o que suponga un cambio de uso
del suelo.
Legislación Autonómica
En Andalucía, la Ley 7/2007, de 9 de julio, de Gestión Integrada de la Calidad Ambiental, incluye
distintas disposiciones sobre suelos contaminados en el capítulo IV del Título IV. Dicha ley ha sido
desarrollada por el Decreto 18/2015, de 27 de enero, por el que se aprueba el Reglamento que regula
el régimen aplicable a los suelos contaminados, norma de referencia para la gestión de los suelos
contaminados, así como a las actividades potencialmente contaminantes de los suelos.
Ley 7/2007
Esta norma no interviene e lo dispuesto por el Real Decreto 9/2005, es decir no incrementa las
exigencias de la norma básica en materia de suelos contaminados (declaración de los mismos,
actividades potencialmente contaminantes e informes a entregar al órgano competente).
No obstante, si incluye unos acuerdos voluntarios (que deben ser aprobados por la Consejería
competente en materia de medio ambiente) y convenios de colaboración, que son suscritos por aquellos
que se encuentren obligados a las operaciones de limpieza y recuperación.
Decreto 18/2015
La normativa se desarrolla de forma más específica en materia de suelos contaminados, así por el
cual se crean los Inventarios de suelos potencialmente contaminados y de suelos contaminados o el
Programa andaluz de suelos contaminados; llevando a cabo la coordinación de los planeamientos y
desarrollos urbanísticos en relación con la calidad del suelo. Las obligaciones de las personas o entidades
27
titulares de actividades potencialmente contaminantes del suelo y de los propietarios de los suelos que
las soportan se rigen por lo dictaminado en el RD 9/2005.
En el título II se regulan los diversos procedimientos administrativos del seguimiento de las
actividades potencialmente contaminantes del suelo, que pueden desembocar en la declaración del suelo
como contaminado y su posterior descontaminación y desclasificación. Asimismo, se establecen
también los requisitos que deben cumplir las empresas que realizan los trabajos de elaboración de
estudios de calidad y descontaminación de suelos. El título VI está dedicado a las actuaciones especiales
cuando surgen accidentes de vehículos que transporten mercancías peligrosas. El título VII recoge los
mecanismos de inspección, vigilancia y control. En los Anexos se establecen los contenidos mínimos
de los estudios de caracterización de suelos y la ponderación de riesgos para la salud humana.
8.- ACTUACIONES EN LA REMEDIACIÓN DE SUELOS
8.1.- JUSTIFICACIÓN
Informe preliminar
El Real Decreto 9/2005, como se redactó en el anterior apartado del presente trabajo, establece la
obligatoriedad de presentar un informe preliminar de situación del suelo con el fin de valorar la afección
al suelo.
Por tanto, se implanta un procedimiento propio para hidrocarburos que podría contener las
siguientes etapas:
Recopilación de datos bibliográficos o de campo en los que se denoten vestigios de
contaminación por hidrocarburos.
Elaboración de muestreos de suelo, agua y subproducto o residuos, con el fin de comparar
los resultados obtenidos con los niveles genéricos de referencia marcados en los anexos
V y VI. Si se reflejan niveles superiores se elaborará un análisis cuantitativo de riesgos.
Redacción de un informe de recuperación del suelo para riesgos inaceptables del análisis
cuantitativo y su posterior informe de seguimiento.
28
8.2.- PREVENCIÓN
En cualquier remediación del medio natural prevalece una regla y es la prevención, no solo por
el beneficio ambiental sino también por la repercusión económica posterior, claro está que este plan
preventivo debe estar integrado desde el diseño de cualquier proyecto ingenieril, es decir integrado desde
la ingeniería básica e impulsado en la ingeniería de detalle.
La EEA recomienda instalar válvulas de contención en el llenado de depósitos, con el fin de evitar
fugas y posibles derrames de sustancias hidrocarbonadas. Asimismo, se aconseja habilitar alarmas y
dispositivos de control por sobrellenado de los tanques; en el llenado de estos últimos es primordial su
control por ello esta institución pública establece una sobrecapacidad de los depósitos puesto que es
frecuente sobrepasar el nivel del tanque, además estos depósitos deben estar en condiciones óptimas en
cuanto a su material de fabricación ya que pueden originarse fisuras que incremente la pluma de
contaminación en el subsuelo.
El control y la detección de emanaciones desde una ubicación remota y en tiempo real es vital en
cada una de las tuberías y depósitos, por ello se requiere una calibración en cada dispositivo usado según
lo indicado en su manual. Dicha calibración de los equipos no solo debe corresponderse a su uso, sino
también siguiendo una periodicidad temporal para llevar a cabo pruebas de precisión en las tuberías de
presión y succión. El Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), en su informe anual de 2014, recomienda
aplicar diversos métodos para la detección de fugas garantizando precisión en la localización del escape
y es por ello que su idea es integrar diferentes métodos no intrusivos y a tiempo reales; dicho método
integrado, asocia un sistema de fibra óptica y acústico conformado por sensores que recopilan
vibraciones, deformaciones dinámicas y alteración de la temperatura en las tuberías para establecer a
posteriori una correlación matemática determinando posibles perturbaciones que dan lugar a fugas.
Además, se requiere predecir y evaluar los riesgos a fin de implementar programas informáticos que
contemplen la seguridad de la población, la protección ambiental y a la infraestructura, una de las
soluciones más económicas es la conexión con SCADA (acrónimo anglosajón de Supervisory Control
And Data Acquisition) que emplea un software de control y supervisión a distancia.
8.3.- REMEDIACIÓN
Actualmente se ha priorizado la idea encaminada a tratar de recuperar los suelos contaminados
en lugar de dar como solución su destrucción, la cual se lleva a cabo mediante el transporte a vertederos;
principalmente debido a bajas garantía de la contención de la contaminación portadora. Hoy día se tiene
un pensamiento más sostenible, favoreciendo la recuperación del medio edáfico y la continuidad de su
funcionamiento natural.
29
Para establecer un planteamiento de remediación, se entiende que en esta fase hay generación de
un derrame o fuga, por ello se realiza un estudio para delimitar el penacho de contaminación por
hidrocarburos, realizando la caracterización de los propios contaminantes y el medio edáfico, así como
determinando sus características geológicas.
Finalmente, se elabora una recopilación de diferentes tecnologías de remediación con el fin de
elegir la más adecuada, teniendo en cuenta su afección ambiental, económica y técnica.
En los siguientes apartados se describirá los diferentes procedimientos para llevar a cabo la
remediación de suelos contaminados, partiendo de una caracterización inicial hasta llegar a una
planificación final para estabilizar el terreno restaurado.
8.3.1.- Geolocalización
Identificar la zona de estudio en la que se llevó a cabo la actividad contaminante, además de ubicar
las zonas de interés donde actualmente se realizan diversas actividades (pozos de abastecimiento,
carreteras…), las limitaciones tecnologías, consideraciones ecológicas o edificaciones cercanas a la zona
estudiada, es la premisa básica para idear las operaciones de gestión que abarcan desde la campaña de
muestreo hasta la restauración final.
La descripción de las infraestructuras viarias aportará información sobre la posibilidad de
movimiento del personal encargado, con lo cual se podría ahorrar costes si existen facilidades en los
accesos, garantizando una mayor agilidad en la carga y descarga de materiales sin dificultar el tránsito
peatonal o vehicular de actividades próximas. En cambio, si no existe tal facilidad se deberá crear un
acceso entre la zona problema y el viario urbano, siempre y cuando no existe excepción de apertura o
zonas de protección (en estos casos se establecería una alternativa de acceso).
La aportación de información sobre los servicios públicos que goza la zona de estudio, podrán
favorecer la facilidad de gestionar si se requiere un gasto extra o no para obtener materias primas
consumibles en la actuación como es el caso de tratamientos que requieran agua.
Asimismo, es importante conocer y la ubicación de las zonas de interés para establecer una
adecuada gestión desde el inicio.
Recabar la mayor documentación posible sobre la geolocalización es primordial en el inicio de
todo el proceso de remediación, por ello es recomendable revisar las diferentes bases de datos que
existen de libre acceso o mediante programas como ArcGIS.
8.3.2.- Descripción del medio
30
En esta fase se requiere conocer la situación del medio edáfico antes de iniciar alguna de las
acciones del tratamiento, esto permitirá prever las alteraciones que se puedan producir sobre los
elementos del medio definidos y descritos, pero además otorgará información para poder establecer la
magnitud de las interacciones y asegurar unas medidas correctoras eficaces.
El estudio de la geología, hidrología, topografía, fisiografía, paisaje, biodiversidad y climatología
de la zona regional es lo recomendable antes de ejecutar las obras de los tratamientos. Destacándose, las
rocas de la zona de estudio con el fin de conocer el comportamiento de las mismas cuando se realicen
las pertinentes perforaciones. El conocimiento de la permeabilidad de los materiales, pendiente y
profundidad ayudará para realizar los sondeos y pozos de perforación. La información acerca del relieve
a la hora de actuar acarreará el posible allanamiento o desmonte, el estudio de la climatología aportará
detalles relacionadas a las precipitaciones y su infiltración, los fenómenos climáticos darán a conocer el
registro de vientos (garantizando un direccionamiento para acopiar materiales a sotavento de la
localización de la población), el nivel de ruido de la zona debe alterarse lo más mínimo posible
(aplicando medidas de insonorización). El estudio hidrológico es lo más relevante, pues la zona podrá
presentar masas de agua subterránea que hayan sido contaminadas o no y su probable migración de
contaminantes hacia otras masas de agua subterránea adyacentes o incluso superficiales. Otros estudios
que se requieren son aquellos relacionados con la posible actividad sísmica, evitando el uso de
maquinaria pesada o el movimiento de tierras desmesurado, y la erosión del medio, con el fin de no
degradar desmedidamente el suelo.
Ante todo ello, la necesidad de conocer la existencia de zonas u organismos vivos protegidos, por
cualquier autoridad legal, cercanos a la zona de estudio es primordial para no agravar las actuaciones
que se llevarán a cabo.
8.3.3.- Identificación de impactos y elaboración de medidas
La mayoría de elementos ambientales que configuran el medio edáfico se ven afectados de forma
diferente dependiendo de la acción del proceso de remediación. Por ello, se entiende que la afección
ocupa desde la fase de muestreo (por la que se llevan a cabos perforaciones para los sondeos) hasta la
desocupación de los equipos y recuperación del suelo.
Para llevar a cabo una identificación de impactos y valoración de los mismos es recomendable
asociar un valor ambiental de la zona de estudio, dicho valor (cuantitativo y cualitativo) nos aportará
información sobre las acciones que presentarán un impacto de mayor relevancia, por tanto este mismo
puede ser positivo (como un beneficio económico por la contratación de personal) o negativo, por el
cual hay que realizar una serie de medidas preventivas (como actuación prioritaria), correctoras o
compensatorias (como última posibilidad de subsanar el impacto negativo). Para elaborar el estudio
cuantitativo y su posterior valoración cualitativa, se requiere establecer un método matricial calculado
31
mediante la siguiente ecuación propuesta por Vicente Conesa Fernandez-Vitora (1997) y regulándose
con el procedimiento que se refleja en el anexo VII:
𝐼 = ±[3𝑖 + 2𝐸𝑋 + 𝑀𝑂 + 𝑃𝐸 + 𝑅𝑉 + 𝑆𝐼 + 𝐴𝐶 + 𝐸𝐹 + 𝑃𝑅 + 𝑀𝐶]
𝑫𝒐𝒏𝒅𝒆: ± = 𝑁𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙𝑒𝑧𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑖𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑜 (𝑏𝑒𝑛𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑜𝑠𝑜 𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑗𝑢𝑑𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙).
𝐼 = 𝐼𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑖𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑜. 𝑖 = 𝐼𝑛𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑜 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛.
𝐸𝑋 = 𝐸𝑥𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖ó𝑛 𝑜 á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑓𝑙𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑖𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑜. 𝑀𝑂 = 𝑀𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑜 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑙𝑎 𝑎𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑦 𝑙𝑎 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑖𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑜.
𝑃𝐸 = 𝑃𝑒𝑟𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑜 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑎𝑛𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑣𝑜𝑐𝑎𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑙 𝑖𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑜. 𝑅𝑉 = 𝑅𝑒𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑.
𝑆𝐼 = 𝑆𝑖𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝑜 𝑟𝑒𝑓𝑜𝑟𝑧𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑜𝑠 𝑜 𝑚𝑎𝑠 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜𝑠 𝑠𝑖𝑚𝑝𝑙𝑒𝑠. 𝐴𝐶 = 𝐴𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑜 𝑒𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑖𝑛𝑐𝑟𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑔𝑟𝑒𝑠𝑖𝑣𝑜.
𝐸𝐹 = 𝐸𝑓𝑒𝑐𝑡𝑜 (𝑡𝑖𝑝𝑜 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑐𝑡𝑜 𝑜 𝑖𝑛𝑑𝑖𝑟𝑒𝑐𝑡𝑜). 𝑃𝑅 = 𝑃𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑖𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑.
𝑀𝐶 = 𝑅𝑒𝑐𝑢𝑝𝑒𝑟𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑜 𝑔𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜𝑠 ℎ𝑢𝑚𝑎𝑛𝑜𝑠.
8.3.4.- Delimitación de la pluma de contaminación
Esta etapa constituye el trabajo de campo relacionado con la toma de muestras y la obtención de
los datos en los muestreos desarrollados en cada perforación correspondiente al perímetro de la zona de
estudio, de la cual se establecerá una serie de sondeos construidos previamente. En apartados posteriores
del presente trabajo, se profundizará en el modo de operar para delimitar la contaminación en el suelo.
8.3.5.- Elección de la técnica de remediación más apropiada
Esta fase dará a conocer los diferentes tipos de técnicas apropiadas para la remediación del suelo
siguiendo diversos factores relacionados interna o externamente con las propias técnicas, ya que en la
delimitación de la pluma de contaminación se habrá estudiado el comportamiento de los contaminantes
en el subsuelo de la zona de estudio y con ello se podrá reducir el número de tratamientos que existen
en el mercado, facilitando el proceso de elección.
8.3.6.- Seguridad y medio ambiente
El apartado compondrá aquellas recomendaciones en el modo de operar desde el planteamiento
inicial hasta la práctica o elaboración de actividades de remediación por parte de los operarios, partiendo
de la premisa de seguridad del trabajador y verificación de la salud del mismo. Además se planteará
unos planes de actuación frente a los riesgos como es el caso de incendios y su correspondiente plan de
escape. Para finalizar, se elaborará unas pautas con el fin de culminar la restauración del suelo
contaminado.
8.3.7.- Control y vigilancia
32
Para garantizar la restauración del suelo y su posterior evolución natural, se deberá establecer un
programa de vigilancia ambiental. Dicho programa tiene como objetivo velar por conservación del suelo
y evitar posibles contaminaciones posteriores a la actividad de remediación.
8.4- DELIMITACIÓN DE LA PLUMA DE CONTAMINACIÓN
8.4.1.- Muestreo
El muestreo de suelos potencialmente contaminados por sustancias orgánicas tiene como
finalidad conseguir información acerca de la concentración de estos contaminantes en el medio edáfico,
asimismo se obtienen unos valores que podrán cotejarse con los niveles de referencia marcados por la
normativa vigente. Asimismo se recomienda realizar un plan de muestreo, establecer la técnica de
muestreo más adecuada en la zona estudiada y manejar las muestras según “Guía para Muestreo de
Suelos” en el marco del Decreto Supremo N° 002-2013-MINAM, Estándares de Calidad Ambiental
(ECA) para Suelo, que, aun no siendo una normativa europea, si presenta prestigio internacional.
La selección de muestras debe garantizar la fiabilidad en la precisión a obtener con la adecuación
del muestreo a las características ambientales de la zona de estudio, puesto que el muestreo es costoso.
Por ello, es recomendable obtener una muestra representativa, evitando cualquier manipulación
incorrecta o contaminación ajena del lugar que afecta a la misma.
En concordancia con el Procedimiento Operativo Estándar (Standard Operating Procedure) de
la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (desde aquí en adelante EPA, de su terminología
inglesa) y el Instituto Americano de Petróleo (desde aquí en adelante API, de su terminología inglesa),
la limpieza de los recipientes, que contendrán las muestras de suelos, se lleva a cabo en diversos
protocolos (Tabla 1):
Tabla 1
Procedimientos de limpieza de recipientes
Recipientes de vidrio para compuestos orgánicos
1 Lavado con detergente de laboratorio sin añadir fosfatos.
2 Enjuague 3 veces con agua destilada.
3 Enjuague con HNO3 1:1.
4 Enjuague 3 veces con agua exenta de compuestos orgánicos.
5 Secado en estufa durante 1 hora.
33
6 Adicción de hexano, cloruro de metilo, acetona o metanol.
7 Secado en estufa durante 1 hora.
Recipientes de vidrio para compuestos orgánicos volátiles
1 Lavado con detergente de laboratorio sin adicción de fosfatos.
2 Enjuague 3 veces con agua destilada.
3 Enjuague 3 veces con agua libre de compuestos orgánicos.
4 Enjuague con metanol.
5 Secado en estufa durante 1 hora
Las muestras para compuestos orgánicos se recomienda tenerlas por duplicado y para compuestos
orgánicos volátiles por triplicado y almacenados en recipientes de vidrio con cierre de Teflón
(Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio de la Junta de Andalucía, 2008).
El Centro de Ingeniería y Medio Ambiente de la Fuerza Aérea de Estados Unidos (AFCEE, de
sus siglas inglesas) aporta algunos datos referentes a la conservación de muestras, reflejados en la Tabla
2.
Tabla 2
Técnicas de preservación de compuestos orgánicos propios de las muestras ambientales
Compuestos Recipiente/cantidad Temperatura Tiempo
Hidrocarburos del
petróleo Vidrio/250 g 4 ºC 28 días
Hidrocarburos
volátiles
Vidrio con septum de
Teflón/125 g 4 ºC 14 días
Aromáticos volátiles Vidrio con septum de
Teflón/125 g 4 ºC 14 días
Fenoles Vidrio con cierre de
Teflón/250 g 4 ºC
Extraer de la matriz
antes de 14 días,
determinar en los 40
días siguientes.
34
Nota. Fuente: AFCEE, 1996.
Es importante llevar a cabo un estudio o balance económico para conocer si la variabilidad es
homogénea, con lo cual se derivará a un procedimiento u otro.
Por tanto, el coste-beneficio dependerá del tamaño de muestreo óptimo y el coste total del
muestreo (Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio de la Junta de Andalucía, 2008),
aunque la Guía para Muestreo de Suelos recomienda un mínimo de puntos de muestreo para garantizar
cierta calidad en los muestreos.
La Guía para muestreo de suelos diferencia entre muestreo de identificación, cuya finalidad es
investigar la existencia de contaminación del suelo a través de la obtención de muestras representativas
con el objetivo de establecer si el suelo supera o no los valores de referencia marcados en la legislación,
y muestreo de detalle que tiene por objetivo obtener muestras representativas de suelo para determinar
el área y volumen (la distribución horizontal y vertical) del suelo contaminado en las áreas de interés
determinadas a través de la fase de identificación.
Tabla 3
Número mínimo de puntos de muestreo para el Muestreo de Identificación
Área de potencial interés (ha) Puntos de muestreo en total
0.1 4
0.5 6
Orgánicos
semivolátiles
Vidrio con cierre de
Teflón/250 g 4 ºC
Extraer de la matriz
antes de 14 días,
determinar en los 40
días siguientes.
Orgánicos volátiles Vidrio con cierre de
Teflón/125 g 4 ºC 14 días
PAH Vidrio con cierre de
Teflón/250 g 4 ºC y en oscuridad
Extraer de la matriz
antes de 14 días,
determinar en los 40
días siguientes.
Hidrocarburos
extractables
Vidrio de topacio/125
mL 4 ºC
Extraer de la matriz
antes de 14 días,
determinar en los 40
días siguientes.
35
1 9
2 15
3 19
4 21
5 23
10 30
15 33
20 36
25 38
30 40
40 42
50 44
100 50
Nota. Para áreas superiores a 100 hectáreas se determina con la siguiente ecuación: N=0.1X+40, Siendo N (número
mínimo de puntos de muestreo) y X (superficie en hectáreas). Fuente: Dirección General de Calidad Ambiental,
2014.
Tabla 4
Número mínimo de puntos de muestreo en el Muestreo de Detalle
Puntos del Muestro de Identificación que
superaron los valores de referencia
Puntos de muestreo totales
1 4
2 6
3 7
4 9
5 11
6 13
7 14
36
8 16
9 18
10 20
15 28
20 37
25 46
50 90
Nota. Para un número mínimo de puntos de muestreo que no estén contemplados en la tabla se utilizará la siguiente
ecuación: N=1.75X+2, siendo N (número mínimo de puntos de muestreo en Muestreo de Detalle) y X (puntos de
muestreo del Muestreo de Identificación que superan los valores de referencia de la legislación vigente). Fuente:
Dirección General de Calidad Ambiental (2014). Guía para muestreo de suelos. Perú.
8.4.2.- Perforaciones
Se recomienda en torno a 20-21 perforaciones hasta una profundidad de 10 metros mediante una
perforadora sónica y 1 única perforación de 15 metros para determinar la extensión vertical de la pluma
de contaminación mediante perforadora convencional (Amat, 2012).
Las muestras se toman por duplicado en intervalos de 1,5 a 3 metros, cuyo recipiente para el
análisis ex situ de la primera es el que quedó reflejado en la Tabla 2 y para la segunda se determina in
situ previamente almacenada en una bolsa hermética mantenida en reposo 15 minutos para después
obtener su lectura mediante controlador PID (Proporcional-Integral-Derivativo). Esta lectura
determinará los valores más relevantes que serán contrastado en el análisis de laboratorio, tomándose
concentración mínima del contaminante orgánico (mg/kg), concentración máxima (mg/kg) y la
ubicación del pozo o sondeo donde se superó el valor de referencia marcado por la normativa vigente,
con el fin de tomar las medidas de descontaminación y vigilancia.
Los materiales utilizados en la perforación y en el muestreo deben ser limpiados tras su uso en
cada pozo, además estos pozos han de ser cubiertos por carcasas de PVC.
Las muestras procedentes de pozos aleatorios se deben conservar en su forma original para
calcular los parámetros principales del suelo, tales como densidad, porosidad, contenido en materia
orgánica y carbono.
Aquellos pozos en los que exista masa de agua subterránea han de ser trabajados mediante bomba
de extracción sumergible y una sonda de un solo uso evitando contaminación entre los diferentes
sondeos, extrayendo agua hasta que quede limpia sin sedimentos y el volumen a extraer debe ser 3 veces
superior al del pozo con el fin de analizar el agua del posible acuífero contaminado. La misma debe ser
37
almacenada y analizada para su posterior tratamiento antes de ser vertida, las determinaciones de mayor
interés son pH, oxígeno disuelto, conductividad eléctrica y temperatura (Amat, 2012). Además se
requiere elaborar unas mediciones de los niveles piezométricos mediante sonda piezométrica eléctrica
(adecuadamente calibrada y libre de contaminación).
De las perforaciones instaladas la empresa PELA Geoenvironmental recomienda aprovechar
algunos pozos como sondeos de monitorización y toma de muestras por si existe alguna masa de agua
subterránea en las inmediaciones de la zona de estudio. Asimismo, entre la pared de los sondeos y las
tuberías de PVC deben ser rellenadas por:
Filtro de arena gradada desde el fondo del sondeo hasta unos 50 centímetros por encima
de la zona ranurada de la tubería.
Filtro de bentonita hidratada con agua en los 40 centímetros encima del filtro de arena.
El resto del espacio anular se rellena con una mezcla de bentonita y hormigón al 50%.
En la abertura superior de la tubería del sondeo se recomienda un tapón de cierre hermético, y
encima del mismo construir una tapa de protección del sondeo, señalizando debidamente que cosiste en
un sondeo de monitorización y debe de evitarse cualquier vertido en él (Amat, 2012).
El conjunto de pruebas anteriores dará a conocer la tipología y la delimitación de la pluma de
contaminación en el medio edáfico. Es decir se podrá determinar la dirección horizontal y la extensión
vertical de la misma, si no se consigue obtener la caracterización de la pluma se deberá realizar nuevos
muestreos con diferente ubicación de los sondeos en la propia zona de estudio; esto último debería
desarrollarse siguiendo el mismo patrón de localización de puntos de muestreos establecidos en el anexo
I.
8.4.3.- Determinación de hidrocarburos
Identificar las técnicas analíticas más eficaces para la determinación de los compuestos orgánicos
presenten en el suelo a estudiar es el principio básico de todo el proceso de recuperación. Por ello, en
este apartado se dará a conocer los métodos analíticos más recomendados para los distintos grupos de
contaminantes (Rosales, 2013).
La EPA recomida como métodos analíticos los marcados en la Tabla 5, además en el anexo IV se
pueden apreciar métodos analíticos de la propia agencia norteamericana para determinar derivados del
petróleo:
Tabla 5
Métodos analíticos para compuestos orgánicos según EPA
38
Contaminante orgánico Métodos analíticos (EPA)
Gasolinas 8015B, 8240 y 8260
Diésel 8015B, 8310 y 8270
Productos aceitosos 418.1, 8310 y 8270
Nota. Esta tabla es una recopilación de los métodos analíticos de la Agencia de Protección Ambiental de Estados
Unidos para determinar límites permisibles según NOM-EM-138-ECOL-2002. Fuente: Ortínez Brito et al. (2003).
La restauración de suelos contaminados con hidrocarburos en México (pp. 83-92). Secretaría de Medio Ambiente
y Recursos Naturales. Distrito Federal, México.
BTEX
Técnica de preparación: EPA 5021.
Técnica de descontaminación: EPA 8260B.
Hidrocarburos C6-C10 con punto de ebullición 60-170 ºC
Técnica de preparación. EPA 5032 y EPA 5035.
Técnica de descontaminación. EPA 8021 y EPA 8015B. Este último método es alternativo al
primero, es decir si existen complicaciones de medida en el primero.
Hidrocarburos C10-C28 con punto de ebullición 170-430 ºC
Técnica de preparación. EPA 3540, EPA 3541, EPA 3550 y EPA 3560.
Técnica de descontaminación. EPA 8015B.
Hidrocarburos Totales del Petróleo
Técnica de preparación. EPA 3540, EPA 3541 y EPA 3550.
Técnica de descontaminación. EPA 418.1 y EPA 8015.
39
Figura 7. Técnicas analíticas más frecuentes para distintos compuestos orgánicos. Fuente: Elaboración propia.
9.- ESTUDIO DE TÉCNICAS DE REMEDIACIÓN
Las tecnologías de recuperación de suelos contaminados están diseñadas para aislar o destruir los
contaminantes alterando su estructura química mediante procesos físicos, químicos, térmicos o
biológicos. Estos últimos presentan gran eficiencia en la actualidad pero no serán objeto de análisis en
este trabajo. Su viabilidad en el terreno, zona de estudio o planta piloto de laboratorio depende de las
propiedades del suelo y del contaminante, comportamiento y eficacia del tratamiento, interés económico
y tiempo estimado para desarrollarse la recuperación. Según la forma en la que se apliquen las técnicas
de recuperación de suelos se habla de tratamientos in situ, que actúan sobre los contaminantes en el
lugar en el que se localizan, y tratamientos ex situ, que requieren la excavación previa del suelo para su
posterior tratamiento, ya sea en el mismo lugar (tratamiento on-site) o en instalaciones externas que
requieren el transporte del suelo contaminado (tratamiento off-site). Los tratamientos in situ requieren
menos manejo pero por lo general son más lentos y más difíciles de llevar a la práctica dada la dificultad
de poner en contacto íntimo a los agentes de descontaminación con toda la masa de suelo contaminada.
Los tratamientos ex situ suelen ser más costosos pero también más rápidos, consiguiendo normalmente
una recuperación más completa de la zona afectada (Ortiz, Sanz, Dorado & Villar, 2007).
Las técnicas para llevar a cabo la recuperación de los suelos contaminados por hidrocarburos se
pueden dividir en:
Técnicas de contención.
• EPA 3540, EPA 3541, EPA 3550
y EPA 3560
• EPA 8015B
• EPA 3540, EPA 3541 y EPA 3550
• EPA 418.1 y EPA 8015
• EPA 5032 y EPA 5035
• EPA 8021 y EPA 8015B
• EPA 5021
• EPA 8260B
BTEXC6-C10
C10-C28
HTP
40
Técnicas de confinamiento.
Técnicas de descontaminación.
Técnicas de anulación
9.1.- TÉCNICAS DE CONTENCIÓN
Las técnicas de contención son de gran ayuda para evitar el paso de los contaminantes orgánicos
e inorgánicos en el suelo y hacia las posibles masas de agua subterránea.
9.1.1.- Barreras verticales
Se emplean in situ con objeto de reducir los movimientos laterales de los contaminantes, ya sea a
través de lixiviados o por disolución en las aguas subterráneas. Incluyen la instalación de muros pantalla
(Thomas y Koerner, 1996), que requieren:
- la excavación en el suelo de zanjas profundas de hasta 100 m que son posteriormente rellenadas
de material aislante como mezclas de cemento, arcilla, geomembranas, bentonita (mezclada con
agua se emplea para estabilizar las paredes en las barreras de excavación) u hormigón con agua;
- la inyección vertical a presión, generalmente hasta 50 m de profundidad, de lechada de cemento
o cemento-bentonita a través de sondeos, formando pilotes de 0,5 a 1,5 m de espesor, y
culminada con la inyección adicional de lechada en el suelo existente entre los pilotes para
conformar una barrera subterránea continua;
- el tablestacado metálico, una sucesión de perfiles de acero con sección en forma de Z o U que
se hincan verticalmente en el suelo no más allá de 30 m de profundidad sobre una base
impermeable (natural o creada artificialmente) y que a veces se acompaña con la inyección de
lechada de cemento-bentonita para sellar el espacio que ocupan.
Una forma de mejorar las propiedades de estas barreras verticales es utilizar geomembranas,
generalmente constituidas por polietileno de alta densidad (Thomas y Koerner, 1996). Asimismo, estas
barreras pueden ejercer de reactivas, con el fin de neutralizar los contaminantes que podrían infiltrarse
o migrar a un acuífero.
Estas técnicas de contención vertical se aplican de forma óptima en suelos de textura gruesa no
muy compactados, aunque en el caso de los muros pantalla la presencia de grandes bloques puede
dificultar las labores de excavación; su uso es más frecuente para proteger las masas de agua subterránea
que para suelos.
41
Su aplicación se desarrolla en grandes superficie contaminadas, su coste de operación es muy
asequible comparado con otras técnicas (460-627 €/m2), la puesta en marcha es rápida y es flexible en
cuanto a acción frente a diferentes contaminantes de baja peligrosidad.
Los inconvenientes y limitaciones de esta técnica son:
Solo evita migraciones. No modifica toxicidad ni
movilidad de los contaminantes (barreras
verticales movilidad horizontal y barreras
horizontales movilidad vertical).
Los materiales de las barreras pueden degradarse
con el tiempo, sufrir fracturas o ser atacados por
las soluciones contaminantes (por ejemplo, las
barreras de bentonita no resisten a las soluciones
fuertemente ácidas o alcalinas, o las soluciones
salinas, o con determinados compuestos
orgánicos).
La construcción es compleja (Figura 8).
9.1.2.- Barreras horizontales
Son zanjas o sondeos horizontales in situ que se rellenan con material sellante e impermeable
cuya aplicación está actualmente en desarrollo, sin demostrarse aún si son efectivas, aunque podrían ser
potencialmente útiles para restringir el movimiento vertical de contaminantes metálicos sin necesidad
de recurrir a la excavación del terreno (Mulligan, Yong y Gibbs, 2001). Su construcción sigue siendo
un paradigma en cuanto a su complejidad.
Sus ventajas y limitaciones son similares a la anterior técnica.
9.1.3.- Barreras de suelo seco
La finalidad de esta técnica es contener los contaminantes que se encuentren por debajo del nivel
freático o zonas subsuperficiales, es decir se usa como técnica alternativa frente otras de mayor coste.
Se establece mediante la desecación del suelo por medio de pozos verticales u horizontales por lo que
fluye aire seco con el fin de aumentar su capacidad de retención de sustancias contaminantes líquidas,
inhibiendo la migración hacia los acuíferos. El aire seco vaporiza el agua del suelo y conduce el vapor
de agua hacia pozos de extracción. En la superficie el agua es eliminada y el aire seco se vuelve a
inyectar para evaporar el agua residual que pueda haber entrado en la zona desecada. Asimismo, la
circulación de aire también puede evaporar los contaminantes (Aminian y Ameri, 2000).
Figura 8. Instalación de barrera vertical.
Fuente: Geo-Con, 2007.
42
La aplicabilidad de este tratamiento se basa en suelos contaminados por compuestos orgánicos e
inorgánicos en los cuales otras técnicas de tratamiento impiden su uso por elevado coste. Una gran
ventaja es que el suelo puede ser tratado y repuesto a su origen).
La limitación más importante es que este tratamiento se ha utilizado poco y no se tienen una base
de datos que garantice su funcionalidad y su coste-beneficio.
9.1.4.- Sellado superficial
Esta técnica in situ está basada en el recubrimiento temporal de una capa superficial (mientras se
aplica otra técnica) que controla la volatilización de los contaminantes y es resistente a los agentes
atmosféricos, tránsito de personas y vehículos.
La superficie del suelo se puede sellar in situ con materiales naturales que reducen la
permeabilidad, como la bentonita, sola o combinada con un material geotextil; con aglomerados
asfálticos u hormigones y con láminas sintéticas fabricadas con materiales termoplásticos. Aunque los
materiales más comunes son arcillas compactadas y geotextiles de asfalto o plásticos como polietileno
de alta densidad y cloruro de polivinilo de 5 a 15 cm de espesor.
El relleno puede presentar una cubierta doble de forma que exista un aislamiento entre el suelo
contaminado y la capa superficial, además de una capa subsuperficial entre el suelo contaminado y las
posibles masas de agua subterránea.
Por tanto, los materiales pueden ser artificiales como geotextiles o naturales como las arcillas,
aunque se recomienda una secuencia seriada de capas para incrementar la eficacia en el aislamiento
(p.e.: capa de vegetación/capa de suelo no contaminado/capa aislante, permeable geonet/capa de
drenaje, de arena/capa de baja infiltración).
Los materiales pueden ser permeables con el fin de drenar los percolados y/o impermeables
evitando las migraciones; aunque el gran problema de esta técnica, que encarece su aplicación, es la
liberación de gases de efecto invernadero tales como CO2 y CH4, requiriéndose un sistema de
eliminación mediante (Dorronsoro, 2009).
Para el correcto funcionamiento de esta técnica es necesario que el material de sellado no esté
sometido a continuos periodos de humectación y desecación que pueden deteriorarlo y en el caso de que
exista riesgo de dispersión lateral de la contaminación a través de la fracción gaseosa del suelo, es
recomendable utilizarla en combinación con un sistema de contención lateral y de captación de
contaminantes volátiles (Ortiz et al., 2007).
Las limitaciones de esta técnica es la no destrucción o inmovilización de los contaminantes,
sobretodo no existe inhibición a la migración lateral de los contaminantes. La ruptura y pérdida de
43
eficacia es común por el enraizamiento debido a que en la capa más superficial del suelo hay materia
vegetal. Otro inconveniente es el aumento en el gasto de mantenimiento por liberación de gases en los
poros libres del suelo y huecos en la cubierta en una gran superficie (Figura 9), por lo que se entiende
que esta técnica genera residuos.
Las ventajas son la rapidez de
operación y puesta en marcha de la
técnica, además de ser más
asequible económicamente que
otras técnicas (su coste estimado
334-460 €/ha). La técnica es óptima
para concentraciones altas de
contaminantes de baja peligrosidad
(Dorronsoro, 2009).
9.1.5.- Sellado profundo
El sellado profundo es una técnica de contención que consiste en modificar la estructura del suelo
con el fin de disminuir su permeabilidad, limitando así las posibilidades de dispersión de la
contaminación en profundidad. Se establecen inyecciones de materiales plastificantes (lechada de
cemento-bentonita, lechada de silicato sódico o mezclas de bentonita con resinas orgánicas) a presión
mediante perforaciones verticales en el terreno separadas entre sí a una distancia que varía dependiendo
de las características del terreno y el material inyectado (normalmente entre 0,8 y 1,5 metros). Los costes
varían de 75 a 120 €/m2 de superficie sellada y el tiempo de operación de semanas a pocos meses
(Comunidad de Madrid, 2006).
La aplicabilidad de la técnica se puede desarrollar tanto en la zona no saturada como en la
saturada, controlando el nivel freático, y es de gran eficacia en suelos granulares de permeabilidad
media-alta o en suelos de textura rocosa con un grado de porosidad/fracturación limitado. Con esta
técnica se pueden conseguir valores de conductividad hidráulica efectiva del suelo del orden de 10-7 a
10-8 m/s (Comunidad de Madrid, 2006).
Las limitaciones de operación son para terrenos cuya conductividad hidráulica sea inferior a 10-6
m/s, pues la precisión de la acción de los inyectores disminuye con la profundidad y, la profundidad
máxima recomendada para sellados temporales es de unos 30 metros. Por la misma razón, para un
sellado permanente, la profundidad máxima recomendada es de unos 20 metros. Al tratarse de una
técnica de contención, no se produce ninguna reducción en las concentraciones de contaminantes.
Finalmente, se debe controlar las inyecciones puesto que podrían alterar las características del medio
(Comunidad de Madrid, 2006).
Figura 9. Delineamiento de una superficie a sellar. Fuente: Dorronsoro, 2009.
44
9.1.6.- Barreras hidráulicas
La técnica es similar al de las barreras físicas; es decir, evita la dispersión de los contaminantes
utilizando una barrera hidráulica basada en diferencias de potencial hidráulico, de ahí la única diferencia
con las barreras mencionadas anteriormente que utilizan un material sólido que impide la migración de
los contaminantes (Figura 10). Se desarrollan diferencias de presión provocadas por la extracción de
agua y por su inyección al acuífero, con la intención de capturar el penacho contaminado de agua
subterránea y de evitar su dispersión. La contención se establece en las inmediaciones de la
contaminación o aguas arriba con el fin de evitar la migración de los contaminantes hacia aguas abajo,
y la extracción se lleva a cabo mediante pozos, drenes o zanjas de drenaje que disminuyen el nivel
freático para tratar esa agua, y si es posible retornarla por inyección para no causar sobreexplotación de
la masa de agua subterránea afectada (Kaifer et al., 2004; Domènech y Peral, 2006). Los costes de
instalación de pozos de extracción, instalación de tuberías, excavación de zanjas y perforación son en
torno a 469 €/m3 (sin tener en cuenta el coste diario de operación y consumo energético), el tiempo de
operación varia de semanas a meses (Comunidad de
Madrid, 2006).
La aplicabilidad se basa en contener el
movimiento de los contaminantes en masas de agua
subterránea muy profundas (superiores a 50 m de
profundidad) y en contaminaciones aguas arriba o
abajo.
La gran limitación radica en su gran coste, pues
necesita un control durante largos períodos de tiempo
y la gestión de grandes cantidades de agua
contaminada, las cuales han de ser extraídas a la
superficie con el consiguiente consumo energético. Otra limitación es el estudio preciso del radio de
influencia de los pozos (en el caso de usar estos, en lugar de drenes o zanjas) como parámetro de diseño
asegurando el solapamiento de estos para que la barrera sea efectiva. Una desventaja que se debe
controlar son las disminuciones del nivel freático, ya que la pérdida de humedad del suelo puede afectar
a ecosistemas, por tanto el agua extraída debe ser tratada y retomada.
9.2.- TÉCNICAS DE CONFINAMIENTO
Las técnicas de confinamiento reducen la movilidad de los contaminantes a través de procesos
físicos y químicos (Suthersan, 1997). En estas técnicas es de gran uso la estabilización físico-química y
Figura 10. Ilustración del sistema de barreras hidráulicas.
Fuente: Takai et al., 2016.
45
la inyección de solidificantes, pero este trabajo se dirige a casos en los que haya contaminación por
hidrocarburos o compuestos orgánicos.
9.2.1.- Vitrificación
La técnica se basa en la estabilización térmica mediante el calentamiento (superior a 1.100 ºC)
del suelo contaminado a elevada temperatura con el fin de transformar el suelo contaminado en un
residuo vítreo estable, inmovilizando gran parte de los contaminantes inorgánicos y destruyendo los
contaminantes orgánicos por reacciones de oxidación y/o pirolisis (Figura 11) (FRTR, 1999b). El tiempo
de operación es de semanas a meses y los costes de 669 a 836 €/m3.
La aplicación de esta técnica es para aquel suelo que contenga una cantidad apropiada de sílice
para formar la masa vítrea y óxidos alcalinos (Na, Li, K) que le confieran estabilidad. La contaminación
ha de encontrarse en capas poco profundas (Khan et al., 2004).
Una gran ventaja de este tratamiento
es la gran eficacia de confinamiento de
contaminantes orgánicos e inorgánicos,
inhibiendo su lixiviación. El material vítreo
resultante es de mayor estabilidad que el
producido mediante
solidificación/estabilización (Khan et al.,
2004), y su aplicabilidad se centra en
contaminantes orgánicos, inorgánicos,
bifenilos policlorados (desde aquí en adelante PCBs), semivolátiles halogenados y no halogenados.
Los grandes inconvenientes de esta técnica se centran en la generación de gases tóxicos que deben
ser recogidos y tratados antes de ser emitidos a la atmósfera. Además, teniéndose en cuenta que el
elevado contenido en limo y arcilla dificulta la liberación del agua del suelo en el proceso de
calentamiento, la presencia de macroporosidad puede dificultar su tratamiento in situ y requerir una
compactación previa del terreno y el exceso de humedad puede disminuir su eficacia. Y la otra gran
desventaja es la destrucción del suelo, con lo cual imposibilita la actividad edáfica futura (Mulligan et
al., 2001).
9.2.1.1.- Vitrificación in situ
Este tratamiento se lleva a cabo mediante la introducción de electrodos al suelo (generalmente de
grafito) conectados mediante corriente eléctrica, lo que permite alcanzar temperaturas elevadas (1.600-
Figura 11. Sistema de vitrificación. Fuente: Khan et al., 2004.
46
2.000 ºC). Asimismo se puede operar a través de procesos de plasma, alcanzando temperaturas de hasta
5.000 ºC por descargas eléctricas (Suthersan, 1997).
Los contaminantes inorgánicos son transformados en material vitrificado y los orgánicos en gases,
aunque una parte de estos últimos queda encapsulada y otra se escapa en forma gaseosa a las capas
superficiales donde son atrapados por una campana acoplada a un sistema de vacío.
El proceso de calentamiento se da lugar desde las capas más superficiales hacia las zonas
profundas. Después de la inserción de los electrodos se corta la corriente eléctrica y los contaminantes
quedan solidificados (una vez se enfríen desde su fusión). Esta solidificación genera una pérdida de
volumen y huecos que han de rellenarse con el propio suelo descontaminado o aquel suelo exento de
contaminantes, extraído de una zona cercana. El consumo eléctrico de este tratamiento se establece en
torno a 0,7-1,1 kWh por kilogramo de suelo contaminado (Acar y Alshawabkeh, 1993; Dorronsoro,
2009).
9.2.1.2.- Vitrificación ex situ
La diferencia principal recae en que el proceso se lleva a cabo en hornos (1.100-1.400 ºC), aunque
es un proceso ex situ se lleva a una planta on-site. En este caso los huecos pueden utilizarse como celdas
de vitrificación y el calentamiento se realiza con resistencias y sopletes acoplados al horno. La
excavación elimina los elementos gruesos del suelo a tratar (Wait y Thomas, 2003).
9.3.- TÉCNICAS DE DESCONTAMINACIÓN
Los tratamientos que se describirán a continuación son los más recomendables para operar, pues
el suelo es tratado significativamente de los contaminantes que albergan.
9.3.1.- Tratamientos físico-químicos
9.3.1.1.- Extracción
9.3.1.1.a.- Extracción de aire
Consiste en extraer contaminantes de la zona no saturada por medio de la volatilización o
evaporación (Figura 12). La instalación previa de pozos hace posible la extracción inyectando aire hacia
la localización de los contaminantes. Éstos han de ser tratados antes de su emisión final a la atmósfera,
principalmente por adsorción con carbón activo. El tiempo de duración de la técnica puede variar de 3
a 14 meses y el coste estimado 15-40 €/tonelada (Amat, 2012; Roqueta, 2016).
47
La aplicabilidad del sistema es para suelos contaminados con sustancias volátiles y semivolátiles,
disolventes no clorados, hidrocarburos
aromáticos policíclicos ligeros y compuestos
organoclorados volátiles; no siendo adecuada
para el tratamiento de suelos contaminados por
hidrocarburos pesados derivados del petróleo,
PCBs, dioxinas o metales (Grasso, 1993;
Fischer, Schulin, Keller y Stauffer, 1996; Khan
et al., 2004).
Una gran ventaja de esta técnica es el
aumento de la eficacia mediante inyección de aire caliente.
9.3.1.1.b.- Extracción de agua
Consiste en extraer el agua contaminada del suelo de la zona saturada y de la zona no saturada.
El agua de la zona saturada es bombeada a la superficie para su posterior tratamiento, conocido como
Pump&Treat (Bear y Sun, 1998; Illangasekare y Reible, 2001).
El agua de la zona no saturada se trata mediante inyección de agua como arrastre y lavado de los
contaminantes y después son acumulados en la zona saturada para bombearse a la superficie. Esta
inyección de agua se ayuda añadiendo disolventes para la desorción de los contaminantes del suelo como
tensoactivos (eliminación de compuestos orgánicos de baja solubilidad), hidróxido sódico (disolver la
materia orgánica), solventes solubles en agua, sustitución de cationes tóxicos por cationes no tóxicos;
agentes complejantes (EDTA), ácidos y bases, que lleven a cabo la desorción (estudiando primero las
propiedades edáficas para ver el comportamiento que tendrá esta desorción) metales y algunos
compuestos orgánicos y sales; y agentes reductores y oxidantes que incrementan la movilidad de los
contaminantes (Mulligan et al., 2001). El tiempo de actuación varía de semanas a meses y los costes (sin
incluir consumos energéticos) pueden desglosarse como:
150-250 €/m por instalación de pozos de extracción.
40-125 €/semana por mantenimiento y operación.
25 €/m por instalación de tuberías.
50 €/m por excavación de zanjas inferiores a 5 metros, 65€/m por excavación de zanjas
superiores a 5 metros y 75-125 €/m por perforación para instalar tuberías.
25-50 €/hora por operación y mantenimiento de zanjas drenantes.
Figura 12. Proceso de extracción de aire. Fuente: Ortiz et
al., 2007.
48
La aplicabilidad de sistema es para aguas subterráneas contaminadas con compuestos orgánicos
volátiles y semivolátiles, combustibles y metales (PNNL, 1994). La eficacia se incrementa para suelos
permeables con niveles freáticos de gran profundidad. Otra ventaja es la recuperación del nivel freático
por reinfiltración del agua extraída.
Las limitaciones se basan en la pérdida de eficacia en terrenos fracturados o suelos poco
permeables, no se recupera plenamente el agua para su consumo humano y presenta un elevado consumo
energético (Illangasekare y Reible, 2001).
9.3.1.1.c.- Extracción de fase libre
La extracción de fase libre se fundamenta en la eliminación de hidrocarburos en dicha fase que
se sitúan por encima del nivel freático. La metodología se basa en instalar pozos a profundidad por
debajo de 80 m en referencia al nivel freático, extrayendo la fase libre combinada con el agua de la
mezcla; si se quiere extraer únicamente la fase libre se debe disponer de bombas skimmer (con filtro
interno, que facilita el paso de sustancias orgánicas según densidad) instaladas en la interfase del agua
con la fase libre. Los skimmers que separan hidrocarburos ligeros utilizan espesores de la interfase agua-
fase libre muy pequeños, por el contrario los skimmers utilizados para separar hidrocarburos pesados
requieren un espesor mínimo de 3 cm. Los sistemas de bombeo dual extraen el agua y la fase libre
separadamente mediante dos bombas diferentes situadas a distintas profundidades del pozo, de forma
que la bomba que extrae el agua debe emplazarse por debajo de la interfase agua-fase libre y la bomba
que extrae la fase libre por encima (Ortiz et al., 2007). El coste de operación supera 250 €/m3 para llevar
a cabo el tratamiento, sin tener en cuenta el coste semanal de bombeo (375-500 €) y los costes de
excavación por maquinaria (2-2,5 €/m3). El tiempo de trabajo varía entre semanas y meses.
La aplicabilidad de este tratamiento es para suelos contaminados por hidrocarburos en fase libre
o contaminantes orgánicos volátiles. Las ventajas principales son facilidad de recuperar la fase libre en
zonas más superficiales donde se imposibilite la construcción de pozos de extracción y recuperación de
hidrocarburos una vez separados (producto posterior para refinerías).
Los inconvenientes principales son la instalación de un equipo final de separación de la
homogenización del contaminante con el agua e incremento de coste energético por el uso de bombas.
9.3.1.1.d.- Extracción de fases densas
La extracción de fases densas se fundamenta en la existencia de disolventes como fenantrenos,
fenoles y naftalenos que se caracterizan por presentar una insolubilidad y densidad superior al agua, por
lo que se acumulan por debajo del nivel freático en contacto con otros materiales subyacentes;
generándose plumas de contaminación de gran volumen. La operación extractiva se lleva a cabo
mediante la instalación de pozos, por lo que se inyectan otros disolventes que facilitan la migración de
49
los contaminantes por el pozo, combinados con bombas de skimmer y mezcladas con agua o mediante
bombeo dual de las dos fases (Ortiz et al., 2007). Los costes de actuación se estiman en 200 €/semana y
los tiempos de operación pueden variar de semanas a meses.
La aplicabilidad de este tratamiento es para aquellos suelos contaminados por disolventes de
mayor densidad que el agua. Se debe tener en cuenta que las bombas y equipos han de adecuarse al tipo
de contaminación para evitar obturaciones y problemas técnicos.
La limitación de mayor relevancia del proceso se basa en el gran coste energético al realizar el
bombeo.
9.3.1.1.e.- Extracción con agentes químicos
Este tratamiento ex situ (on-site u off-site), se desarrolla con una extracción de los contaminantes
mediante la mezcla en un tanque del suelo con un disolvente orgánico (hexano, metanol, éter dimetílico,
acetona y trietilamina). Este disolvente favorece el arrastre y se separa del suelo por evaporación, y
mediante la adición de otros disolventes o destilación los contaminantes se eliminan para que el
disolvente orgánico empleado sea reutilizado; para la extracción de metales pesados solo difiere que se
lleva a cabo mediante HCl, así como una agitación, separación por hidrociclones, floculación
(adicionando Cl2Mg, CaCO3, cal, NaOH) y un posterior desecado. En ambos casos se recomienda un
tamizado previo para eliminar gravas, un tratamiento para el residuo concentrado mediante
neutralización (cal o fertilizantes) y lavado con agentes precipitantes (hidróxido sódico) o disolventes
orgánicos para recuperar la solución extractante. Por tanto se origina un residuo concentrado que debe
tratarse para su vertido final (USEPA, 1990). El tratamiento es rápido con duración de 10 a 40 minutos
en llevarse a cabo reacciones pertinentes, con un tiempo de ejecución moderado y costes de operación
entre 167 a 669 €/m3.
La aplicabilidad de esta técnica se basa para eliminar compuestos orgánicos como PCBs,
compuestos orgánicos volátiles, metales pesados, disolventes halogenados, hidrocarburos derivados del
petróleo y compuestos organometálicos, aunque se debe de tener en cuenta la posible toxicidad del
disolvente empleado y los residuos de su posterior tratamiento para ser reutilizado. Otras ventajas son
sencillez y seguridad ya que las condiciones de operación se encuentran prefijadas y se puede llevar a
cabo en diferentes suelos.
El inconveniente principal es que los contaminantes orgánicos se adhieren a las arcillas
complicando su extracción. Por ello será necesario, realizar un pretratamiento a los suelos ricos en
materia orgánica y desarrollar un tratamiento final para el residuo generado, ya que la mezcla con los
aditivos iniciales puede incrementar la toxicidad original del suelo contaminado.
50
9.3.1.2.- Lavado
9.3.1.2.a.- Lavado ex situ
El lavado de suelos es un tratamiento ex situ en el que el suelo excavado es pretratado por
tamizado, densidad o gravedad con el fin de minimizar el contenido en las partículas de grava, con poca
capacidad de adsorción, de la fracción fina (arcillas, limos) y después lavado con extractantes químicos
que permitan desorber y solubilizar los contaminantes (van Benschoten et al., 1997). A continuación, el
suelo se vuelve a lavar con agua para eliminar los contaminantes y agentes extractantes residuales,
combinando procesos de disolución y flotación por un lado y por otro se eliminan contaminantes pesados
mediante gravedad (Peters, 1999). La eficacia de esta técnica depende del grado de adsorción del
contaminante, controlado por una serie de propiedades del suelo como el pH, la textura, la capacidad de
intercambio catiónico, la mineralogía o el contenido en materia orgánica y otros factores como el tiempo
que hace que el suelo está contaminado o la presencia de otros elementos tóxicos (Reed et al., 1996).
Aunque el tratamiento es ex situ, se trabaja en una planta a las inmediaciones del suelo contaminado, es
decir on-site, minimizando los riesgos de contaminación hacia otros suelos en el transporte y reduciendo
costes en dicho transporte. El tiempo del proceso varía entre semanas y meses. El coste por volumen
(m3) ronda los 250 €.
Las sustancias extractantes utilizadas pueden ser ácidos, bases, agentes quelantes, alcoholes,
surfactantes y otros aditivos como sales (Griffiths, 1995). Los agentes quelantes como el ácido
etilendiaminotetraacético (EDTA), el ácido cítrico y el ácido nitrilotriacético (NTA), y otros ácidos
como el ácido clorhídrico son de gran eficacia para eliminar cobre, plomo y zinc (Elliot y Brown, 1989;
Davis y Singh, 1995; Peters, 1999). Así como los surfactantes, compuestos con una parte hidrofóbica y
una parte hidrofílica de naturaleza catiónica, aniónica y biológica, que son eficaces para separar
compuestos no acuosos de fase líquida del agua (Mulligan et al., 2001) y compuestos derivados del
petróleo (Hayes et al., 1986; Falatko, 1991; Burd y Ward, 1996).
La aplicabilidad del sistema es para suelos contaminados con compuestos orgánicos
semivolátiles, contaminantes solubles en agua, hidrocarburos derivados del petróleo y sustancias
inorgánicas como cianuros y metales pesados (Avogadro y Ragaini, 1994). Así como, suelos de baja
permeabilidad. Una gran ventaja es que como el proceso es de mayor complejidad, se consigue una
descontaminación más eficaz que el lavado in situ.
Las limitaciones de este procedimiento corresponden a un pretratamiento para aquellos suelos
ricos en materia orgánica, suelos contaminados por compuestos orgánicos volátiles, pérdida de
funcionalidad hacia aquellos contaminantes que son altamente adsorbidos por las arcillas, aumento de
lavados para mezclas que componen diversos contaminantes en la matriz e instalación de equipos de
tratamiento de los líquidos residuales.
51
9.3.1.2.b.- Lavado in situ
En el lavado in situ el líquido es inyectado al suelo, atraviesa su masa y se disuelven los
contaminantes, los cuales sufren un arrastramiento hacia los macroporos para después bombearse a la
capa más superficial (Figura 13). Con lo cual, el agua subterránea y los fluidos extractantes se capturan
y bombean a la superficie utilizando pozos de extracción, donde son tratados y, en ocasiones, reciclados
(FRTR, 1999c; Son et al. Kim, 2003). El líquido principal es el agua, pero se requiere de otros aditivos
con el fin de solubilizar los contaminantes, al igual que en el lavado ex situ, mediante surfactantes y
disolventes. Puede combinarse con otros tratamientos como la biodegradación y el pump&treat
(Boulding, 1996). Al igual que la anterior técnica, la efectividad dependerá de las propiedades del medio
edáfico y los líquidos residuales deberán ser tratados.
Su aplicabilidad en cuanto a uso, tiempo y coste de operación es similar al lavado ex situ (Johnston
et al., 2002).
Los inconvenientes de esta técnica son: posible contaminación mediante dispersión al solubilizar
y facilitar el movimiento de los contaminantes (requiere vigilancia estrecha para impedir que los
contaminantes migren en otra
dirección distinta a la deseada),
obligación de construir numerosos
pozos para la inyección,
descontaminación insuficiente al
contrario que el lavado ex situ, no
aplicable en suelos heterogéneos o
de baja permeabilidad, aditivos se
adhieren a las partículas del suelo,
líquidos restantes deben ser tratados
y fuerte adhesión de los
contaminantes orgánicos a las
arcillas con lo que dificulta su
lavado.
Esta técnica fue utilizada con éxito para extraer tricloroetileno (cancerígeno) añadiéndole al agua
un detergente (ciclodextrin) en el Aeropuerto Internacional de Tucson (Arizona, EE.UU.) (Dorronsoro,
2009).
9.3.1.3.- Electrocinética
La electroremediación es una tecnología innovadora que consiste en aplicar una corriente eléctrica
de baja intensidad entre electrodos introducidos in situ en el suelo contaminado, posibilitando la
Figura 13. Proceso de lavado. Fuente: Ortiz et al., 2007.
52
movilidad de partículas e iones de la masa de agua subterránea ( Figura 14). Tiene como finalidad
extraer contaminantes de comportamiento iónico mediante la generación de un campo eléctrico. Este
campo eléctrico se crea mediante una diferencia de potencial entre los dos electrodos de bajo voltaje
(pocos voltios por cm2, gracias a ello son arrastrados los contaminantes polares). Los compuestos
aniónicos de estos contaminantes (cianuro, cloro, fluoruro, nitratos y otros compuestos orgánicos) son
desplazados hacia el ánodo o electrodo positivo y los compuestos catiónicos (amonio y otros compuestos
cargados positivamente) hacia el cátodo o electrodo negativo, se aconseja que el barrido se lleve a cabo
lentamente. La oxidación de agua en el ánodo genera H+, que se movilizan hacia el cátodo creando un
frente ácido, dando lugar la desorción de los cationes del suelo e impulso de la disolución de
contaminantes precipitados como carbonatos o hidróxidos. Los iones OH- formados en el cátodo por la
reducción del agua genera precipitación de metales; la velocidad del frente básico, es decir transporte
de OH-, es dos veces menos que la velocidad del frente ácido o transporte de H+ (Pazos, Sanromán y
Cameselle, 2006). Las altas concentraciones de iones provocan la generación de gases dando reacciones
en los dos electrodos de oxidación y reducción, en la primera reacción de generación de hidrogeniones
representa al frente ácido y la segunda reacción forma hidroxilos del frente básico:
2 𝐻2𝑂 − 4 𝑒− → 𝑂2 + 4 𝐻+
4 𝐻2𝑂 − 4 𝑒− → 2 𝐻2 + 4 𝑂𝐻−
La extracción de los contaminantes adheridos a los electrodos se da lugar mediante una corriente
de agua. La movilización de los contaminantes puede ser por (Acar y Alshawabkeh, 1993):
Electromigración: especies iónicas con carga eléctrica que se desplazan hacia el
electrodo de carga contraria en suelo húmedo. Es el mecanismo principal durante la
electroremediación. La dirección y velocidad de movimiento de una especie iónica
depende de su carga (magnitud y polaridad), así como la magnitud de la electroósmosis
inducida por la velocidad del flujo. Las especies orgánicas o inorgánicas no cargadas
también pueden movilizarse debido al fenómeno electroosmótico causado por el flujo
del electrolito.
Electroósmosis: movimiento del agua respecto a la superficie cargada de las partículas
del suelo, a consecuencia de la solvatación de cationes en el transporte de agua. Por este
motivo, se da lugar un movimiento del líquido a través de los tubos capilares del suelo
gracias a la diferencia de potencial.
Electroforesis: desplazamiento iónico en suspensión y de macromoléculas orgánicas al
darse lugar un arrastre mecánico de partículas suspendidas.
La aplicabilidad de esta técnica se basa en suelos contaminados por contaminantes iónicos:
cationes como metales pesados (Cu, Zn, Mn, Cd, entre otros), ion amonio y compuestos orgánicos
53
cargados positivamente; aniones inorgánicos (cloruros, cianuros, fluoruros, nitratos, sulfatos) y
cualquier otra sustancia de naturaleza iónica o ionizable. Además, el transporte por electroósmosis
permitirá eliminar del suelo otro tipo de sustancias no iónicas, compuestos orgánicos polares, pero
también apolares como benceno, tolueno, etilbenceno, xileno, cetonas, fenantreno, fenol, hidrocarburos,
PAHs, BTEX. Actúa de igual manera para suelos porosos o de baja porosidad, suelos permeables o
arcillosos (baja permeabilidad hidráulica). Presenta un consumo energético bajo, control sobre la
dirección del flujo y sobre la recolección de contaminantes que se acumulan en los electrodos que
finalmente son eliminados mediante bombeo o resinas de intercambio iónico o redisolviéndolos
invirtiendo la polaridad durante pequeños intervalos de tiempo (Page y Page, 2002; Smith et al., 1995;
Pazos et al., 2006).
Esta técnica aún se encuentra en investigación y mejora, pues presenta resultados variables debido
a numerosos factores a tener en cuenta. Por ello el tiempo de operación varía según parámetros del suelo,
comportamiento de los contaminantes y distancia entre electrodos (de 7 a 12 meses según Roqueta
(2016); asimismo el coste operacional estimado ronda los 100 €/m3).
Las limitaciones de esta tecnología son tales como la dificultad de llevarse a cabo en suelos que
presentan una humedad inferior al
10%. El óptimo operativo se consigue
con 10-15% de contenido en humedad.
Esta variable es importante ya que si
hay bajo contenido y se inyectarse
agua, existirá una propagación de la
contaminación hacia otras zonas),
inutilización por corrosión de aquellos
electrodos que no sean inertes
(carbón, grafito o platino) y
generación de compuestos tóxicos si no se controla las reacciones redox.
9.3.1.4.- Barreras permeables activas
De acuerdo con (Kalin, 2004), esta técnica se fundamenta en la instalación in situ de una barrera
perpendicular al flujo de la pluma de contaminación a través de la cual pasa el agua subterránea
contaminada y cuyo material de relleno puede adsorber, precipitar o degradar los contaminantes
(utilizando agentes químicos y/o biológicos) (Figura 15). Las barreras de mayor eficacia son aquellas
rellenadas con elementos metálicos de valencia cero como el hierro mediante reacciones redox de
compuestos orgánicos (Vogan et al., 1999; Schüth et al., 2003; Gusmão et al., 2004), metales traza y
radioactivos (Cantrell et al., 1995; Gu et al., 1998; Morrison et al., 2002; Wilkin y McNeil, 2003) y
contaminantes inorgánicos. Para el uso de microorganismos en estas barreras se requiere la combinación
Figura 14. Esquema del proceso electrocinético. Fuente: Page y Page, 2002.
54
de las barreras hidráulicas, optimizando el tiempo operacional (Pankow et al., 1993; Devlin y Barrer,
1994; Watanabe, 1996; Barbaro y Barrer, 2000; Hunkeler et al., 2002). La adsorción de contaminantes
se puede conseguir utilizando barreras de carbón activo o arcillas y la precipitación de contaminantes
inorgánicos mediante calcitas (Czurda y Haus, 2002; Gates, 2004; Berg et al., 2004; Mulligan et al.,
2001). La creación de la barrera se lleva a cabo por una zanja larga y estrecha por donde se dispone el
flujo de la masa de agua subterránea. Dicha zanja, como se mencionó, se rellena del material reactivo
(en este caso una combinación de microorganismos, nutrientes y oxígeno) mezclado con arena ya que
facilita el flujo (una vez tratado) a través de la barrera. Como medida de seguridad se aconseja que los
suelos de baja compactación se cubran o rieguen para no provocar levantamiento de material particulado
y polvoriento. El coste estimado ronda 293-543 €/m3 y el tiempo operacional es de varios meses (Roig,
2006).
La técnica es aplicable a suelos contaminados por halocarbones y metales reducibles (se utiliza
como agente tratante el hierro metálico granulado), metales, compuestos orgánicos e hidrocarburos del
petróleo (tratados con metales reducidos y materiales adsorbentes combinado con aceptores biológicos
de electrones).
Las ventajas que presentan estas barreras son la no representación de peligros al medio edáficos
generando reacciones residuales tóxicas, seguridad de los operarios ya que la limpieza se realiza bajo
tierra, funcionamiento óptimo para suelos arenosos poco compactados, no hay equipamiento frágil con
lo cual pueden llevarse a cabo otras actividades en superficie, bajos costes de operación y mínima
generación de residuos.
Las limitaciones se basan en realizar
un minucioso modelo del comportamiento
del agua subterránea (transporte de
partículas, pluma y flujo), instalar varias
barreras impermeables para que conduzcan
el flujo hacia la barrera de material reactivo,
la contaminación no debe estar situada por
debajo de 15 metros de profundidad, su
construcción es compleja al depender del
flujo, los materiales utilizados han de
reponerse cada cierto tiempo ya que sufren
desgaste continuado y existencia de biofouling (obstrucción del tratamiento a consecuencia de
precipitación del hidróxido férrico por oxidación microbiana del ion ferroso).
Figura 15. Ilustración de barrera permeable actica. Fuente:
USEPA, 1999.
55
9.3.1.5.- Inyección de aire comprimido
Tiene como objetivo separar los contaminantes disueltos en el agua en forma de vapor, esta
técnica y la siguiente se aplican cuando los contaminantes se encuentran adsorbidos en la matriz del
suelo, disueltos en el agua subterránea o en fase libre (Dorronsoro, 2009).
La inyección in situ de aire comprimido a través de pozos volatiliza los contaminantes disueltos
en el agua subterránea y provoca su desplazamiento en forma de vapor hacia la zona no saturada,
promoviendo también la biodegradación al aumentar las concentraciones subsuperficiales de oxígeno
(Figura 16) (Benner et al., 2002). Posteriormente, el aire contaminado que migra a la zona no saturada
debe ser extraído y depurado en superficie, generalmente con filtros de carbón activo. Al igual que en
el caso de la extracción de aire, esta técnica está indicada para tratar suelos y aguas subterráneas
contaminadas con solventes clorados (Kaslusky y Udell, 2005), compuestos orgánicos volátiles y
semivolátiles de bajo peso molecular (Benner et al., 2002) como xileno, benceno, tolueno, tetracloruro
de carbono, tricloroetano, cloruro de metilo, etc. Frecuentemente se precaliente el aire u oxígeno con el
fin de acelerar el proceso, ya que el suelo caliente ayuda a que las sustancias químicas se evaporen con
mayor rapidez (Dorronsoro, 2009).
Además de los filtros de carbón activo como adsorbedores, también se utilizan las zeolitas y los
polímeros sintéticos. Otros depuradores de gases diferentes a la adsorción son los oxidadores térmicos
(de llama directa, sin llama o catalíticos) o los biofiltros. La elección de cualquiera de los anteriores
dependerá de la concentración (<5,000 ppmv para carbón activo, 100-4,000 ppmv para oxidación
térmica y <1,000 ppmv para biofiltración), tipología, intensidad del flujo, duración del tratamiento y
calidad de emisión de los gases contaminantes. La adsorción por carbón y la oxidación térmica son las
dos tecnologías más utilizadas, la elección de una y otra es cuestión de costes y consideraciones
operativas. En líneas generales para concentraciones bajas la adsorción por carbón es el método más
barato y el que ofrece una más alta eficacia. Un procedimiento que da óptimos resultados es acoplar
ambos métodos. La oxidación térmica se utiliza en las fases iniciales cuando las concentraciones son
más elevadas y luego cuando decrecen las concentraciones se sustituye la oxidación térmica por la
adsorción por carbón (Dorronsoro, 2009). En el anexo V se detallan los procesos y sus respectivas
ventajas e inconvenientes.
56
La aplicabilidad del sistema se basa, por norma general, en operar aquellos suelos que se elimina
la fase libre antes de extraer el aire y
acuíferos que no estén confinados (pues no
deben desplazarse los contaminantes a la
zona no saturada). Asimismo, el suelo debe
ser permeable y con bajo contenido en
humedad.
Los inconvenientes principales son
su elevado consumo energético y la
dispersión de contaminantes a otras zonas
del subsuelo.
9.3.1.6.- Pozos de recirculación
Esta técnica separa los contaminantes orgánicos volátiles del agua subterránea en forma de vapor
mediante pozos de recirculación ubicados en la zona saturada. La fundamentación principal de este
tratamiento es la generación celdas de circulación de agua subterránea en el interior y próximas del pozo.
Se inyecta aire a presión en el pozo que provoca que el agua ascienda y disminuya su densidad,
favoreciendo la volatilización de los compuestos orgánicos. Estos últimos son atrapados por un filtro en
la parte superior del pozo, desde donde el agua vuelve a circular hacia abajo por gravedad, volviendo a
ser captada en la parte inferior del pozo y así puede nuevamente repetirse este proceso. El aire
contaminado se extrae del pozo con bombas de vacío y se trata en superficie, generalmente con filtros
de carbón activo.
El proceso de recirculación presenta diversas modificaciones, destacándose el sistema UVB
(Underdruck-Verdamfer-Brunnen, patentado por IEG Technologies Corporation) que se aplica para
ascender el agua en el interior de la celda mediante una bomba de aire sumergible, manteniendo un
caudal constante que circula entre las zonas de filtración, y facilitar el paso de contaminantes de fase
líquida a vapor con la incorporación de un reactor de separación. El coste total de instalación varía entre
50.000-75.000 €/pozo y el coste de explotación disminuye en torno a 25.000-37.500 €/año. El tiempo
pude oscilar entre varios meses y pocos años.
La aplicabilidad del sistema se basa en suelos de textura arenosa contaminados con compuestos
como el tricloroetileno, productos derivados del petróleo, compuestos orgánicos no halogenados,
semivolátiles, pesticidas y compuestos inorgánicos.
El gran inconveniente que presenta es el elevado coste energético (OSRTI, 2003).
Figura 16. Proceso de inyección de aire comprimido. Fuente: Ortiz et
al., 2007.
57
9.3.1.7.- Oxidación/Reducción
Esta técnica de descontaminación se basa en la transformación de los contaminantes por oxidación
(preferente) o reducción a compuestos de
baja toxicidad, inertes o compuestos de baja
movilidad. Por tanto, su fundamentación
básica es la transferencia de electrones
mediante redox (pérdida de electrones de
los reactivos y ganancia de los mismos por
parte de los productos de la reacción
generada) (Figura 17). Los oxidantes más
usados son H2O2, permanganato, O3,
NaClO, Cloro y ClO2; y los reductores son
H2S, FeSO4 y CaS.
9.3.1.7.a.- Oxidación in situ
Los agentes oxidantes presentan una eficacia hasta superior al 90% en cuanto a poder de
descomposición de contaminantes orgánicos. La finalidad de la oxidación es conseguir una
mineralización de los contaminantes orgánicos a dióxido de carbono y agua. El tiempo de operación
oscila entre semanas y meses. El coste de operación varía de 159 a 552 €/m3.
El O3 es especialmente eficaz para suelos ácidos, aunque su reacción oxigena el suelo y produce
bioestimulación.
El H2O2, al igual que el hierro ferroso, forma el reactivo Fenton que actúa como un oxidante
degradando los contaminantes orgánicos, su eficacia se incremente a pH ácido (de 2 a 4) y se vuelve
inactivo a pH muy básicos. El agua oxigenada reacciona con el hierro ferroso obteniendo radicales
hidróxidos, hierro férrico e iones hidroxilos. Estos últimos descomponen los enlaces hidrocarbonados
del petróleo (benceno, tolueno, etilbenceno, entre otros), así como pueden llevar acabo destrucción de
hidrocarburos aromáticos (PAHs) y MTBE, aditivo de gasolinas.
El permanganato puede ser de potasio, sodio, magnesio o calcio. El permanganato de sodio y
calcio es más enérgico pero el rango de pH en la actuación es inferior, así también puede generar vapores
y menor tiempo de contacto con los contaminantes a oxidar.
La oxidación in situ con estos agentes oxidantes son plenamente aptos para contaminantes
orgánicos derivados del petróleo, aunque también se han conseguido resultados satisfactorios con
compuestos orgánicos volátiles y semivolátiles, aldehídos, ácidos orgánicos, fenoles, cianuros,
combustibles, pesticidas, herbicidas y plaguicidas organoclorados.
Figura 17. Sistema de almacenamiento y descarga de permanganato.
Fuente: Dorronsoro, 2009.
58
Las limitaciones de esta técnica son: para suelos poco porosos son ineficaces, se requiere gran
volumen de oxidantes y necesidad de instalar extractor de vapores que pueden ser tóxicos.
Oxidación ultravioleta
Actualmente esta tecnología presenta gran éxito en plantas piloto para recuperación de acuíferos,
mediante oxidación de contaminantes añadiendo O3 o H2O2, combinado con luz ultravioleta. Este
tratamiento se lleva a cabo en un reactor por contacto directo y fotolisis ultravioleta llegando a la
mineralización dando H2O, CO2 y sales (Asante-Duah, 1996). El coste y tiempo de operación se asemeja
a la oxidación in situ.
Su uso es de gran eficacia ya que destruye hidrocarburos del petróleo, hidrocarburos clorados,
compuestos orgánicos volátiles y semivolátiles, alcoholes, cetonas, aldehídos, fenoles, éteres, pesticidas,
dioxinas, PCBs, TNT, RDX y HMX (Li et al., 1998; Safarzadeh-Amiri, 2001; Alaton y Balcioglu, 2002;
Brillas, Calpe y Cabot, 2003; Liang, Min, Davis, Green y Remer, 2003a; Wu et al., 2004; Tiburtius et
al., 2005).
El problema de esta tecnología es la elevada turbidez que puede interferir en la transmisión de la
luz ultravioleta, el proceso se debe asegurar ya que se trabaja con agentes muy oxidantes y los costes
son elevados comparado con las técnicas anteriores.
9.3.1.7.b.- Oxidación ex situ
En este tratamiento se puede llevar a cabo la oxidación junto a la reducción (de bisulfito, sulfato
ferroso o hidroxisulfito sódico), incluso esta última en solitario. El coste y tiempo de operación se
asemeja a la oxidación in situ.
La reducción es aplicable para compuestos orgánicos al igual que la oxidación in situ, además de
metales pesados, compuestos inorgánicos y cianuros. A pesar de ello, la técnica anteriormente descrita
es preferible a esta pues sus costes son mayores para contaminaciones intensas necesitando mayor
volumen de agentes oxidantes y reductores, así como tratamiento de gases tóxicos que puedan generarse.
9.3.1.8.- Deshalogenación
Esta técnica ex situ se basa en la destrucción de compuestos halogenados mediante agentes
reactivos, como polietilenglicol o bicarbonato sódico, que descomponen las moléculas halogenadas (F,
Cl, Br o I). El proceso requiere de adición de nutrientes ya que la microbiota edáfica consume oxígeno
dando un ambiente reductor y favoreciendo la descloración (en el caso del cloro, pues es el más
frecuente) de los compuestos orgánicos (Figura 18). El suelo es tamizado, triturado y mezclado con el
bicarbonato o el polietilenglicol en un reactor (trabajando por encima de 330 ºC) con el fin de volatilizar
59
los contaminantes clorados que después serán consensados y tratados (mediante lavado y secado). El
tiempo estimado va desde semanas a meses y los costes de 194 a 460 €/m3, el ahorro de los costes
depende del reciclaje del exceso de reactivo utilizado en el reactor.
Es aplicable para destruir compuestos orgánicos halogenados, PCBs, dioxinas, furanos y
pesticidas, sobretodo se usa cuando otras técnicas imposibilita su uso recalcitrante para halogenados. Es
la técnica más efectiva, junto a la incineración, para destruir PCBs.
Los inconvenientes se traducen
en un incremento de los costes para
suelos ricos en arcillas y suelos con
compuesto orgánicos clorados por
encima del 5% requieren gran volumen
de reactivos. También su uso en
solitario es infrecuente ya que va
acompañada de desorción térmica o
lavado.
9.3.2.- Tratamientos térmicos
9.3.2.1.- Incineración
La fundamentación principal de este tratamiento ex situ consiste en oxidar y volatizar los
contaminantes mediante sometimiento a temperaturas próximas a 1.000. Debido a esta elevada
temperatura se producen gases y cenizas
residuales tóxicas (Ross et al., 2002) que
deben ser depurados. La combustión se
desarrolla en hornos de aire a alta velocidad
(Circulating Bed Combustors y Fluidized
Bed Combustors), infrarrojos (Infrared
Combustors) y sistemas rotativos (Rotary
Kilns) (Figura 19) (USEPA, 1998). El
tiempo de operación de esta técnica varía
de días a semanas según (Roqueta, 2016).
Los costes de tratamiento para compuestos orgánicos clorados oscilan entre 150 y 1.800 €/m3, para
suelos contaminados por dioxinas o PCBs los costes se elevan entre 2.700 y 5.000 €/m3 (Comunidad de
Madrid, 2006).
Figura 18. Remediación por deshalogenación. Fuente: Dorronsoro, 2009.
Figura 19. Proceso de incineración. Fuente: Ortiz et al., 2007.
60
La aplicabilidad del sistema se ciñe en hidrocarburos clorados, PCBs y dioxinas (Silcox et al.,
1995).
El gran inconveniente de este tratamiento es la destrucción total, no solo de contaminantes sino
también del suelo y su posterior actividad biológica.
9.3.2.2.- Desorción térmica
9.3.2.2.a.- Desorción térmica in situ
La técnica se basa en la volatilización de los contaminantes por aplicación de calor. En este
proceso se calienta el suelo contaminado, después se da lugar la volatilización de contaminantes volátiles
y semivolátiles, siguiendo con el paso terminal de extracción a vacío y depuración de gases o vapores
tóxicos generados. Frecuentemente esta técnica se combina con el arrastre de técnicas de extracción
comentadas en anteriores puntos. El calentamiento puede realizarse con inyección de aire caliente por
capas inferiores al suelo contaminado, por resistencias eléctricas en suelos arcillosos o por aplicación
de ondas de radio a frecuencias desde 300 MHz (Pizarro et al., 2017).
La aplicabilidad de esta técnica se da lugar en contaminantes volátiles y semivolátiles, suelos
porosos o no y suelos de alto o bajo contenido en humedad. El tiempo de operación es bajo o moderado
y el coste de 25-109 €/m3.
Los inconvenientes de esta técnica son la baja operatividad en suelos ricos en materia orgánica,
incremento de temperatura para ciertos contaminantes con alto punto de volatilización (aumento del
coste energético), no se destruyen los contaminantes y se requiere una inversión en un sistema de
depuración de gases (carbón activo, multifiltros, etc.) (Piña et al., 2002; Risoul et al., 2002; Araruna et
al., 2004).
9.3.2.2.b.- Desorción térmica ex situ
Esta técnica difiere de la anterior en que la aportación de calor y la operación se llevan a cabo en
dos cámaras. Una de alta temperatura (320-560 ºC, combinada con la solidificación/estabilización,
deshalogenación o la incineración dependiendo del tipo de contaminantes) y otra de baja temperatura
(90 a 320 ºC, se utiliza para remediación de compuestos del petróleo en el suelo con eficacia superior al
95% y los daños son para las propiedades edáficas). Como la anterior técnica, se requiere de un equipo
de depuración de gases y otro para partículas ya que la cámara de baja temperatura la volatilización de
los contaminantes no es total. El sistema consta de un cilindro que gira según un eje horizontal calentado
de forma directa o indirecta (Figura 20). Los costes son de 38 a 276 €/tonelada y el tiempo de operación
es a corto plazo (Dorronsoro, 2009).
61
Las ventajas de esta técnica es que remueve los contaminantes volátiles, semivolátiles,
contaminantes hidrocarbonados y aromáticos, tratamiento rápido ya que en una hora puede tratar 25
toneladas de suelo, los costes son similares a otras técnicas, el suelo vuelve a hacer repuesto después del
tratamiento térmico, las concentraciones de hidrocarburos totales del petróleo pueden descender de 10
ppm y las de mezclas de benceno-tolueno-xileno a 100 ppb; así como el suelo puede recuperarse por
completo y albergar nuevamente
actividad biológica. Debido a estas
prestaciones esta técnica es
preferente a la anterior (Chang y
Yen, 2006; USEPA, 1994).
Los inconvenientes son la
dificultad de operar en suelos con
alto contenido en humedad,
materia orgánica y suelos de baja
permeabilidad. Además, puede
generarse compuestos volátiles
más tóxicos que los originales.
9.3.3.- Tratamientos mixtos
9.3.3.1.- Extracción multifase
Esta técnica se basa en extraer in situ, por zanjas o pozos, sustancias contaminantes en fase vapor,
fase líquida y, especialmente, compuestos no acuosos en fase libre (LNAP). De acuerdo con (USACE,
1999), la extracción puede ser: dual, con diversas bombas por medio de conductos separados; en dos
fases, con una bomba en un solo conducto; o se puede emplear el bioslurping (recuperación que permite
la extracción de LNAP ligeros a la superficie) combinado con gases y pequeñas cantidades de agua
(Place et al., 2001). El bioslurping es una variante de la extracción de dos fases combinando el bombeo
a vacío (elimina compuestos en fase libre y compuestos volátiles) y el bioventing (biorrecuperación
aerobia de hidrocarburos). El coste total del tratamiento varia de 100.000 a 500.000 €, así como el tiempo
de operación suele ser de meses (Comunidad de Madrid, 2006).
La aplicabilidad se da en suelos de textura gruesa y fina y a profundidades del agua subterránea
variables, de hasta más de 30 m. El suelo puede ser permeable o de baja permeabilidad, así como
variabilidad en el contenido en humedad hasta cierto porcentaje del mismo (mucha humedad dificulta
la permeabilidad del aire y disminuye su capacidad de transferir oxígeno, mientras que la escasa
humedad puede dificultar la actividad microbiana).
Figura 20. Sistema de desorción térmica. Fuente: Rymoil, 2012.
62
Las limitaciones más relevantes que presenta esta técnica son el consumo energético y la
necesidad de un tratamiento de agua y gases (Khan et al., 2004).
9.3.3.2.- Atenuación natural
La atenuación natural es bastante aplicada ya que presenta un coste ínfimo, pero requiere de un
tiempo de operación elevado por lo que no suele ser un tratamiento individual (Mulligan, 2001; Mulligan
y Yong, 2004).
De acuerdo con la (USEPA, 1999), se utilizan procesos naturales para contener la propagación de
la contaminación procedente de los vertidos químicos y reducir la concentración en las zonas
contaminadas.
Los procesos naturales que se dan lugar son la biodegradación aerobia, anaerobia y co-metabólica,
y procesos físico-químicos como la volatilización, dispersión, dilución, desintegración radioactiva,
estabilización química y bioquímica y precipitación en partículas de materia orgánica y arcillas del
suelo.
Este tratamiento se encuentra influenciado por las características edáficas tanto bióticas como
abióticas (Mulligan y Yong, 2004). Las reacciones que se dan lugar son de hidrólisis, redox y
deshidrohalogenación; así como los microorganismos actúan como quelantes degradando compuestos
orgánicos e inorgánicos (Mulligan y Kamali, 2003). Como se mencionó anteriormente, el coste es muy
bajo y el tiempo de actuación elevado.
La aplicabilidad se basa en el tratamiento de mezclas de benceno-tolueno-etilbenceno-xileno
(Kirtland et al., 2000; Kao y Prosser, 2001), hidrocarburos clorados (Nobre y Nobre, 2004), pesticidas
(Sorensen et al., 2006) y compuestos inorgánicos (Lin y Puls, 2003).
Las limitaciones de este tratamiento consisten en llevar a cabo una monitorización de las
reacciones involucradas con el fin de garantizar la seguridad, pues pueden dar lugar reacciones
secundarias tóxicas entre diferentes contaminantes. Ante ello, se han realizado diversos modelos para
generar escenarios de cómo se comportarían los contaminantes y las reacciones que se den lugar
(Mulligan y Yong, 2004).
63
9.4.- TÉCNICAS DE ANULACIÓN
La anulación de contaminantes orgánicos del suelo trae consigo la eliminación del suelo
adyacente a la pluma de contaminación, por ello estas técnicas deberían evitarse y solo se recomienda
aplicarse para casos extremos de altas concentraciones de contaminantes muy peligrosos y estables, o
con costes excesivos para las anteriores técnicas.
9.4.1.- Almacenamiento residual
Se desarrolla mediante la eliminación o extracción del suelo contaminado, de lo cual se destaca
su sencillez de operación en cuanto a excavación y transporte hasta un vertedero controlado (Figura 21).
Históricamente fue la solución de mayor aplicabilidad y en la actualidad sigue siendo la solución
más fácil, pero no se prioriza por legislación pues se entiende que su operación debe dirigirse a
contaminantes residuales (contaminación a partir de la limpieza de los contaminantes originarios). No
se recomienda pues no se lleva a cabo ningún tratamiento, además de que se elimina gran parte del
medio edáfico de la zona problemática (Dorronsoro, 2009).
Sus principales ventajas son la gran eficacia para aplicarse a cualquier tipo de contaminante, la
flexibilidad de trabajar en cualquier tipología edáfica, la simplicidad y rapidez de operación, así como
coste bajo operativo (84-251 €/m3).
En cambio, esta técnica obliga a la retirada del suelo y se destruye un hábitat potencial. Los
contaminantes no son depurados y se requiere un pretratamiento de los contaminantes antes de
almacenarlos en el vertedero. Debido a
ello, durante todo el proceso existe riesgo
de liberación de contaminantes a la
atmósfera o al suelo almacenado. El
transporte no aporta seguridad plena de
contención del volumen del suelo
contaminado, ya que existen siempre
pérdidas que dan lugar a pequeñas
contaminaciones de otros medios durante
el transporte; por ello se recomienda que
la distancia recorrida hasta el
almacenamiento sea muy próxima.
Figura 21. Vertido controlado de suelos contaminado. Fuente:
Residuos del Vinapoló, 2010.
64
10.- COMPARACIÓN DE TÉCNICAS
En este apartado se tiene como finalidad dar un resumen, mediante tablas, de las diversas técnicas
de remediación de suelos que se ha comentado en el presente trabajo. Además, se comentará las partes
más significativas para diferenciar las técnicas entre sí.
Tabla 6
Técnicas de remediación según su aplicación
EX SITU IN SITU
Vitrificación ex situ Barreras verticales y
horizontales Sellado profundo
Extracción con agentes
químicos Barreras de suelo seco Barreras hidráulicas
Lavado ex situ Sellado superficial Extracción de aire y agua
Oxidación ex situ Vitrificación in situ Extracción multifase
Deshalogenación Lavado in situ Extracción de fase libre
Incineración Electrocinética Extracción de fases densas
Desorción térmica ex situ Barreras permeables activas Pozos de recirculación
Oxidación ultravioleta inyección de aire comprimido Atenuación natural
Almacenamiento residual Oxidación in situ Desorción térmica in situ
Nota. Fuente: Elaboración Propia.
La Tabla 6 hace una diferenciación entre las técnicas que remedian el suelo contaminado en el
mismo sitio sin transportarse (in situ) y aquellas otras técnicas que movilizan el suelo, llevándolo a una
planta cercana o alejada del sitio contaminado (ex situ).
Las técnicas in situ son mayoritarias ya que son las que presentan mayor ahorro económico debido
a la minimización del coste de transporte, la creación
de una planta adyacente al suelo contaminado y
preparado del voluminoso suelo hasta su reinserción
(también evitándose una mala manipulación del
material que lo exponga a una contaminación
externa). A pesar de ello, se observan otras técnicas
ex situ que destacan por sus ventajas en cuanto a
disminución de tiempo necesario para levar a cabo el
tratamiento y la seguridad que aportan en cuanto a
TÉCNICAS IN SITU
TÉCNICAS EX SITU
65
uniformidad (posibilidad de homogenizar el terreno y muestrear cada cierto tiempo).
Tabla 7
Técnicas de remediación según los contaminantes y concentración que pueden actuar
TÉCNICAS CONTAMINATES APLICADOS CONCENTRACIÓN
ALBERGADA
Vitrificación ex
situ Contaminantes orgánicos e inorgánicos.
Concentración media-
alta para compuestos
orgánicos y alta para
metales pesados.
Extracción con
agentes
químicos
Contaminantes orgánicos, contaminantes orgánicos
volátiles, metales pesados, disolventes halogenados,
compuestos organometálicos y derivados del
petróleo.
Elevadas
concentraciones.
Lavado ex situ
Compuestos orgánicos semivolátiles, contaminantes
solubles en agua, hidrocarburos derivados del
petróleo y sustancias inorgánicas.
Elevadas
concentraciones.
Oxidación ex
situ
Compuestos orgánicos, metales pesados y
compuestos inorgánicos.
Concentración media-
alta.
Deshalogenación Compuestos orgánicos halogenados, PCBs,
pesticidas, dioxinas y furanos.
Altas concentraciones,
excepto baja
concentraciones para
clorados.
Incineración Hidrocarburos clorados, PCBs y dioxinas. Elevadas
concentraciones.
Desorción
térmica ex situ Compuestos volátiles y semivolátiles.
Concentración media-
alta.
Oxidación
ultravioleta
Hidrocarburos del petróleo, hidrocarburos clorados,
compuestos orgánicos volátiles, compuestos
orgánicos semivolátiles, alcoholes, cetonas,
aldehídos, fenoles, éteres, pesticidas, dioxinas,
PCBs, TNT, RDX y HMX.
Concentración media-
alta.
Almacenamient
o residual Cualquier tipo de contaminante.
Altas concentraciones
de contaminantes muy
peligrosos y estables.
Barreras
verticales y
horizontales
Cualquier tipo de contaminante.
Concentraciones altas
de contaminantes de
baja peligrosidad
Barreras de
suelo seco Compuestos orgánicos e inorgánicos.
Concentración media-
baja.
Sellado
superficial Cualquier tipo de contaminante.
Concentraciones altas
de contaminantes de
baja peligrosidad
Vitrificación in
situ Contaminantes orgánicos e inorgánicos.
Concentración media-
alta para compuestos
orgánicos y alta para
metales pesados.
Lavado in situ
Compuestos orgánicos semivolátiles, contaminantes
solubles en agua, hidrocarburos derivados del
petróleo y sustancias inorgánicas.
Concentración media-
baja.
Electrocinética Contaminantes con comportamiento iónico (metales
pesados (Cu, Zn, Mn, Cd, entre otros), ion amonio y Altas concentraciones.
66
compuestos orgánicos cargados positivamente;
aniones inorgánicos (cloruros, cianuros, fluoruros,
nitratos, sulfatos) y cualquier otra sustancia de
naturaleza iónica o ionizable)
Barreras
permeables
activas
Compuestos orgánicos, halocarbones e
hidrocarburos del petróleo.
Concentración media-
baja.
inyección de aire
comprimido
Solventes clorados, compuestos orgánicos volátiles
y semivolátiles de bajo peso molecular.
Concentraciones <
5.000 ppmv.
Oxidación in
situ
Compuestos orgánicos volátiles y semivolátiles,
aldehídos, ácidos orgánicos, fenoles, cianuros,
combustibles, pesticidas, herbicidas y plaguicidas
organoclorados.
Concentración media-
alta.
Sellado
profundo Cualquier tipo de contaminante.
Concentración media-
alta.
Barreras
hidráulicas Cualquier tipo de contaminante.
Concentración media-
alta.
Extracción de
aire y agua
Compuestos volátiles y semivolátiles, metales
pesados, disolventes no clorados, hidrocarburos
aromáticos policíclicos ligeros y compuestos
organoclorados volátiles.
Concentración < 10,000
ppm, para
concentraciones<3,000
ppm Ƞ>95%
Extracción
multifase Sustancias en fase vapor y fase líquida.
Concentración media-
baja.
Extracción de
fase libre
Hidrocarburos en fase libre o contaminantes
orgánicos volátiles.
Concentración media-
alta.
Extracción de
fases densas
Compuestos y disolventes de mayor densidad que el
agua.
Concentración media-
baja.
Pozos de
recirculación
Compuestos orgánicos derivados del petróleo,
compuestos orgánicos no halogenados,
semivolátiles, pesticidas y compuestos inorgánicos.
Concentración media-
alta.
Atenuación
natural
Compuestos orgánicos, hidrocarburos clorados y
compuestos inorgánicos.
Concentración < 10,000
ppm
Desorción
térmica in situ Compuestos volátiles y semivolátiles. Altas concentraciones.
La Tabla 7 muestra la concentración de contaminantes y el grupo de los mismos que pueden tratar
las diferentes técnicas hasta conseguir una eficacia similar a la teórica o la estudiada mediante
experimentación.
Nota. Fuente: Elaboración Propia.
67
Las técnicas de contención,
confinamiento y de
almacenamiento residual (vertedero
controlado) posibilitan actuar sobre
cualquier tipo de contaminantes en
altas concentraciones por lo cual
son muy interesantes si el escenario
es aquel donde exista una gran
superficie contaminada por
cualquier tipo de causa, pero el gran
inconveniente de este tipo de
técnicas es que no remedian los
suelos debido a que no hay
modificación de los contaminantes
reduciendo su toxicidad o
inhibiéndoles, solo se almacenan y
aíslan.
El resto de técnicas son de gran eficiencia para concentraciones media-baja y cuyos contaminantes
son metales pesados, compuestos orgánicos e inorgánicos.
Tabla 8
Técnicas de remediación que generar o no residuos
GENERADORAS DE RESIDUOS
Barreras permeables activas Extracción de aire y agua Oxidación in situ
Extracción con agentes químicos Lavado in situ Oxidación ultravioleta
Sellado superficial Lavado ex situ Oxidación ex situ
Electrocinética Vitrificación in situ Extracción multifase
Desorción térmica in situ Vitrificación ex situ Extracción de fase libre
Desorción térmica ex situ Sellado profundo Extracción de fases
densas
Deshalogenación Incineración Pozos de recirculación
NO GENERADORAS DE RESIDUOS
Atenuación natural Almacenamiento residual Barreras de suelo seco
Inyección de aire comprimido Barreras verticales y horizontales Barreras hidráulicas
Nota. Fuente: Elaboración Propia.
Remediación de contaminantes con alta concentración
Almacenamiento residual
Confinamiento
Contención
68
Los riesgos asociados a la generación de residuos en las tareas de remediación corresponden a
malos olores, emanación de gases tóxicos, contaminación de otros medios adyacentes, entre otras
consecuencias.
Los residuos generados por las técnicas de remediación son debidas, en su mayoría, al arrastre de
contaminantes.
La Tabla 8 expone que la gran mayoría de técnicas son generadoras de residuos (líquidos, sólidos
y/o gaseosos)
Como se comentó, en apartados anteriores de este trabajo, es preferible el uso de aquellas técnicas
que no produzcan tales residuos, pues se impulsa un uso más sostenible (además del ahorro económico
y su mayor aceptación social); a pesar de ello el uso de estas técnicas pesa más las ventajas en cuanto a
rentabilidad (exceptuando la limpieza o depuración de los residuos), facilidad, rapidez o seguridad de
operar.
Tabla 9
Técnicas de remediación según la duración de su efectividad
ALTA DURACIÓN EFECTIVA
Lavado ex situ Sellado superficial Deshalogenación
Lavado in situ Pozos de recirculación Desorción térmica ex situ
Extracción de aire y agua Barreras permeables activas Desorción térmica in situ
Extracción multifase inyección de aire comprimido Atenuación natural
Extracción de fase libre Sellado profundo Electrocinética
Extracción de fases densas Barreras hidráulicas Barreras verticales y
horizontales
Extracción con agentes
químicos Almacenamiento residual Barreras de suelo seco
BAJA DURACIÓN EFECTIVA
Vitrificación ex situ Oxidación ex situ Oxidación in situ
Vitrificación in situ Oxidación ultravioleta Incineración
Nota. Fuente: Elaboración Propia.
La eficacia en la remediación de suelos contaminantes es primordial, así como su temporalidad.
La alta durabilidad de una técnica debe prevalecer como uno de los puntos a tener en cuenta para
seleccionarla en la operación.
En la Tabla 9 se muestra las diferentes técnicas según si su efectividad es duradera o no, es decir
si los contaminantes son eliminados o inhibidos durante un largo periodo de tiempo.
69
Las técnicas de oxidación, vitrificación e incineración no son aptas para conseguir unas soluciones
permanentes, por lo que se recomienda el uso del resto de técnicas observadas en la presente tabla con
el fin de asegurar una efectividad de remediación duradera.
Tabla 10
Técnicas de remediación según diferentes criterios
Nota. 1=suficiente; 2=buena; 3=satisfactorio; 4=bastante buena; 5=excelente. Fuente: Critto, A., Cantarella, L.,
Carlon, C., Giove, S., Petruzzelli, G., Marcomini, A. (2006). Decision support–oriented selection of remediation
technologies to rehabilitate contaminated sites. Integrated environmental assessment and management, 2(3),
273-285.
La Tabla 10 da a conocer la efectividad, imagen de la población, seguridad, peligrosidad y coste
de la técnica para diferentes suelos contaminados. El autor ha estudiado cinco técnicas, de las cuales,
según los criterios mencionados anteriormente, se han calificado en valores numéricos del 1 al 5 siendo
este primero un valor suficiente y el último como el más gratificante (excelente).
La técnica de lavado presenta alta eficacia y seguridad en su uso, una peligrosidad media-baja y
su imagen pública es moderada (al igual que el coste que conlleva) desde el punto de vista de la
población cercana a las zonas de estudio. El resto de técnicas reflejan unos valores inferiores en los
criterios tratados, aunque la electrocinética podría ser una gran alternativa al lavado, dando como últimas
técnicas la recuperación por vía de excavación y almacenamiento residual (vertedero). Esta última, como
se observa en la tabla superior, garantiza una mayor seguridad en la operación ya que es una técnica más
estudiada y proporciona mayor información sobre cómo actuar con seguridad.
TÉ
CN
ICA
S
EF
EC
TIV
IDA
D
IMA
GE
N D
E L
A
PO
BL
AC
IÓN
SE
GU
RID
AD
PE
LIG
RO
SID
AD
CO
ST
E
Electrocinética 4 3 4 3 3
Lavado in situ o ex situ 5 2 5 3 2
Almacenamiento residual 1 1 5 4 2
Excavación y recuperación off-site 1 1 1 4 2
Extracción 4 2 5 2 2
70
Tabla 11
Técnicas de remediación según su coste/eficiencia, duración y minimización del riesgo
Lav
ado
Ele
ctro
cin
étic
a
Ex
trac
ció
n
Alm
acen
amie
nt
o r
esid
ual
Ex
cav
ació
n y
re
cup
erac
ión
GRUPO DE
CONTAMINANTES COSTE/EFICIENCIA DURACIÓN
REDUCCIÓN
DEL RIESGO
Hidrocarburos Aromáticos
Policíclicos Lavado in situ
Lavado ex situ,
Inyección de aire
comprimido
Lavado ex situ,
Extracción,
Inyección de aire
comprimido
Metales Pesados Lavado in situ,
Desorción térmica
Electrocinética,
Lavado ex situ,
Desorción
térmica
Electrocinética,
Vitrificación,
Desorción
térmica
BTEX Lavado in situ
Lavado in situ,
Inyección de aire
comprimido,
Vitrificación
Inyección de aire
comprimido,
Extracción,
Vitrificación
PCBs Lavado in situ,
Desorción térmica
Deshalogenación,
Lavado
Extracción,
Deshalogenación,
Inyección de aire
comprimido
Compuestos Orgánicos no
Halogenados Lavado in situ
Lavado,
Extracción
Extracción,
Oxidación,
Extracción
disolventes
Pesticidas Lavado in situ
Lavado ex situ,
inyección de aire
comprimido
Inyección de aire
comprimido,
Lavado ex situ
Compuestos Orgánicos
Volátiles Lavado in situ
Lavado in situ,
Desorción
térmica
Extracción,
Desorción
térmica
Compuestos Orgánicos
Semivolátiles Extracción
Lavado ex situ,
inyección de aire
comprimido
Lavado ex situ,
Extracción,
Inyección de aire
comprimido
71
Nota. Fuente: Dixit, A., Nigam, M., Mishra, R. (2016b). A development of a Decision Support System for
Remediation Option Selection for Contaminated Sites. Advanced Engineering and Applied Sciences: An
International Journal, 6(1), 34-45.
La Tabla 11 posiciona las distintas técnicas según su coste/eficiencia, duración y reducción del
riesgo que aporta sobre los grupos de contaminantes estudiados por el autor. Estos grupos de
contaminantes son los mayoritarios y principales cuando surge algún tipo de contaminación en el medio
edáfico.
El lavado in situ presenta el menor coste y mayor eficiencia de tratamiento frente al resto de
técnicas, el lavado (in situ y ex situ) y la inyección de aire comprimido conllevan una mayor
perdurabilidad, y las técnicas de extracción, inyección de aire comprimido y lavado son las más seguras.
Lo anterior es una generalización por lo cual se pueden variar las técnicas por el grupo de contaminantes
que presenta el suelo.
Tabla 12
Técnicas de remediación según su coste y tiempo de aplicación
TÉCNICA COSTE TIEMPO
Barreras verticales y
horizontales 460-627 €/m² Bajo
Barreras de suelo seco - -
Sellado superficial 334-460 €/ha Bajo
Sellado profundo 75-120 €/m² Semanas-Meses
Barreras hidráulicas > 469 €/m³ Semanas-Meses
Vitrificación 669-836 €/m³ Semanas-Meses
Extracción de aire 15-40 €/tonelada 3-14 Meses
Extracción de agua Variable Semanas-Meses
Extracción de fase libre > 250 €/m³ Semanas-Meses
Extracción de fases densas 200 €/semana Semanas-Meses
Extracción con agentes
químicos 167-669 €/m³ Moderado
Lavado 251 €/m³ Semanas-Meses
Electrocinética 100 €/m³ 7-12 Meses
Barreras permeables activas 293-544 €/m³ Meses
inyección de aire comprimido Variable Meses
Pozos de recirculación > 75.000 €/pozo·año Meses-Años
Oxidación 159-552 €/m³ Semanas-Meses
Deshalogenación 184-385 €/m³ Semanas-Meses
Incineración 150-5.000 €/m³ Días-Semanas
Desorción térmica in situ 25-109 €/m³ Bajo
Desorción térmica ex situ 38-276 €/ m³ Bajo
Hidrocarburos Totales del
Petróleo
Inyección de aire
comprimido
Lavado ex situ,
inyección de aire
comprimido,
Extracción
Extracción,
Incineración
72
Extracción multifase 100.000-500.000 € Meses
Atenuación natural Bajo Elevado
Almacenamiento residual 84-251 €/m³ Bajo
Nota. Fuente: Elaboración Propia.
La Tabla 12 muestra un resumen en cuanto al coste y tiempo de operación para cada una de las
técnicas estudiadas en el presente trabajo. En la mayoría de ellas no hay un precio fijo establecido, ya
que depende de la diversificación del mercado (los costes de materias primas y personal varían según el
país o la región donde se lleva a cabo la remediación). Algunos de los costes no se han podido verificar,
puesto que son técnicas que no se han construido aún en plantas piloto. Los tiempos de operación como
máximo pueden llegar al año y medio, pero generalmente se encuentra entre semanas y meses hasta
finalizar la remediación del suelo.
Teniendo en cuenta el coste según el volumen de suelo contaminado a remediar, la atenuación
natural es el de menor costo, así como las técnicas de almacenamiento residual, electrocinética, lavado
y desorción térmica. A pesar de ello, el tiempo de operación es mayor en la atenuación natural y la
técnica de electrocinética, por lo cual es una gran desventaja en cuanto coste/tiempo operacional. Al
contrario ocurre con la desorción térmica (in situ y ex situ) y el almacenamiento en vertedero, con coste
y tiempos de operación bajos. El lavado constituye un coste bastante asequible, al igual que las
anteriores, aunque el tiempo necesario para remediar el suelo es moderado (desde semanas a meses);
por ello es una técnica muy interesante al barajar la solución más apropiada para el suelo contaminado.
73
11.- ELECCIÓN DE LA TÉCNICA DE DESCONTAMINACIÓN MÁS
APROPIADA
De acuerdo con (Ram et al., 1993), existen diversas características ligadas interna o externamente
con la técnica más apropiada para usarse en la contención, confinamiento, anulación o destrucción de
contaminantes. Por ello, se pueden destacar las siguientes para facilitar la elección:
Tipo de suelo.
La textura es una propiedad fundamental, ya que un suelo arenoso (tamaño de partícula
de 0,02 a 2 mm) presenta menor capacidad de retención por lo cual los contaminantes son
más fáciles de tratar mediante arrastre o lavado; por el contrario los suelos de textura
arcillosa (tamaño de partícula inferior a 0,002 mm) adsorben los contaminantes con mayor
fuerza y complican la desorción.
La profundidad de la posible masa de agua subterránea puede provocar sumersión de
contaminantes de la zona no saturada, por lo cual se requiere un estudio de este factor.
La porosidad del suelo denotará la aplicación de una técnica u otra. En suelos arenosos
(que presentan menor número de poros pero de mayor tamaño, en comparación con suelos
arcillosos) la difusión de fluidos es de mayor facilidad, por lo que se entiende que métodos
de inyección o extracción de aire son más idóneos.
La permeabilidad está estrechamente ligada a la anterior propiedad, por lo cual suelos
arcillosos presentan menor permeabilidad y dificultan el paso de fluidos como agua y aire.
Dado esto se entiende que son de menor eficacia las técnicas de inyección y arrastre en
suelos de baja permeabilidad; aunque es cierto que una alta permeabilidad puede facilitar la
dispersión de contaminantes al inyectarse aire o agua.
El contenido de humedad es la propiedad que tiene el suelo de retener agua. En este
caso, los suelos muy permeables retienen menos agua y los porosos retienen gran volumen
de la misma; por ello las técnicas térmicas y de extracción con aire no se recomiendan en
suelos con gran contenido en humedad, pues requieren un gasto adicional para desecar el
74
suelo, aunque procesos de electrocinética si requieren de contenido en humedad. Para
calcularla, la EPA propone la utilización de la fórmula:
𝑘 = 𝐾 ∙ (𝜇/𝜌𝑔)
𝑘 = 𝑝𝑒𝑟𝑚𝑒𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑖𝑛𝑡𝑟í𝑛𝑠𝑒𝑐𝑎 (𝑐𝑚2); 𝐾 = 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 ℎ𝑖𝑑𝑟á𝑢𝑙𝑖𝑐𝑎 (𝑐𝑚/𝑠)
𝜌 = 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 (𝑔/𝑐𝑚3 ); 𝑔 = 𝑔𝑟𝑎𝑣𝑒𝑑𝑎𝑑 (𝑐𝑚/𝑠2)
El pH es una característica a tener en cuanta antes de llevar a cabo una técnica de
remediación, ya que la adición de sustancias al suelo pueden acidificar o aumentar el pH,
con la ventaja de que algunos contaminantes se solubilicen y faciliten su extracción, pero
con el inconveniente de alterar elementos del suelo que pueden pasar de inertes a tóxicos
como aluminio de baja disponibilidad a aluminio soluble por acidificación del suelo.
La materia orgánica presenta la peculiaridad de adsorción de contaminantes orgánicos
y metales pesados, por ello suelos ricos en materia orgánica dificulta el arrastre, lavado o
extracción por medio de aire o agua.
Grupo de contaminantes y nivel de contaminación. Para esta característica es necesario
conocer, a partir de fuentes fiables como la EPA o el API:
La solubilidad (a mayor soluble, mayor facilidad de eliminación).
La presión de vapor (a mayor presión, mayor será la volatilización) (Tabla 13).
La constante de Henry (a mayor es la constante, mayor será la volatilización en suelo
húmedo y a menor constante se generará mayor lixiviación) (Tabla 15).
El coeficiente de difusión (desde la zona de mayor concentración hacia la de menor
concentración de contaminantes).
75
La densidad de vapor (se tiene que tener en cuenta que una densidad superior al aire
provocará el descenso del grupo de contaminantes y una densidad inferior a la unitaria del
aire causará el ascenso del penacho o grupo de contaminantes).
Los coeficientes de reparto (cuanto mayor es el coeficiente de reparto entre
octanol/agua, mayor bioacumulación de los contaminantes en los organismos del suelo; y
cuanto mayor es el reparto entre carbono orgánico/agua mayor será la adsorción de los
contaminantes por parte de la materia orgánica).
Tabla 13
Presión de vapor de los constituyentes más comunes de la gasolina
Constituyentes Presión de vapor (mmHg a 20 ºC)
Metil-Butil-Eter 245
Benceno 76
Tolueno 22
Etil-dibromida 11
Etil-benceno 7
Xileno 6
Naftaleno 0,5
Tetraetil-plomo 0,2 Nota. Fuente: Roqueta, 2016.
Tabla 14
Rangos de ebullición de los principales derivados del petróleo
Derivados Intervalo de ebullición (ºC)
Gasolina 40-225
Queroseno 180-300
Diésel 200-338
Aceites >275 Nota. Fuente: Roqueta, 2016.
76
Tabla 15
Constantes de Henry en los principales derivados del petróleo
Derivados Constante de Henry (atm)
Tetraetil-plomo 4.700
Etil-benceno 359
Xileno 266
Benceno 230
Tolueno 217
Naftaleno 72
Etil-dibromida 34
Metil-Butil-Eter 27 Nota. Fuente: Roqueta, 2016.
Una vez descritos las características fisicoquímicas más relevantes en el
comportamiento de los contaminantes orgánicos (que es la parte que más interesa en el
presente trabajo), se especificará a continuación el comportamiento individual de los grupos
de contaminantes orgánicos más relevantes según (Roqueta, 2016):
Los Hidrocarburos Aromáticos Monocíclicos (HAM) desarrollan una fácil
lixiviación y una moderada adsorción hacia materia orgánica (cuyo coeficiente de reparto
carbono orgánico/agua es medio). Su volatilización es rápida, con lo cual tienden a tener
una alta presión de vapor y constante de Henry, y son susceptibles de ser degradados
biológicamente. Por ello, el uso de técnicas de extracción de aire es muy recomendable.
Los Compuestos Clorados (CC) presentan alta presión de vapor, solubilidad en agua,
elevada constante de Henry, bajo coeficiente de reparto carbono orgánico/agua y bajo
coeficiente de reparto octanol/agua. Por lo cual, se recomiendan las técnicas de extracción
de aire y el lavado del suelo.
Los Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP) presentan baja solubilidad en
agua, baja presión de vapor, baja constante de Henry, elevado coeficiente de reparto
carbono orgánico/agua y de octanol/agua. Por tanto, las técnicas fisicoquímicas y térmicas
indicadas en este trabajo son de baja eficacia para este grupo de contaminantes.
77
Los Policlorobifenilos (PCBs) presentan baja solubilidad en agua, alta bioacumulación,
baja constante de Henry y moderada presión de vapor. Para estos compuestos la técnica de
deshalogenación es la más idónea.
Los Aceites Minerales (AM) al ser tan diversos presentan características diversas, pero
la mayoría de fuentes recomiendan como técnica de remediación la atenuación natural.
Cuando se desarrolle contaminación por compuestos orgánicos e inorgánicos es
recomendable hacer uso de combinación de técnicas, por lo cual el coste de operación
incrementará.
Tabla 16
Comparación grupo de contaminantes según diversos factores
HAM CC HAP PCBs AM
Lixiviación Alta Moderada Alta Moderada -
Adsorción en
materia orgánica Moderada Baja Moderada Alta -
Coeficiente de
reparto carbono
orgánico/agua
Moderado Bajo Alto Moderado -
Volatilización Alta Moderada Moderada Moderada -
Presión de vapor Alta Alta Baja Moderada -
Constante de Henry Alta Alta Baja Baja -
Solubilidad en agua Baja Alta Baja Baja Baja
Coeficiente de
reparto octanol/agua Alto Bajo Alto - -
Técnicas
recomendadas
Extracción
de aire
Extracción
de aire y
lavado
Contención,
confinamiento y
anulación
Deshalogenación Atenuación
natural
Nota. Fuente: Elaboración propia.
Duración.
Es una característica que facilita la elección de diferentes técnicas, pero es una de las
que mayor fluctuación presenta por los diversos factores que depende y no solo factores del
propio suelo sino económicos y sociales.
78
Factores tecnológicos.
Las limitaciones tecnológicas actuales son de gran relevancia para elegir una técnica,
por ello se recomiendan estudiar los diferentes factores tanto del suelo como de los
contaminantes. Una vez realizado lo anterior, se aconseja valorar la alta gama de técnicas
disponibles en el mercado, pues algunas se encuentran todavía sin resultados concluyentes
o en estado de prototipo en planta piloto de laboratorio. Asimismo, algunas técnicas son
tecnológicamente sencillas y otras complejas (de las técnicas descritas en anteriores
apartados de este trabajo son todas complejas, exceptuando la atenuación natural y el lavado
in situ), no queriendo decir que las complejas son de menor disponibilidad o que su
efectividad esté menos verificada. Por regla general, las técnicas ex situ y on-site son más
complejas en la operación, ya que se debe desarrollar una instalación y su posterior
desmantelación, por lo cual la tecnología de la misma se encuentra menos disponible.
Generación de residuos.
La generación de residuos es un gran inconveniente de algunas técnicas, por lo que se
aconseja (si existe alternativa) optar por otra técnica que no genere residuos (de las técnicas
descritas la atenuación natural es un claro ejemplo de técnica exenta de generar residuos).
Este problema ocasiona un coste adicional de tratamiento posterior de los residuos gaseosos
(gases tóxicos que han de depurarse, generados por la aplicación de agentes químicos a los
contaminantes), líquidos (originador por la adición de agentes líquidos como la inyección
de agua) o sólidos (algunos de los generados en las técnicas son por la inyección de aire
caliente que no alcanza la volatilización total de los contaminantes). Los tratamientos
posteriores se basan en carbón activo para residuos gaseosos, transporte a planta depuradora
para residuos líquidos y transporte a vertedero controlado para residuos sólidos.
Eficacia temporal.
Esta característica, en la elección de la técnica más idónea, denota la eficacia que
presentará la técnica en el tiempo. Por lo cual, interesan aquellas que no dejen restos de
contaminación, eliminen los grupos de contaminantes hasta la limpieza absoluta (esto es
según la teoría, pero en la práctica es impensable por el alto coste económico y la
complejidad técnica). Por ello las técnicas de descontaminación son las que garantizan una
mayor eficacia con el transcurso del tiempo en comparación con técnicas de contención,
confinamiento o anulación. A excepción de la oxidación/reducción, que solo disminuyen la
toxicidad alterando la valencia de los contaminantes, que pueden retornar su efecto tóxico
mediante otras reacciones redox que se den en el medio.
79
Coste.
El coste necesario para las diferentes técnicas, es el indicado en apartados anteriores del
presente trabajo. Se destacan las técnicas de confinamiento y contención que, además de no
garantizar eficacia a largo plazo, no son de bajo coste por lo cual se debería optar por otras
técnicas.
Existen pruebas preliminares de laboratorio, para simular la caracterización de los
contaminantes y su tratamiento (cuya duración es de días y coste de 10.000 a 50.000 €). Así
como pruebas de laboratorio a pequeña escala (cuya duración es de semanas y coste de
50.000 a 250.000 €) para simular el proceso de descontaminación con una pequeña cantidad
de contaminantes y estudios piloto de tratamiento (duración similar al de la técnica y coste
superior a 250.000 €) que establecen costes reales, eficacia y mejora de la técnica. Las
anteriores pruebas determinan una estimación virtual de un escenario similar a la
remediación del suelo.
Adaptación a la legislación.
Cada una de las técnicas elegidas o por elegir debe tener en cuenta lo establecido por el
marco legal vigente, por lo cual se parte de una preventiva (usando materiales recomendados
por normas UNE y favoreciendo la seguridad mediante medidas de gestión) y si el suelo ya
está declarado como contaminado, se establecerán las actuaciones para su remediación
aplicando las mejores técnicas disponibles (MTDs). De acuerdo con el artículo 7 del Real
Decreto 9/2005, de 14 de enero, se priorizarán técnicas in situ (por su menor repercusión en
el medio) que garanticen alta eficacia en el transcurso del tiempo y que no generen residuos.
Protección de la salud de la población.
Cada una de las técnicas ha de garantizar plenamente la seguridad de la salud humana,
bien evitando emisión de gases o residuos de cualquier índole o bien llevando a cabo los
oportunos tratamientos de captura y depuración de los mismos.
Subvenciones.
Las ayudas de las Administraciones y organizaciones internacionales son un gran apoyo
para sobrellevar los costes de las técnicas, así como facilitar la elección entre una técnica
“barata” pero menos eficaz que otra “cara” pero de mejor rendimiento. La Consejería de
Medio Ambiente y Ordenación del Territorio de la Junta de Andalucía, en concordancia con
el Proyecto de Orden del Programa Andaluz de Suelos Contaminados 2016-2021, prevé un
presupuesto de 6,9 millones de euros en materia de prevención de la contaminación de los
suelos y la recuperación de los afectados. El Estado español ha contribuido (entre 1995 y
80
2005) con 117.585 millones de euros en la remediación de suelos según el II Plan Nacional
de Recuperación de Suelos Contaminados 2007-2015, a nivel autonómico se ha aportado
52.444,36 millones de euros entre 1995 y 2005 con fondos FEDER. Asimismo, el plan da a
conocer el gasto privado aportado para la descontaminación de suelos (115-120 millones de
euros).
Imagen de la población:
La población cercana a la zona contaminada tiene una mala imagen hacia ciertas
técnicas, debido a su generación de residuos, malos olores, ruidos, emanación de polvo,
entre otras. Por ello, se debe agradar a la población favoreciendo aquellas más sostenibles,
puesto que un rechazo hacia una técnica daría lugar a una presión de la población,
involucrando a las autoridades, y posibilitando el cese de la actuación de la técnica y cambio
hacia otra no contemplada inicialmente.
Los factores descritos anteriormente son de gran ayuda para establecer la elección de la técnica
más idónea, pero aun así existen complicaciones e indecisiones en el planteamiento. Por ello, de acuerdo
con (Lopes et al., 2010) hay métodos avanzados para seleccionar las técnicas de recuperación de suelos:
Matrices: son métodos simples y ayudan a desechar la idea de elegir un grupo concreto
de técnicas mediante unos criterios determinados. Una de las matrices más utilizada, en
concordancia con (Dağdeviren et al., 2009), es la Technique for Order Preference by
Similarity to Idea Solutions (TOPSIS).
Análisis multicrierio: son de gran complejidad y establecen diferentes criterios de
selección dependiendo de las características del suelo. Debido al uso de ecuaciones
multivariable, se requiere apoyarse en software para insertar los diferentes parámetros
estudiados y establecer un escenario realista. El programa de mayor uso (Khelifi et al.,
2004) es DARTS (Decision Aid for Remediation Technology Selection).
En el anexo XIV se recoge la matriz desarrollada tras la realización del presente trabajo.
81
12.- CONCLUSIONES
La regeneración de suelos contaminados es una tarea compleja y conlleva consigo un desembolso
económico importante. Asimismo, existen una gran diversidad de técnicas que afectan de forma más o
menos significativa al medio. Por lo tanto, se requiere el estudio que se ha elaborado en el presente
trabajo conforme a la recopilación de las diferentes técnicas de remediación, haciendo hincapié en sus
limitaciones y ventajas, así como las características del emplazamiento, normativa vigente y
herramientas que ayudan a seleccionar técnicas.
La complejidad de seleccionar una técnica efectiva, reside en la heterogeneidad de los
contaminantes que presentan las plumas de contaminación, pues cada compuesto se comporta de forma
diferente estando en cualquier estado de la materia y además la diversificación de los suelos dificultan
los parámetros de porosidad y permeabilidad entre otros; por lo cual se tiende hacer uso de una
combinación de técnicas que garanticen una cierta efectividad. Además se debe anteponer las técnicas
de menor incidencia ambiental, ya sea a nivel de generación de residuos como la emisión de gases
contaminantes, favoreciendo un ahorro económico en el control de contaminantes.
En concordancia con las tablas presentadas y, desde la bibliografía utilizada, se llega a la
conclusión de que la técnica de lavado presenta menores limitaciones comparadas con los altos
beneficios que conlleva, pero dependiendo de los autores y de los estudios propios de cada profesional
obtendrá diferentes técnicas como idóneas pues existen diversidad de escenarios edáficos y compuestos
a tratar. Asimismo, el uso combinado de técnicas es la forma correcta de actuar si se quiere priorizar la
efectividad; aunque esto suponga un incremento en la inversión de la remediación.
El presente trabajo puede ser utilizado por diversas empresas de ingeniería con la finalidad de
tener una gama de tecnologías físico-químicas, térmicas y combinaciones de ellas con algunas técnicas
biológicas con las cuales se puede consultar sus fortalezas y amenazas en el área que se vaya a estudiar
la contaminación de suelos (sobrevalorando aquellos contaminados por hidrocarburos).
Para concluir, se debe resaltar que este documento ha integrado no solo el estudio económico,
ambiental y técnico de diversas técnicas sino que también se ha elaborado una serie de recomendaciones
desde el planning en la recogida de muestras hasta la desinstalación de los equipos usados y la
restauración posterior correspondiente al suelo tratado. Con esto se globalizan todas las acciones
llevadas a cabo por los operarios para garantizar la efectividad de las actuaciones y siempre garantizar
la seguridad y salud de los mismos.
82
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93
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 Evolución de suelos en diferentes estados temporales .......................................... 17
Figura 2 Proceso de formación de suelos ............................................................................ 18
Figura 3 Estructura de suelos .............................................................................................. 19
Figura 4 Esquema básico de un acuífero ............................................................................. 20
Figura 5 Contaminantes en suelos y aguas subterráneas de España ................................... 23
Figura 6 Movilidad de hidrocarburos en zona saturada y no saturada ................................ 25
Figura 7 Técnicas analíticas para distintos compuestos orgánicos ..................................... 39
Figura 8 Instalación de barrera vertical ............................................................................... 41
Figura 9 Delineamiento de una superficie a sellar .............................................................. 43
Figura 10 Ilustración del sistema de barreras hidráulicas ................................................... 44
Figura 11 Sistema de vitrificación ...................................................................................... 45
Figura 12 Proceso de extracción de aire ............................................................................... 47
Figura 13 Proceso de lavado ................................................................................................ 51
Figura 14 Esquema del proceso electrocinético ................................................................... 53
Figura 15 Ilustración de barrera permeable actica ............................................................... 54
Figura 16 Proceso de inyección de aire comprimido ........................................................... 56
Figura 17 Sistema de almacenamiento y descarga de permanganato ................................... 57
Figura 18 Remediación por deshalogenación ....................................................................... 59
Figura 19 Proceso de incineración ....................................................................................... 59
Figura 20 Sistema de desorción térmica............................................................................... 61
Figura 21 Vertido controlado de suelos contaminado .......................................................... 63
Figura 22 Esquema de distribución sistemática de puntos de muestro ................................ 97
Figura 23 Esquema de distribución sistemática de puntos de muestreo y densificación ..... 97
Figura 24 Gránulo de carbón activo adsorbiendo contaminantes ........................................ 112
Figura 25 Sistema de adsorción por zeolitas ........................................................................ 114
Figura 26 Sistema de adsorción mediante Purus Padre ........................................................ 116
94
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Procedimiento de limpieza de recipientes .............................................................. 32
Tabla 2 Técnicas de preservación de compuestos orgánicos .............................................. 33
Tabla 3 Número mínimo de puntos en M.I. ........................................................................ 34
Tabla 4 Número mínimo de puntos en M.D. ....................................................................... 35
Tabla 5 Métodos analíticos para compuestos orgánicos ..................................................... 37
Tabla 6 Técnicas de remediación según aplicación ............................................................ 64
Tabla 7 Técnicas según los contaminantes y concentración ............................................... 65
Tabla 8 Técnicas que generan o no residuos ....................................................................... 67
Tabla 9 Técnicas según la duración de su efectividad ........................................................ 68
Tabla 10 Técnicas según diferentes criterios ........................................................................ 69
Tabla 11 Técnicas según su coste/eficiencia, duración y minimización del riesgo .............. 70
Tabla 12 Técnicas de remediación según su coste y tiempo de aplicación ........................... 71
Tabla 13 Presión de vapor de los constituyentes de la gasolina ............................................ 75
Tabla 14 Rangos de ebullición de los derivados del petróleo ............................................... 75
Tabla 15 Constantes de Henry en derivados del petróleo ..................................................... 76
Tabla 16 Comparación grupo de contaminantes según diversos factores ............................. 77
Tabla 17 Métodos analíticos para la determinación de derivados del petróleo ..................... 109
Tabla 18 Listado de contaminantes y niveles genéricos en salud humana ............................ 121
Tabla 19 Listado de contaminantes y niveles genéricos en los ecosistemas ......................... 123
Tabla 20 Comparación de consumos energéticos según diversos factores ........................... 134
Tabla 21 Seguimiento y control ambiental del suelo ............................................................ 149
Tabla 22 Seguimiento y control ambiental de la masa de agua subterránea ......................... 149
Tabla 23 Seguimiento y control ambiental de la atmósfera .................................................. 150
Tabla 24 Seguimiento y control ambiental del medio perceptual ......................................... 150
95
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo I:
96
Patrones de muestreo para definir la localización de puntos de muestreo en suelos
contaminados
La Guía para Muestreo de Suelos establece los pasos necesarios para el desarrollo de acciones
que conduzcan a la determinación de los suelos contaminados en una secuencia que oriente hacia
el logro de los objetivos trazados.
Muestreo dirigido o a juicio de expertos
Muestreo que se lleva a cabo sobre puntos específicamente determinados, cuando se cuenta con
información previa del sitio, se conoce el producto derramado y es evidente la extensión de la
afectación.
Muestreo estadístico
Muestreo realizado de acuerdo modelos matemáticos, y se usa para comprobar de manera
homogénea la presencia o ausencia y distribución de contaminantes en el suelo. El muestreo se
realiza en toda el área posiblemente contaminada pudiendo hacerse de manera aleatoria
estratificada o sistemática.
Sistemático: también conocido como muestreo regular, en este tipo se reduce la
variabilidad de las muestras debido a que su levantamiento sigue un patrón geométrico
específico (retícula), tomando las muestras a intervalos regulares y cubren de forma
uniforme el sitio a muestrear. Es conveniente para estimar con precisión las zonas críticas,
patrones espaciales en dos o tres dimensiones y tendencias, calcular volúmenes de
material contaminado y no requiere de conocimiento previo del sitio.
Aleatorio estratificado: cuando se dispone de información previa y el sitio presenta
características geográficas diferenciadas, es necesario estratificar o subdividir en
subgrupos las muestras que tienen homogeneidad en el terreno y en cada estrato se aplica
un muestreo aleatorio simple de manera independiente.
Aleatorio simple: recomendado para áreas homogéneas menores a 5 hectáreas,
delimitadas por referencias visibles a lo largo y ancho de toda la extensión del sitio. Se
caracteriza por permitir todas las combinaciones posibles de puntos de muestreo. Los
puntos de muestreo se enumeran en un plano cartesiano (xi, yj). La selección de éstos se
realiza por medio de una tabla de números aleatorios lo cual garantiza que cada punto
tenga la misma probabilidad de ser seleccionado.
97
Los patrones de muestreo se refieren a las diferentes formas en las que se pueden distribuir los
puntos de muestreo en el plano horizontal, para cada sitio en particular, conociendo sus
características y el motivo del muestreo. En este anexo se refieren tres tipos de patrones de
muestreo: con distribución uniforme, con distribución aleatoria y con distribución heterogénea.
Figura 22. Esquema de distribución sistemática de puntos de muestro utilizando una malla cuadrada. Las áreas
demarcadas son aquellas consideradas sospechosas de ser contaminadas. Fuente: Dirección General de Calidad
Ambiental, 2014.
º
Figura 23. Esquema de distribución sistemática de puntos de muestreo y densificación de puntos previamente
identificados como áreas sospechosas de contaminación (áreas sombreadas). Fuente: Dirección General de Calidad
Ambiental, 2014.
Patrones de muestreo con distribución uniforme:
- Rejillas regulares
- Rejillas triangulares
98
- Rejillas circulares
- Sobre una línea
- Diagonales múltiples
Patrones de muestreo con distribución aleatoria (éstos son referidos en muestreos
estadísticos):
- Aleatorios
- Aleatorios en una rejilla regular
- Aleatorios desalineados en una rejilla regular
Patrones de muestreo con distribución heterogénea:
- Diagonal simple
- Diagonales cruzadas rotantes
- Irregular en forma de N, S, E o W
- Zigzag
- Zigzag transverso
A continuación se describen todos los patrones hasta ahora reportados, con la finalidad de que el
lector pueda contar con elementos para decidir o rechazar su aplicación, según los objetivos del
muestreo.
Rejillas regulares. En el plano se trazan rejillas con líneas paralelas y perpendiculares
equidistantes, permitiendo que todas las celdas tengan las mismas dimensiones. El tamaño de las
celdas depende del detalle requerido, entre más detalle se requiera las celdas son más pequeñas.
Se marca un punto en cada celda, ya sea al centro o en las intersecciones, pero en todas las celdas
los puntos deben quedar en el mismo lugar.
99
Rejillas triangulares. En el plano se trazan rejillas con líneas paralelas equidistantes tratando de
conformar triángulos equiláteros, todos con las mismas dimensiones. El tamaño de las celdas
depende del detalle requerido, entre más detalle se requiera la rejilla es más cerrada. Cuando en
este patrón se marca un punto en el centro de cada celda, éste
queda rodeado por 3 puntos que se encuentran a la misma
distancia dx, entonces se puede calcular el radio no
muestreado (r = (dx/3) (√‾3), así como el área circular no
muestreada (A = π·r2 = π·dx·2/3).
Rejilla circular. Es de utilidad para delimitar la zona
contaminada en instalaciones donde existen tanques de
almacenamiento o se conoce la fuente que corresponde a un
solo punto. Para determinar la influencia se trazan círculos
concéntricos, cuya separación es función del detalle que se
requiera. Se trazan líneas rectas considerando los 8 puntos
cardinales principales y se ubican los puntos de muestreo en
las intersecciones. Se espera que con esta rejilla las mayores
concentraciones de contaminantes se ubiquen en el centro.
Sobre una línea. En el caso de que la contaminación siga
una línea recta, como en aquellos referidos a fugas de ductos,
los puntos de muestreo pueden ser marcados para cubrir la
zona impactada y las zonas aledañas. Para ello se marca una
línea recta sobre la tubería y puntos separados una distancia
“x” y en líneas auxiliares paralelas se incluyen puntos
traslapados, separados a una distancia “x”, o “2x”. Los
puntos de las líneas auxiliares pueden estar salteados. La
separación de las líneas auxiliares está en función del detalle
que se pretenda para el estudio.
Diagonales múltiples. En el plano se traza una diagonal
central y líneas paralelas, sobre las cuales se ubican los
puntos de muestreo, manteniendo la misma distancia entre ellos. Es deseable que la separación
de las líneas sea similar a la distancia entre los puntos en una misma línea; entre mayor detalle
sea requerido, las distancias serán más cortas.
100
Aleatorio. Este es uno de los patrones empleados en los métodos estadísticos. Los puntos de
muestreo se eligen al azar, con ayuda de programas de cómputo o tablas estadísticas, no importa
la distribución de instalaciones, ni los antecedentes del
sitio. Este patrón es muy irregular, no sigue ninguna
lógica. Pueden quedar manchas de contaminación en los
espacios vacíos y pasar desapercibidas durante el
muestreo.
Aleatorio sobre rejilla regular. En inglés se conoce
como “estratified”. Este es otro de los patrones empleados
en los métodos estadísticos. Para marcar los puntos de
muestreo se crea una rejilla regular en el plano, se elige un
número igual de puntos distribuidos aleatoriamente en
cada celda, con ayuda de una tabla de números aleatorios
o con programas de cómputo; el plano se divide en zonas.
Este patrón tiene la desventaja de que algunos puntos
pueden quedar muy cercanos y otros muy alejados, en los
espacios vacíos pueden pasar desapercibidas
contaminaciones puntuales.
Aleatorio desalineado sobre rejilla regular. Este patrón
es también empleado en los métodos estadísticos. Este
patrón es similar al anterior, la diferencia radica en que en
algunas celdas la coordenada “x” se mueve al azar, y en el
resto de las celdas se mueve la coordenada “y”, o
viceversa. El patrón tiene las mismas desventajas que el
aleatorio sobre rejilla regular, en el sentido de que algunos
puntos pueden quedar muy cercanos y otros muy alejados,
en los espacios vacíos pueden pasar desapercibidas
contaminaciones puntuales.
Diagonal simple. Sobre el plano se traza una línea
diagonal, sobre la cual se ubican los puntos de muestreo,
manteniendo la misma distancia entre ellos. Este patrón no permite resultados representativos.
101
Diagonales cruzadas rotantes. Este patrón de muestreo es de utilidad en sitios que se deben estar
monitoreando en forma permanente para obtener información de los cambios a lo largo del
tiempo, por ejemplo aquéllos donde se está dando
seguimiento a una atenuación natural. Se recomienda
para superficies en forma cuadrada. Sobre el plano se
marcan dos líneas diagonales perpendiculares a partir de
los vértices. Sobre cada línea se marcan los puntos de
muestreo, en los muestreos subsecuentes se hace una
rotación de las diagonales de 45°, en el sentido de las
manecillas del reloj, manteniendo fijo el punto central.
De esta forma se pueden hacer 8 muestreos consecutivos
para cubrir toda el área. Cuando las dimensiones y forma
del área de estudio permiten acomodar varios cuadrados, será necesario tomar muestras de las
intersecciones de los cuadrados, donde los puntos 9 y 10 del primer cuadrado están cercanos a los
puntos 1 y 18 del cuadrado siguiente, respectivamente.
Muestreo irregular en forma de N, S, X o W. En superficies en forma cuadrada se dibujan las
letras referidas y sobre las líneas se marcan los puntos de muestreo tratando de que sean
equidistantes, sin embargo, estos patrones no permiten resultados representativos, ya que quedan
espacios vacíos, donde pueden existir contaminaciones puntuales.
Zig-zag. Sobre el plano, se dibuja una línea en zig-zag, y sobre ésta se marcan los puntos de
muestreo, tratando de que sean equidistantes. Al igual que en el caso anterior, estos patrones no
permite resultados representativos, ya que quedan espacios vacíos, donde pueden existir
contaminaciones puntuales.
Zig-zag transverso. Sobre el plano se marca una línea en zig-zag irregular tratando de que cubra
toda la superficie de estudio, y sobre ésta, se marcan los puntos de muestreo, tratando de que sean
equidistantes. Estos patrones tampoco permiten resultados representativos, ya que quedan
espacios vacíos, donde pueden existir contaminaciones puntuales.
102
Para cualquiera de los patrones de muestreo que se pretenda aplicar, es muy importante contar
con un plano acotado del sitio de estudio, con la finalidad de marcar los puntos y obtener sus
respectivas coordenadas para posteriormente confirmarlos en el propio sitio con ayuda de un
geoposicionador.
Nota: El geoposicionador puede tener errores importantes en áreas pequeñas por lo tanto en sitios
que no tengan grandes dimensiones es necesario recurrir a los levantamientos topográficos con
estaciones totales para tener un buen grado de certidumbre.
103
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo II:
104
Ficha de muestreo de suelo (Guía para Muestreo de Suelos)
Datos generales:
Nombre del sitio en estudio: Departamento:
Razón social: Provincia:
Uso principal: Dirección catastral:
Datos del punto de muestreo:
Nombre del punto de muestreo: Operador:
(empresa/persona):
Coordenadas X:
(UTM, WGS84)
Descripción de la superficie:
(p.e. asfalto, cemento, vegetación)
Temperatura (ºC): Precipitación (si,/no, intensidad):
Técnica de muestreo:
(p.e. sondeo manual/semimecánico, zanja,
etc.)
Instrumentos usados:
Profundidad final:
(en metros bajo la superficie)
Capa freática:
(si/no, profundidad en metros)
Instalación de un pozo en el agujero:
(si/no, descripción):
Relleno del agujero después del muestreo:
(si/no, descripción):
Datos de muestras:
Clave de la muestra:
Fecha:
Hora:
Profundidad desde:
(en metros bajo la
superficie)
Profundidad hasta:
105
(en metros bajo la
superficie)
Características
organolépticas:
Color:
Olor:
Textura:
Compactación/Consistencia:
Humedad:
Componentes
antropogénicos:
Estimación de la fracción
>2 mm (%):
Cantidad de la muestra:
(volumen o peso)
Medidas de conservación:
Tipo de muestra:
(simple/compuesta)
Para muestras superficiales compuestas:
Área de muestreo (m2):
Número de sub-muestras:
Comentarios:
Croquis:
106
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo III:
107
Orientaciones para la elaboración de planos (Guía para Muestreo de Suelos)
El Levantamiento Topográfico comprende la geolocalización con GPS, de alta precisión para la
elaboración de planos geo-referenciados en coordenadas UTM, en los que se señale los puntos de
muestreo (perforaciones) que resulten necesarios para determinar el volumen del suelo
contaminado y la profundidad de excavación. Debe incluir al menos lo siguiente:
1. Trazo y nivelación a base de equipo topográfico estableciendo ejes y referencias permanentes,
debiéndose marcar referencias a nivel superficial horizontal y vertical.
2. La unidad de medida es el metro cuadrado (o el metro).
3. Se utilizará el sistema de proyección en coordenadas UTM.
4. La utilización del equipo de GPS de alta precisión en el sitio deben estar incluido en la memoria
fotográfica del sitio.
5. El levantamiento debe de estar ligado a la red geodésica nacional Activa del Instituto
Geográfico Nacional.
6. Un banco de nivel en el sitio con GPS de alta precisión.
7. Deberán ubicarse en planos: la infraestructura existente en el sitio; la trayectoria de conductos,
estructuras subterráneas (en caso de existir); colindancias y vías de comunicación aledañas;
identificación de áreas contaminadas; curvas de nivel; establecimiento de banco de nivel y puntos
de control al interior y fuera del predio; puntos de muestreo; modelos de distribución horizontal
de la contaminación con los hidrocarburos y otros contaminantes.
8. En la elaboración de planos en AUTOCAD deberá considerarse lo siguiente:
Los planos no deben moverse de su origen.
Los planos no deben estar escalados.
Los planos (en particular el modelo) no deben estar rotados
Los ejes de los planos (en particular el modelo) no deben estar rotados.
Los planos deben de ser coincidentes en escala y forma con las fotografías aéreas.
Se deberá entregar un plano por separado exclusivamente con el límite del predio como
polilínea cerrada.
Se deberá entregar los planos de edificaciones y estructuras por tipo (cada tipo de
estructura en un layer, por ejemplo en un layer banquetas, en otro layer edificios, en otro
layer drenajes) como polilíneas cerradas.
108
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo IV:
109
Tabla 17
Métodos analíticos EPA para la determinación de derivados del petróleo
Aromática
EC6-EC9
BTEX
Benceno
8021 y 8260
Etilbenceno
Tolueno
Xileno
Aromática
EC>9-EC16
Acenafteno
8270 Acenaftileno
Naftaleno 8270
1,2,5-Trimetilbenceno 5035 y 8260B
Aromática
EC16-EC35
PAH
Antraceno
Purificación: 3611, 3630C y
3640
Determinación: 8270 y
8310
Benzo (a) antraceno
Benzo (a) pireno
Benzo (b) fluoranteno
Benzo (k) fluoranteno
Criseno
Dibenzo (a,h) antraceno
Fluoreno
Indeno (1,2,3-c,d) pireno
Pireno
Nota. Fuente: Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio de la Junta de Andalucía. (2012).
Obtenido de Junta de Andalucía:
https://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Estado_Y_Calidad_De_Los_R
ecursos_Naturales/Suelo/Contaminacion_pdf/Metodos.pdf. [Fecha de consulta: 10/09/2017].
110
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo V:
111
En este anexo se dará a conocer las respectivas ventajas y limitaciones de la adsorción y la
oxidación térmica integradas a la técnica de inyección de aire comprimido, con el fin de abarcar
el conjunto esquemático que compone dicha técnica.
1.- ADSORCIÓN
A continuación se detallarán algunas generalidades que corresponde a la adsorción según
(Dorronsoro, 2009):
Es la técnica de mayor uso por su gran sencillez, se atrae al contaminante por un
material adsorbente.
Los materiales adsorbentes a utilizar han de ser extremadamente porosos y con una
superficie considerable superficie.
La eficacia es entorno 95-98%.
Los contaminantes se concentran en el absorbente pero al quedar retenidos en las
superficies pueden ser fácilmente desorbidos para su posterior recogida.
Al final del proceso el contaminante o es regenerado o se almacena en vertedero.
La capacidad de adsorción se mide por la isoterma de adsorción (cantidad de
adsorbente adsorbido por cantidad de absorbente).
Como adsorbentes se utiliza: Carbón activo granulado. Es el más utilizado. Pero
no válido para compuestos orgánicos volátiles polares (alcoholes y ácidos
orgánicos) o de alta presión de vapor (compuestos altamente volátiles: cloruro de
vinilo, cloruro de metileno y éter metil ter-butílico). Otros materiales adsorbentes
empleados son las zeolitas (que son minerales del grupo de los silicatos de
aluminio) y los polímeros sintéticos. Estos materiales tienen la ventaja de que la
capacidad del adsorbente no queda afectada por la alta humedad.
1.1.- ADSORCIÓN POR CARBÓN ACTIVO
Es el más utilizado y existe diversidad de tipos comerciales válidos para este uso, su forma
de presentación puede ser en gránulos, polvos, perlas o bolitas. Efectivo para la mayoría de
compuestos orgánicos volátiles (excepto alta polaridad), compuestos inorgánicos y metales
pesados.
Las condiciones ideales para la adsorción por carbón es cuando se desarrollen bajas
concentraciones de contaminantes (<2.000 ppmv). El sistema trabaja con flujos de 3 a 2.000
112
m3/minuto. Es un sistema barato pero la alta humedad dificulta su eficacia de adsorción
(Dorronsoro, 2009).
Figura 24. Gránulo de carbón activo adsorbiendo contaminantes. Fuente: Dorronsoro, 2009.
1.1.1.- OPERACIÓN
Se instalan unos bidones en serie (de capacidad entre 2.000 y 4.500 kg), por los cuales se
dirigen los gases que atraviesan dichos recipientes y después los contaminantes quedan atrapados
por los adsorbedores. El carbón se activa por pirolisis a partir de carbón de hulla, de madera, de
cáscaras de almendra y otros frutos.
El incremento del área superficial del adsorbente (del orden de 800 a 1.400 m2/g) se
consigue mediante la activación del mismo sometido a altas temperaturas, asimismo esta
activación térmica aumenta la porosidad el material (tamaño de poros de 2 a 500 Ångström). El
carbono activo tiene una capacidad de adsorción del 10 al 20% de su peso, en condiciones de baja
humedad. Este adsorbente requiere ser regenerado o reemplazado a medida que avanza su uso
activo, siendo esta última consecuencia del principal coste y para la regeneración se invierte el
sentido de circulación con corrientes de vapor caliente o también se pueden llevar a una planta
especializada.
1.1.2.- LIMITACIONES
A continuación se darán a conocer las limitaciones en el proceso para el uso de carbón
activo:
No aplicable para COVs con alta polaridad (alcoholes y ácidos orgánicos) ni
altamente volátiles, (cloruro de vinilo, éter metílico tert-butílico, cloruro de
metileno, formaldehido) ni para gases con alta humedad.
113
Costes de reposición, transportes y regeneración del carbón, el reemplazo se debe
de llevar a cabo de 6 meses a 5 años.
Al aumentar la humedad de los gases pierde más del 50% de efectividad.
Con elevadas temperaturas (>38 ºC) de los gases se pierde capacidad de adsorción.
Se puede producir crecimientos microbianos que entrapan los filtros.
Algunos compuestos, como la acetona, pueden producir combustión.
No se destruyen los contaminantes, sólo se separan.
1.1.3.- REQUERIMIENTOS, CARACTERÍSTICAS Y COSTES
Los factores de rendimiento dependerán del tipo y tamaño de poros del carbón,
temperatura, humedad, pH, tipo y concentración del contaminante. Con lo cual al aumentar la
temperatura disminuye la adsorción debido al incremento de volatilización, en cambio moléculas
grandes y contaminantes de mayor alcalinidad se incrementa la capacidad de adsorción.
La velocidad del flujo es de 200-6.000 L/minuto y el tiempo de residencia presenta un
rango de 1/10 de segundo a 60 segundos.
Los costes son inferiores a 836 € para 3 m3/m a 33.448 € para 200 m3/m y el reemplazo
presenta un coste de 3-6 €/kg.
1.2.- ADSORCIÓN POR ZEOLITAS
Este material actúa como un filtro de partículas inverso, su funcionamiento es equiparable
a los tamices moleculares, pues sus estructuras cristalinas tienen huecos regularmente distribuidos
en su red cristalina.
1.2.1.- OPERACIÓN
En la siguiente figura se observa el sistema convencional de adsorción por zeolitas. Consta
de un concentrador de zeolita rotatorio, dos intercambiadores de calor y un sistema catalítico
opcional.
114
Figura 25. Sistema de adsorción por zeolitas. Fuente: Dorronsoro, 2009.
1.2.2.- CARACTERÍSTICAS
Los poros tienen un tamaño de 8 a 13 Ångström y su superficie específica es de 1.200
m2.
Tienen capacidad selectiva para determinados iones.
Las zeolitas naturales son aluminosilicatos anhídridos e hidrofílicos. Las zeolitas
sintéticas son hidrofílicas o hidrofóbicas y se pueden sintetizar con propiedades
específicas. Por ejemplo, hidrofóbicas con afinidad para los compuestos orgánicos
volátiles no polares.
Las zeolitas pueden ser regeneradas y reusadas.
Los contaminantes desorbidos deben ser tratados y almacenados.
Presentan gran capacidad de adsorción con muestras conteniendo alta humedad, por su
resistencia al fuego y su afinidad para adsorber compuestos orgánicos volátiles a bajas
concentraciones constituyen los materiales idóneos en muchas ocasiones.
Constituyen mayor capacidad de adsorción que el carbón activo.
115
1.3.- ADSORCIÓN CON POLÍMEROS
Su naturaleza o material de origen varía de poliésteres, plásticos, gomas o cauchos. El
comportamiento en la adsorción se asemeja a las zeolitas, con la diferencia en que la efectividad
es menor pero su uso es mayor.
Son más caros pero no necesitan reemplazarse con tanta frecuencia, así como son más
fáciles de regenerar (las resinas se regeneran espontáneamente perdiendo mínimamente su
capacidad de adsorción), menos sensibles a la humedad (las resinas pueden trabajar con corrientes
de aire con humedades relativas hasta un 90%) y al fuego en comparación con el carbón.
A diferencia de los anteriores adsorbedores, los compuestos orgánicos pueden reciclarse o
reutilizarse una vez recuperados.
Hay diversidad de aplicación de diferentes tipos de resinas sintéticas según la naturaleza
de los contaminantes a los que se deban acoplar. El caudal de entrada puede soportarse hasta
3.000 m3/minuto.
El equipo comercial que mejor rendimientos aporta para la depuración de gases es el Purus
Padre patentado por la empresa estadounidense Parsons Engineering Science. Mediante el cual
los gases penetran el equipo, adsorbiéndose en las resinas sintéticas, las capas de adsorción se
cambian alternativamente a situación de desorción mediante un conmutador. La desorción se lleva
a cabo al inyectar el gas que transporta los contaminantes (frecuentemente N2) controlando la
presión y temperatura. Los contaminantes orgánicos adsorbidos son removidos, condensados y
transferidos en forma líquida a un tanque de almacenamiento. La condensación se realiza en una
cámara con temperatura de 2 ºC para condensar el vapor de agua y otra a -45 ºC para los gases
con bajos puntos de ebullición.
116
Figura 26. Sistema de adsorción mediante Purus Padre (arriba) y comparación de costes (abajo). Fuente: Dorronsoro,
2009.
117
2.- OXIDACIÓN TÉRMICA
Este proceso se basa en una combustión oxidativa con aporte calórico de los contaminantes
hasta productos inorgánicos simples:
𝐻𝐶 + 𝑂2 + 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟 → 𝐶𝑂2 + 𝐻2𝑂 + 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟
Procedimiento muy conocido y tradicionalmente usado en la industria de todo tipo
(pinturas, farmacéutica, química, etc.).
El sistema de oxidación térmica se compone de una turbina para introducir los vapores en
el equipo; un mezclador que posibilita la entrada de aire y combustibles; el horno de combustión;
un intercambiador de calor; y una salida directa a la atmósfera, u opcionalmente una conexión
con otro sistema depurador (que puede ser otro segundo tratamiento de oxidación térmica).
Los compuestos orgánicos volátiles pueden ser utilizados como combustibles, si se requiere
de mayor combustible se adicionan carburantes; y si hay demasiados se diluyen con una corriente
de aire. Los compuestos orgánicos son descompuestos a altas temperaturas, unos 1.000 ºC, pero
el uso de catalizadores puede rebajar esta temperatura hasta los 300 ºC.
Pueden oxidar del 95 al 99% de los compuestos orgánicos volátiles. Este sistema es válido
para compuestos orgánicos volátiles no halogenados y fuel, alcoholes, hidrocarburos alifáticos y
aromáticos, ésteres y quetonas.
La cámara de combustión tiene una capacidad calorífica de 527 a 2.110 millones de julios
por hora. Las temperaturas de trabajo varían entre 760 y 870 ºC. El tiempo de residencia es de 0,5
segundos.
Si a la salida del equipo existen sulfuros o compuestos halogenados o con alta carga de
partículas en la emisión de gas final, no se puede emitir a la atmósfera y se ha de pasar por los
adecuados sistemas de depuración.
Los principales inconvenientes de este sistema son altos costes de operación que van desde
20.905 € para una unidad de 20 m3/minuto hasta 167.238 € para otra de 200 m3/m. El consumo
energético de propano, operando de 10 a 20 m3/m puede oscilar entre 7 € a 13 € por día y de 17 €
a 41 € por día de electricidad.
2.1.- EQUIPOS
Los equipos actúan de forma variada en cuanto a destrucción de contaminantes mediante
la combustión oxidativa. Para concentraciones altas de contaminantes orgánicos se usan los dos
sistemas no catalíticos: La elevada temperatura requerida se puede conseguir con las altas
118
concentraciones de compuestos orgánicos volátiles sin necesidad de adicionar otros combustibles,
mientras que las bajas se tratan con el sistema catalítico, ya que para la temperatura requerida por
este equipo (250 a 500°C) no se necesita quemar grandes cantidades de combustibles.
Los compuestos orgánicos volátiles halogenados suelen producir gases ácidos que hay que
tratar posteriormente para neutralizarlos.
La eficacia del sistema regulada por las tres T: temperatura, tiempo de residencia y
turbulencia.
Oxidación por llama directa: los gases con los contaminantes entran en una cámara y son
quemados a altas temperaturas, 1.000º C mediante un mechero.
Oxidación sin llama: utiliza una cámara cerámica que es calentada por un equipo eléctrico.
Los vapores contaminados se hacen circular por estas paredes cerámicas calientes.
Oxidación catalítica: utiliza un catalizador para conseguir la oxidación de los
contaminantes a bajas temperaturas (250-500 ºC). Los catalizadores más frecuentes son metales
nobles como platino, paladio y rubidio. El gas a tratar se precalienta y se hace pasar por unas
placas de catalizador produciéndose unas reacciones exotérmicas que producen la oxidación de
los contaminantes. El sistema catalítico al trabajar a temperaturas más bajas resulta más
económico.
Como las características del gas extraído varían con el tiempo se recomienda aplicar los
diferentes equipos caracterizados anteriormente para las distintas fases del proceso.
2.1.1.- MÁQUINA DE COMBUSTIÓN INTERNA (ICE)
La ICE (Internal Combustion Engine) es una máquina que destruye los gases usándolos
como combustible interno. Los gases se introducen en el carburador de un motor parecido al
utilizado en los automóviles (también se utiliza para depurar los gases un sistema catalítico
parecido a los automóviles) y posteriormente se queman.
La aplicación principal es sobre compuestos orgánicos volátiles y si su concentración no es
suficiente se adiciona el gas contaminado con combustibles diésel, gas natural o butano y propano.
Asimismo se produce energía que puede ser utilizada para producir vacío mediante un sistema
interno o para suministrar la energía a una bomba de vacío externa de manera que el equipo es
autosuficiente y no requiere de una fuente de energía eléctrica externa.
Los equipos comerciales están diseñados para trabajar con intensidades de flujos de 2 a 14
m3/min y producen vacíos de hasta 46 cm Hg.
119
La aplicabilidad de este sistema depende de los tipo y concentración de contaminantes
orgánicos, así como de la permeabilidad del suelo. El sistema es útil (con eficacias del 90 al 98%)
para concentraciones superiores a los 3.000 ppmv, pero no tanto para más bajas de 1.000 ppmv.
Válida para concentraciones más altas que las de los motores normales de los coches (por encima
del límite LEL, del 1% de gasolina en aire e incluso más allá del límite explosivo de UEL del 7
al 8% de gasolina en aire). Las concentraciones ideales para un mantenimiento del equipo sin
aportes externos son del orden de 30.000 ppmv.
Los principales inconvenientes son la humedad relativa que debe ser inferior al 95%, para
evitar condensaciones. Así como, la combustión de los compuestos orgánicos volátiles genera
gases corrosivos que pueden dañar los componentes de la máquina, tampoco se aplica para
compuestos orgánicos volátiles halogenados.
120
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo VI:
121
Tabla 18
Listado de contaminantes y niveles genéricos de referencia para protección de la salud
humana en función del uso del suelo
Sustancia Número
CAS
Uso
industrial Uso urbano Otros usos
(mg/kg peso seco)
Diclorometano 75-09-2 60*** 6*** 0,6
1,1-Dicloroetano 75-34-3 100** 70*** 7
1,2-Dicloroetano 107-06-2 5*** 0,5*** 0,05
1,1,2-Tricloroetano 79-00-5 10*** 1*** 0,1
1,1,2,2-
Tetracloroetano 79-34-5 3*** 0,3*** 0,03
1,1-Dicloroetileno 75-35-4 1 0,1*** 0,01
Tricloroetileno 79-01-6 70*** 7*** 0,7
Tetracloroetileno 127-18-4 10*** 1*** 0,1
1,2-Dicloropropano 78-87-5 4 0,5*** 0,05
1,3-Dicloropropeno 42-75-6 7*** 0,7*** 0,07
Acenafteno 83-32-9 100** 60*** 6
Acetona 67-64-1 100** 10*** 1
Aldrín 309-00-2 1*** 0,1*** 0,01
Antraceno 120-12-7 100***(1) 100** 45
Benzo(a) antraceno 56-55-3 20*** 2*** 0,2
Dibenzo(a,h)
antraceno 53-70-3 3*** 0,3*** 0,03
Benceno 71-43-2 10*** 1*** 0,1
Clorobenceno 108-90-7 35 10*** 1
1,2-Diclorobenceno 95-50-1 100** 70** 7
1,4-Diclorobenceno 106-46-7 40*** 4*** 0,4
1,2,4-Triclorobenceno 120-82-1 90*** 9*** 0,9
p-Cloroanilina 106-47-8 30*** 3*** 0,3
Clordano 57-74-9 1*** 0,1*** 0,01
Cloroformo 67-66-3 5 3 0,7
Cloruro de vinilo 75-01-4 1*** 0,1** 0,01*
Cresol 95-48-7 100** 40*** 4
Criseno 218-01-9 100** 100** 20
p,p´-DDE 72-55-9 60*** 6*** 0,6
p,p´-DDT 50-29-3 20*** 2 0,2
p,p-DDD 72-54-8 70*** 7*** 0,7
Dieldrin 60-57-1 1*** 0,1** 0,01*
Endosulfan 115-29-7 60*** 6*** 0,6
Endrin 72-20-8 1*** 0,1*** 0,01*
Estireno 100-42-5 100** 100** 20
Etilbenceno 100-41-4 100** 20*** 2
Fenol 108-95-2 100** 70** 7
2-Clorofenol 95-57-8 100** 10*** 1
2,4-Diclorofenol 120-83-2 10*** 1*** 0,1
2,4,5-Triclorofenol 95-95-4 100** 100** 10
122
2,4,6-Triclorofenol 88-06-2 90*** 9*** 0,9
Pentaclorofenol 87-86-5 1*** 0,1*** 0,01*
Fluoranteno 206-44-0 100** 80*** 8
Benzo(b)fluoranteno 205-99-2 20*** 2*** 0,2
Benzo(k)fluoranteno 207-08-9 100** 20*** 2
Fluoreno 86-73-7 100** 50*** 5
Heptacloro epóxido 1024-57-3 1*** 0,1*** 0,01
Hexacloro benceno 118-74-1 1*** 0,1*** 0,01*
Hexacloro butadieno 87-68-3 10*** 1*** 0,1
Hexaclorociclohexano-
alfa 319-84-6 1*** 0,1*** 0,01*
Hexaclorociclohexano-
beta 319-85-7 1*** 0,1** 0,01*
Hexaclorociclohexano-
gamma 58-89-9 1*** 0,1** 0,01*
Hexacloroetano 67-72-1 9*** 0,9*** 0,09
Naftaleno 91-20-3 10 8 1
PCB 13-36-36-
3 0,8 0,08 0,01*
Pireno 129-00-0 100** 60*** 6
Benzo(a)pireno 50-32-8 2*** 0,2*** 0,02
Indeno(1,2,3-cd)
Pireno 193-39-5 30*** 3*** 0,3
Tetracloruro de
carbono 56-23-5 1 0,5*** 0,05
Tolueno 108-88-3 100***(2) 30*** 3
Xileno 1330-20-7 100***(2) 100** 35
Nota. * Límite inferior de detección. ** En aplicación del criterio de reducción. *** En aplicación del
criterio de contigüidad. (1) Para esta sustancia, las comunidades autónomas podrán aplicar NGR superiores
a 100 mg/kg, pero no superiores a 700 mg/kg; en tal caso, deberán justificar explícitamente las razones por
las que adoptan los nuevos valores. Esta justificación deberá figurar en las declaraciones de suelos como
no contaminados o contaminados. (2) Para esta sustancia, las comunidades autónomas podrán aplicar NGR
superiores a 100 mg/kg, pero no superiores a 200 mg/kg; en tal caso, deberán justificar explícitamente las
razones por las que adoptan los nuevos valores. Esta justificación deberá figurar en las declaraciones de
suelos como no contaminados o contaminados. El número CAS (Chemical Abstracts Service) es la
identificación numérica para compuestos químicos, polímeros, secuencias biológicas, preparados y
aleaciones. Fuente: Real Decreto 9/2005, de 14 de enero, por el que se establece la relación de actividades
potencialmente contaminantes del suelo y los criterios y estándares para la declaración de suelos
contaminados.
123
Tabla 19
Listado de contaminantes y niveles genéricos de referencia para protección de los ecosistemas
Sustancia Número
CAS
Organismos
del suelo
Organismos
acuáticos
Vertebrados
terrestres
(mg/kg peso seco)
1,1-Dicloroetano 75-34-3 0,06 4,18
1,2-Dicloroetano 107-06-2 0,16 0,24
1,1,2-Tricloroetano 79-00-5 0,16 0,3
1,1,2,2-
Tetracloroetano 79-34-5 0,02 0,04
Tricloroetileno 79-01-6 0,21 0,45
Tetracloroetileno 127-18-4 0,01 * 0,06 0,15
1,2-Dicloropropano 78-87-5 4,24 0,07 0,43
1,3-Dicloropropeno 42-75-6 0,01 * 0,58
Acenafteno 83-32-9 0,02 4,85
Acetona 67-64-1 0,54 6,71
Aldrin 309-00-2 0,01* 0,01 0,01*
Antraceno 120-12-7 0,01* 22
Benzo(a) antraceno 56-55-3 3,8 0,01
Benceno 71-43-2 1 0,2 0,11
Clorobenceno 108-90-7 1 0,03 7,66
1,2-Diclorobenceno 95-50-1 0,11 3,15
1,4-Diclorobenceno 106-46-7 0,1 0,16 0,53
1,2,4-Triclorobenceno 120-82-1 0,05 0,79 0,94
p-Cloroanilina 106-47-8 0,14 0,01* 0,09
Clordano 57-74-9 0,04 0,01* 0,01*
Cloroformo 67-66-3 0,01 0,01
p,p´-DDE 72-55-9 0,14 0,01* 0,01*
p,p´-DDT 50-29-3 0,01 0,01*
Dieldrin 60-57-1 0,13 0,01* 0,01*
1,4-Dioxano 123-91-1 1,45 13,9
Endosulfan 115-29-7 0,01 0,01* 0,04
Endrin 72-20-8 0,01* 0,01*
Estireno 100-42-5 0,68 0,25 100**
Etilbenceno 100-41-4 0,08 4,6
Decabromofenil éter 1163-19-5 2,66 59,7
Pentabromo difenil
éter
32534-81-
9 0,32 5,18 0,01*
Octabromo difenil
éter
32536-52-
0 0,51 0,24
Fenol 108-95-2 0,27 0,03 23,7
2-Clorofenol 95-57-8 0,04 0,01* 0,12
2,4-Diclorofenol 120-83-2 0,2 0,06 0,02
2,4,5-Triclorofenol 95-95-4 0,05 0,09 3,3
2,4,6-Triclorofenol 88-06-2 0,4 0,012 0,03
Pentaclorofenol 87-86-5 0,02 0,01* 0,01*
Fluoranteno 206-44-0 1 0,03 1,96
124
Fluoreno 86-73-7 0,22 0,02 2,84
Fluoruros 7664-39-3 11 0,29 3,7
Hexacloro benceno 118-74-1 5,7 0,01 0,01*
Hexacloro butadieno 87-68-3 0,01 *
Hexaclorociclohexano-
alfa 319-84-6 0,25 0,05
Hexaclorociclohexano-
beta 319-85-7 0,38 0,01 *
Hexaclorociclohexano-
gamma 58-89-9 0,01* 0,01* 0,23
Hexacloroetano 67-72-1 0,03 0,03
Naftaleno 91-20-3 0,1 0,05 0,06
Nonilfenol 25154-52-
3 0,34 0,031 0,78
Pireno 129-00-0 0,01* 1,2
Benzo(a)pireno 50-32-8 0,15 0,01 *
Tetracloruro de
carbono 56-23-5 0,12
Tolueno 108-88-3 0,3 0,24 13,5
Xileno 1330-20-7 0,07
Nota. * Límite inferior de detección. ** En aplicación del criterio de reducción. El número CAS (Chemical
Abstracts Service) es la identificación numérica para compuestos químicos, polímeros, secuencias
biológicas, preparados y aleaciones. Fuente: Real Decreto 9/2005, de 14 de enero, por el que se establece
la relación de actividades potencialmente contaminantes del suelo y los criterios y estándares para la
declaración de suelos contaminados.
125
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo VII:
126
La identificación de impactos que generan cada una de las técnicas de remediación, debe
valorarse de forma cuantitativa y cualitativa mediante un método matricial que integre todos los
factores del medio; en este caso existe una ecuación desarrollada por Vicente Conesa (1997). El
desarrollo de la ecuación es llevado a cabo mediante el modelo propuesto en el siguiente cuadro
(Hidroar, 2013; Conesa, 1993).
Signo Intensidad (i)*
Beneficioso + Baja 1
Perjudicial - Total 12
Extensión (EX) Momento (MO)
Puntual 1 Largo plazo 1
Parcial 2 Medio Plazo 2
Extenso 4 Inmediato 4
Total 8 Crítico 8
Crítica 12
Persistencia (PE) Reversibilidad (RV)
Fugaz 1 Corto plazo 1
Temporal 2 Medio plazo 2
Permanente 4 Irreversible 4
Sinergia (SI) Acumulación (AC)
Sin sinergismo 1 Simple 1
Sinérgico 2 Acumulativo 4
Muy sinérgico 4
Efecto (EF) Periodicidad (PR)
Indirecto 1 Irregular 1
Directo 4 Periódico 2
Continuo 4
Recuperabilidad (MC)
I=±[3i+2EX+MO+PE+RV+SI+AC+EF+PR+MC]
Inmediata 1
Recuperable 2
Mitigable 4
Irrecuperable 8
De acuerdo con este modelo, los valores de importancia (I) pueden modificarse según:
Valor I (13 y 100) Calificación Significado
< 25 BAJO Efecto irrelevante.
25 ≥ < 50 MODERADO El efecto no precisa medidas correctoras.
127
50 ≥ < 75 SEVERO Se requiere medidas correctoras o protectoras, pues la
recuperación es lenta.
≥ 75 CRÍTICO No es posible la recuperación, por lo que se requieren
medidas compensatorias.
Los siguientes conceptos ayudarán a la comprensión del significado dado anteriormente
(Conesa, 1993):
Signo (+/ -)
El signo del impacto dará a conocer si es beneficioso (+) o perjudicial para los elementos
ambientales por acción de remediación la que se ve afectada.
Intensidad (i)
Grado de incidencia de la acción sobre el elemento, en el ámbito específico en el que actúa.
El valor 12 significa una destrucción total del elemento en el área en la que se produce el efecto
y el 1 una afección mínima.
Extensión (EX)
Área de influencia teórica impactada por las acciones de remediación correlacionada con
la superficie de elementos que se ven afectados.
Momento (MO)
El plazo de manifestación del impacto alude al tiempo que trascurre entre la aparición de
la acción y el comienzo del efecto sobre el elemento del medio.
Persistencia (PE)
Tiempo de permanencia del efecto desde su aparición y a partir del cual el elemento
afectado retornaría a las condiciones iniciales previas a la acción por medios naturales o mediante
la introducción de medidas correctoras.
Reversibilidad (RV)
Reconstrucción natural del elemento afectado por las acciones de remediación.
Recuperabilidad (MC)
Reconstrucción artificial, mediante medidas antrópicas, del elemento afectado.
Sinergia (SI)
Producción de un efecto que se combinado con otros ajenos dando lugar un impacto de
mayor envergadura que el sumatorio de efectos que se dan lugar sobre el elemento.
Acumulación (AC)
Aumento progresivo de la manifestación del efecto, cuando persiste de forma continuada
o reiterada la acción que lo genera.
128
Efecto (EF)
Relación causa-efecto, o sea a la forma de manifestación del efecto sobre un elemento,
como consecuencia de una acción.
Periodicidad (PR)
La periodicidad se refiere a la regularidad de manifestación del efecto, bien sea de manera
cíclica o recurrente (efecto periódico), de forma impredecible en el tiempo (efecto irregular), o
constante en el tiempo (efecto continuo).
De esta manera queda conformada la llamada Matriz de Impactos Sintética, la cual está
integrada por un número que se deduce mediante el modelo de importancia propuesto, en función
del valor asignado a los símbolos considerados (Conesa, 1993).
Posteriormente se elabora la Matriz de Impactos Sintética Ponderada. La particularidad de
esta matriz se constituye en la incorporación de las UIP (Unidades de Importancia Ponderada).
Considerando que cada elemento representa solo una parte del medio edáfico y otros
asociados a este, es necesario llevar a cabo la ponderación de la importancia relativa de los
elementos en cuanto a su mayor o menor contribución a la situación del medio. Con este fin se
atribuye a cada elemento un peso, expresado en las UIP, las cuales toman en cuenta la importancia
que tiene cada elemento en el sitio donde se desarrolla las actuaciones de remediación (Conesa,
1993).
En definitiva la matriz quedara conformada con las siguientes categorías:
Valor I Ponderado Clasificación Categoría
< 2,5 BAJO
2,5 ≥< 5 MODERADO
5 ≥< 7,5 SEVERO
≥ 7,5 CRÍTICO
Los valores con signo + no presentan impacto
129
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo VIII:
130
DESCRIPCIÓN DE LA OBRA
Una vez elegida la técnica o la combinación de técnicas más apropiadas, en este apartado
del trabajo se describirá las actuaciones que se podrían llevar a cabo, claro está que hay
actuaciones que son opcionales para diferentes técnicas por lo que se ha intentado generalizar
todo el proceso:
a. Preparación:
- Vallado de la zona
- Limpieza y preparación del terreno: consistirá en el acondicionamiento de la zona para poder
introducir maquinaría, materiales, equipos, etc.
- Allanamiento de la zona: pequeños movimientos de una zona concreta para el
acondicionamiento.
- Construcciones provisorias: caseta de obra y parque de maquinarias para la realización de la
obra.
- Acopio de materiales: almacenamiento temporal de los materiales de obra, incluyendo los
residuos de las excavaciones que se realicen, para posteriormente restaurar determinadas zonas.
- Movimiento de maquinaria: incluye todo el movimiento de vehículos pesados en el entorno del
proyecto (maquinaria para excavación, transporte de materiales, etc.).
b. Aprovechamiento de accesos: facilitado por tramos directos del viario cercano a la zona de
estudio. Así como, el aprovechamiento de la superficie libre para establecer una zona de operación
y de parada de los vehículos.
c. Tala y desbroce: retirada de masa arbórea y cubierta vegetal de la zona, si no existe otra
alternativa para actuar en la remediación.
d. Movimientos de tierra: pequeños movimientos, de la zona completa para comenzar las obras
(la cubierta edáfica retirada será almacenada para la restauración de la misma).
e. Excavación de zanjas: zanjas a lo largo del terreno para la posterior instalación tuberías y
pozos.
f. Acopio de materiales de relleno, colocación y cierre de zanjas: traslado de los materiales
que deben introducirse en las zanjas, así como el necesario para el relleno las mismas.
Durante las actividades de actuación en la remediación del suelo:
131
a. Conducción de efluentes: las aguas residuales y todos los residuos que se generen deberán ser
evacuados por una red adecuada para este fin. Asimismo, generará un consumo de materias
primas, ruido y emisiones que deberán controlarse.
b. Tránsito de camiones para surtir materiales necesarios.
c. Tránsito de camiones para la recogida de residuos: los residuos peligrosos generados en los
equipos junto a los residuos sólidos urbanos serán retirados en camiones.
d. Tránsito de vehículos y personal de la empresa encargada: en esta acción se generará
ruidos, emisiones de gases y residuos sólidos urbanos.
Por último, en la fase de cierre, se llevarán a cabo las siguientes acciones:
a. Vallado de la zona: inclusión de vallas que impidan el acceso y favorezcan la seguridad.
b. Retirada de los equipos.
c. Retirada de residuos finales.
d. Incorporación del suelo descontaminado.
e. Allanamiento del terreno: movimiento de tierra para la restauración de la zona.
f. Recuperación de la cubierta vegetal: ayuda a la instauración de la vegetación propia del lugar.
132
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo IX:
133
EMISIONES Y CONSUMO
Para los siguientes datos se han elaborado estimaciones conforme a las necesidades y a las
cantidades que se prevé que se pueden generar o necesitar, en base a las referencias bibliográficas
citadas en el apartado noveno del presente trabajo.
1.- CONSUMO DE AGUA
Este consumo en las técnicas es básico, ya sea mediante extracción o como técnicas de
lavado, por ello es necesario conocer su gasto con el fin de aproximarse a un presupuesto real sin
alterarse por costes indirectos que no se tuvieron en cuenta. A pesar de ello, tanto las referencias
bibliográficas como aquellos proyectos realizados no se tienen una correlación adecuada en el
consumo.
El agua, además de su uso como disolvente o material de lavado de los contaminantes,
puede adicionarse para:
Riego del terreno con el fin de evitar la liberación de polvo.
Limpieza de equipos e instalación.
Circuitos de refrigeración y calderas.
Otros usos.
2.- CONSUMO ENERGÉTICO
El gasto energético en algunas técnicas representa el 60% o incluso más sobre el gasto
económico, por ello para estimar cada técnica es esencial tenerlo en cuenta. A continuación se
darán a conocer los consumos energéticos para algunas técnicas, la mayoría de ellas presentan
consumos energéticos que no se han podido estimar y en otras esta problemática no es relevante:
Vitrificación in situ: entre 700 y 1.000 kWh por tonelada de suelo.
Extracción de aire: 0,01 kWh por m3/hora de caudal nominal de aire.
Extracción de agua: 0,5-1 kWh/m3 de agua, para caudales inferiores a 10 m3/hora.
Para bombas sumergibles con caudal inferior a 20 m3/hora varia si la profundidad
es superior o inferior a 100 metros, obteniéndose consumos de 0,1-0,5 kWh/m3 y
0,5-1,0 kWh/m3 respectivamente.
Electrocinética: 50-100 kWh/m3 para rendimientos de 85-95 %.
Inyección de aire comprimido: 0,1-0,2 kWh por m3/hora de caudal nominal.
134
Tabla 20
Comparación de consumos energéticos entre diferentes técnicas de remediación
kWh m3 Horas Rendimiento
(%)
Vitrificación in situ 853,66 1.219,51 1 -
Extracción de aire 0,1 - 1 10 -
Extracción de agua caudal inf a 10 25 50 5 10 -
Extracción de agua caudal inf a 20 prof inf 100 m 15 75 15 10 -
Extracción de agua caudal inf a 20 prof sup 100 m 75 150 15 10 -
Electrocinética 50 100 1 - 85-95
Inyección de aire comprimido 1 2 1 10 -
Nota. Fuente: Elaboración propia.
La tabla anterior muestra un resumen de los consumos energéticos de las técnicas
mencionadas anteriormente. Se ha establecido, para normalizar los valores, que un volumen
correspondiente a 1 m3 equivale a 1.220 kg y un tiempo de normalización de 10 horas aplicadas
a la técnica de remediación, a pesar de dicha facilidad se desconoce el rendimiento operativo a
excepción de la técnica de electrocinética. Sin tener en cuenta lo anterior y considerando un
rendimiento similar, la técnica de mayor consumo energético es la vitrificación in situ y la de
menor gasto energético es la extracción de aire.
3.- CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
Las emisiones que se pueden considerar como nocivas puede ser, sobre todo, el tránsito de
vehículos, ya sean camiones o vehículos propios del personal. Favoreciendo a que se den
emisiones de GEI, sobre todo de CO2, sobre la zona de operación.
Las emisiones de gases, ruidos, olores y residuos a la atmósfera son muy complejas de
estimar en cada una de las técnicas de remediación, pero se debe garantizar que sean mínimos y
se controlen cumpliendo la legislación vigente (no solo por la protección ambiental sino también
de los operarios que realizan diversas actividades en el proceso de remediación).
135
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo X:
136
OBJETIVOS AMBIENTALES
Toda actuación antrópica en el medio natural lleva consigo una alteración del mismo. Por
ello, en este apartado se quiere establecer unas medidas que minimicen aquel efecto negativo
desarrollado desde el muestreo inicial pasando por la operación de la técnica de remediación y
concluyendo con el desmantelamiento o finalización del proyecto de restauración del suelo
contaminado.
1.- REGLA ECOLÓGICA Y AHORRO
La regla de las tres erres ecológicas es una base que sostiene el ahorro y la preservación del
entorno.
La reducción de solventes, reactivos o materiales en cualquier técnica de remediación, no
solo reduce en el gasto económico sino también se impulsa una idea plenamente sostenible que
se basa en la descontaminación y la no alteración de los elementos ambientales que configuran el
suelo. Como ejemplo de reducción, las técnicas térmicas y de oxidación reduce el consumo de
combustible mediante la instalación de un intercambiador de calor en la salida del horno
aprovechando parte de la energía del aire tratado en reacciones de oxidación.
La reutilización de los productos y materiales obtenidos, recirculándose en el proceso,
incrementa la eficiencia de la técnica reduciendo costes en nuevos materiales y consumo
energético que puede aprovecharse mediante transferencia energética. Hay técnicas como la
vitrificación y la incineración que limitan la reutilización del propio suelo tratado, en cambio otras
técnicas de remediación si facilitan la remediación como algunos de estos ejemplos:
Extracción de fase libre: esta fase puede ser recuperada como hidrocarburo para
reutilizarse en refinerías o como combustible de bajo poder calorífico, siempre que
tenga la calidad suficiente y un contenido en humedad bajo.
Extracción con agentes químicos: los disolventes que contienen carga
contaminante suelen reutilizarse mediante previa separación y posterior
tratamiento físico-químico o térmico.
Desorción térmica: en esta técnica la reutilización es del propio suelo favoreciendo
la actividad biológica, siempre y cuando la temperatura llevada a cabo en el
proceso sea inferior a 400-500 ºC.
El reciclado de materiales y residuos generados, con su tratamiento correspondiente, puede
mejorar el uso de las técnicas por la misma razón que la reutilización; aunque en estos casos los
productos reciclados pueden servir como producto de venta y entrada de beneficios en el
presupuesto global de la remediación. Algunos ejemplos de técnicas que pueden reciclar:
137
Lavado: en esta técnica se utiliza el agua, la cual recibe un tratamiento y separación
de contaminantes y a raíz de ello puede ser reciclada en el proceso interno.
Extracción de agua: puede llevarse a cabo el mismo procedimiento que la técnica
anterior para reciclarse.
Si esta regla ecológica no se puede llevar a cabo en algún material, reactivo en exceso o
producto solo queda ser tratado, para disminuir su toxicidad, y eliminarse, si este caso no puede
establecerse requerirá su almacenamiento en un vertedero controlado como última alternativa.
2.- TRATAMIENTO DE AGUAS
Varias de las técnicas de remediación usan en su proceso como disolvente el agua, por lo
que esta sustancia debe ser separada de la carga contaminante y tratada. Hay gran parte de residuos
acuosos que no pueden depurarse completamente por tanto no puede realizarse ningún vertido
excepcional hacia la red de alcantarillado. Cumpliendo esta premisa no habrá complicaciones en
acatar lo dispuesto en la legislación en materia de aguas.
La solución, para estos residuos líquidos, consiste en eliminar el material orgánico,
procesándolo mediante digestión anaerobia y obtener CH4, CO2 y un bajo porcentaje de materia
orgánica, mediante un alto rendimiento del proceso. Para optimizar la eliminación de materia
orgánica restante, cuya formación generan lodos, se puede someter a digestión aerobia; una vez
eliminada la fracción orgánica, esta se clarifica y filtra. Por último, el clarificado de lodos y los
gases (dióxido de carbono y metano) se llevan a caldera o aprovechando cualquier proceso o
técnica térmica combinada.
Se aconseja una conexión hermética entre la red de alcantarillado con las tuberías ya
instaladas de las técnicas de remediación, provistos de medidores de la composición y calidad de
las aguas. Con ello, se asegurará el objetivo de no generar ningún vertido perjudicial a la cubierta
edáfica (superficial o subterránea), así como imposibilitar cualquier emisión por evaporación de
compuestos de aguas residuales industriales. Claro está que la conexión de tuberías debe
componer una longitud razonable, con el fin de garantizar una eficaz circulación y transporte
hacia una planta de tratamiento de aguas.
3.- GESTIÓN DE RESIDUOS
Los residuos no peligrosos son aquellos que no cumplen ninguna característica o
catalogación de peligrosidad según la LRSC (Ley de Residuos y Suelos Contaminados). La
gestión de aquellos residuos no peligrosos generados en cada una de las técnicas de remediación
138
se llevará a cabo mediante una separación adecuada en los contenedores internos, así poder
facilitar su posterior transporte hacia contenedores establecidos mediante ordenanza del
municipio en el que se desarrolle la actividad de descontaminación. Los contenedores integrados
en la zona de estudio se someterán a una limpieza de forma regular para evitar malos olores y
otros problemas que puedan derivar de la suciedad de los mismos.
Los residuos peligrosos son aquellos que presenta una o varias de las características
peligrosas enumeradas en el anexo III de la LRSC, y aquellos que considere el Gobierno de
conformidad con lo establecido en la normativa europea o en los convenios internacionales de los
que España sea parte, así como los recipientes y envases que los hayan contenido tóxico, han de
gestionarse minuciosamente según marca la normativa vigente. Por ello, el gestor encargado
deberá declarar a la Delegación Territorial de la Consejería, la producción de residuos del año
inmediatamente anterior, debiendo especificar como mínimo el origen y cantidad de los residuos
generados o importados, identificados por su código LER (Lista Europea de Residuos), el destino
dado a cada uno de ellos con indicación de los gestores a los que se les ha entregado y la relación
de los que se encuentren almacenados temporalmente. Dichos residuos serán almacenados en un
habitáculo, mientras se llevan a cabo las técnicas de remediación, desprovisto de elementos que
puedan provocar riesgos adicionales (cuadros eléctricos, compresores, bombas eléctricas, etc.) y
provisto de un sistema de detección y contención de fugas; el techo evitará el paso del agua de
lluvia, y las paredes laterales evitarán la incidencia de la radiación solar, pero favorecerán la
ventilación para facilitar la renovación de aire en el interior. Finalmente estos residuos
almacenados deberán ser gestionados y transportados mediante lo acordado por el gestor
autorizado.
139
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo XI:
140
PROPUESTA DE MEDIDAS PREVENTIVAS, CORRECTORAS Y
COMPENSATORIAS
En este apartado se darán a conocer aquellas medidas previstas para prevenir, reducir y, en
la medida de lo posible, compensar aquellos efectos sustancialmente negativos sobre el entorno
afectado por las acciones de remediación.
1.- FASE DE OBRAS
1.1.- Medidas preventivas y correctoras
En la acción de tala y desbroce, se dará a conocer a los operarios el interés de conservar
cierta vegetación con fines ornamentales (si se diera el caso) para la posterior restauración del
suelo, por ello dicha vegetación se encontrará aislada del tránsito de maquinaría hasta la
finalización de la remediación.
Las emisiones de polvo y material particulado deberán reducirse mediante riego del terreno
desde el inicio hasta el fin de la recuperación del suelo contaminado, también se limitará una
velocidad de 50 km/h para este mismo fin. Para disminuir las emisiones de NOx y CO2 se
conectará un filtro en el escape en los vehículos y maquinaria, con lo cual se evitarán deficiencias
de engrase, mal ajuste o mal emplazamiento de la maquinaria empleada. Asimismo, la creación
de un parque para maquinaria tendrá utilidad en la recogida aceites y carburantes de los camiones
y maquinaria, evitando la penetración en el suelo y posibles masas de agua subterránea.
El acopio de materiales siempre se dispondrá a sotavento de las zonas pobladas y autopista
o zonas de periferia, estos materiales estarán depositados en contenedores de mercancías. De esta
forma, se reduce su movilización y su impacto visual.
El riego del terreno antes del movimiento de tierras acaecerá la prevención en gran medida
de la erosión eólica, favoreciendo una mayor cohesión en la cubierta edáfica.
La excavación y relleno de zanjas solo se tendrá en cuenta las medidas en la zona de
perimetraje establecida por el técnico, y no se sobrepasará la profundidad establecida para evitar
problemas de contaminación o rotura de tuberías municipales. El relleno se realiza con el suelo
tratado, pero si no se pudiese tal acción podría rellenarse con un suelo adyacente (con propiedades
similares) libre de carga contaminante.
Los residuos industriales generados durante esta fase deberían depositarse en cubas,
aconsejándose un alquiler de las mismas a una empresa externa. Y los residuos urbanos de los
operarios deberán separarse mediante contenedores de reciclaje internos de la zona de
remediación.
141
El medio paisajístico (o perceptual) podría disminuir su impacto, si hay gran alteración
después de la remediación, mediante la creación de zonas verdes una vez descontaminado el
suelo.
2.- FASE DE ACTUACIÓN
2.1.- Medidas preventivas y correctoras
La limpieza in situ (CIP) diaria de los equipos de la técnica o técnicas de remediación
elegidas mejorará el rendimiento e impulsará el ahorro energético, reduciendo considerablemente
la generación de residuos orgánicos y otros que generalmente se producen por el mantenimiento.
Asimismo, se aconseja la contratación de personal de vigilancia para impedir actividades
vandálicas a los equipos que deben dejarse insertados en el suelo.
La instalación eléctrica, conexión de tuberías y válvulas deberá permanecer en perfecto
estado, de forma que no cause descarga eléctrica y fugas de efluentes industriales
respectivamente, así como mantener los equipos automáticos o mecánicos en buen estado y
revisados diariamente por el personal encargado.
Los residuos generados por el personal serán separado a diario en contenedores selectivos,
aquellos que se consideren peligrosos deberán almacenarse en un habitáculo provisto de unas
condiciones especiales, las cuales se habló en este trabajo en el apartado de gestión de residuos.
2.2.- Medidas compensatorias
La población local tendrá preferencia en la contratación para las prácticas de menor
cualificación, compensando las posibles quejas de la población o vecindario próximo a la zona de
estudio.
142
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo XII:
143
SEGURIDAD Y MEDIO AMBIENTE
La seguridad en la aplicación de cada técnica descrita es primordial para el buen
funcionamiento de las mismas. De esta forma se entiende que deban integrarse diferentes planes
en todo el proyecto de remediación, consiguiendo un incremento de la efectividad, reducción de
accidentes en el medio natural y, más importante aún, la protección de los propios operarios.
1.- SEGURIDAD EN LA TOMA DE MUESTRAS
En concordancia con (Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio de la
Junta de Andalucía, 2008) las muestras que se toman en la determinación de contaminantes en
suelos deben considerarse como peligrosas para la salud de la persona que lleva a cabo dicha
actuación. Las muestras pueden tener propiedades tóxicas, corrosivas, inflamables y/o explosivas.
Una protección mínima implica el cuidado de los ojos, el uso de guantes de látex o de otro tipo,
y de botas y ropa adecuada (en caso de mayor toxicidad de contaminantes se necesitará ropa de
protección especial como monos de polietileno). Cuando hay presencia de contaminantes volátiles
en los pozos se requerirá el uso de mascarillas y respiradores de oxígeno, además de aquellos
habitáculos en los que se concentren los residuos contaminantes.
2.- ANÁLISIS CUANTITATIVO DE RIESGOS (ACR)
2.1.- Objetivos
El Real Decreto 1196/2003 establece el siguiente contenido para el ACR:
1. Identificación de los sucesos iniciadores.
2. Determinación de las causas y frecuencias de estos sucesos iniciadores.
3. Determinación de la evolución de los sucesos iniciadores hasta los accidentes finales.
Cuantificación de las frecuencias de los sucesos accidentales finales.
4. Determinación de las consecuencias letales de los accidentes finales.
5. Determinación del riesgo.
6. Comparación del riesgo con los criterios de aceptabilidad.
Siguiendo lo dictaminado en dicha normativa, el objeto del ACR consiste en determinar el
riesgo para las personas en el entorno de los establecimientos afectados que esté relacionado con
la presencia de sustancias peligrosas y con diversas finalidades, alguna de las cuales se ha citado
anteriormente en este apartado.
144
Dicho lo anterior se pueden establecer los siguientes objetivos relacionándose con las
actuaciones a llevar a cabo en las tareas de remediación (Alonso, 2012):
Evaluar los riesgos potenciales referentes a la contaminación determinada en el subsuelo.
Establecer niveles de contaminación residual admisibles en el subsuelo, dando garantías
que los índices de riesgo potencial y vías de exposición se encuentran en los valores
admisibles.
Establecer unas medidas preventivas y/o correctoras basándose en criterios de seguridad
en uso de las técnicas de remediación.
2.2.- Alcance
El alcance consiste en evaluar previamente el uso que se ha tenido del suelo contaminado,
tanto por documentación aportada por el promotor de la actividad degradante como por el
muestreo que se realiza determinando los posibles contaminantes presentes. El análisis de riesgos
determinará con los resultados obtenidos si se considera que el suelo se vea afectado o no una vez
finalizadas las tareas de remediación de suelos.
2.3.- Método
Uno de los métodos más recomendables y aceptados es propuesto por la American Society
for Testing and Materials norma ASTM E1739-95 (Risk Based Corrective Action). Se basa en la
premisa de apoyo en el proceso de evaluación y toma de decisiones en casos de contaminación
por hidrocarburos derivados del petróleo.
El riesgo es calculado teniendo en cuenta la modelización del transporte de los
contaminantes (se aconseja el uso de programas como RBCA TOOL KIT FOR CHEMICAL
RELEASES versión 2.5), con el fin de determinar la concentración a la que se expone el receptor
hacia un contaminante. Después de ello, se calcula la exposición a partir de la dosis de exposición
(teniendo en cuenta variables como la magnitud, frecuencia y duración de la exposición y peso
del receptor) y la toxicidad (aportada mediante datos bibliográficos), para después valorar el
índice de riesgo de cada receptor por contaminante y los niveles que se intentan conseguir en el
suelo (Alonso, 2012).
2.4.- Valoración del riesgo
El riesgo caracterizado es diferente para compuestos cancerígenos y no cancerígenos
(Alonso, 2012):
Los compuestos no cancerígenos se calculan mediante el Índice de Riesgos (IR) que
consta de dividir la dosis total de exposición entre la dosis total admisible:
Í𝑛𝑑𝑖𝑐𝑒 𝑑𝑒 𝑅𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 (𝐼𝑅) =𝐷𝑜𝑠𝑖𝑠 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐸𝑥𝑝𝑜𝑠𝑖𝑐𝑖ó𝑛
𝐷𝑜𝑠𝑖𝑠 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝐴𝑑𝑚𝑖𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒
145
Un índice inferior a 1 determina que el riesgo potencial es aceptable, si es mayor a 1 el
riesgo potencial es inaceptable.
Los compuestos cancerígenos se calculan mediante el Riesgo Cancerígeno (RC), que es
el producto de la dosis de exposición (mg/kg·día) por el factor cancerígeno (kg·día/mg):
𝑅𝑖𝑒𝑠𝑔𝑜 𝐶𝑎𝑛𝑐𝑒𝑟í𝑔𝑒𝑛𝑜 (𝑅𝐶) = 𝐷𝑜𝑠𝑖𝑠 𝐸𝑥𝑝𝑜𝑠𝑖𝑐𝑖ó𝑛 ∗ 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝐶𝑎𝑛𝑐𝑒𝑟í𝑔𝑒𝑛𝑜
El riesgo es aceptable si se localiza entre 1·10-4 (una persona presenta la enfermedad de
10.000 personas) y 1·10-6.
3.- SEGURIDAD EN LAS OBRAS
3.1.- Procedimiento previo
Para dar inicio a las diversas actividades de remediación, se requiere previamente la
aportación de los documentos y autorizaciones por parte de las administraciones competentes.
Las cuales velarán por la legitimidad de los permisos de gestión y actuación.
La organización del plan de obra es aconsejable que se realice mediante un organigrama
diferenciando las diversas actividades a realizar con su tiempo correspondiente.
La elaboración del Plan de Seguridad (verificado por el Coordinador en materia de
seguridad y salud) debe contener la información exigida por el Real Decreto 1627/97, indicando
las disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras, asegurando la reducción de riesgos
de exposición hacia los contaminantes tratados en las actividades de remediación.
3.2.- Personal
El personal a cargo de las tareas debería utilizar una indumentaria adecuada, zapatos con
protección de punta de acero, cascos, guantes, antiparras, protectores auditivos y máscaras según
la actuación a llevar a cabo. Es aconsejable evitar el uso de equipos con motores a explosión.
3.3.- Prevención
En cada actividad existen diversos riesgos que han de identificarse y asignarle unas
protecciones técnicas preventivas. Asimismo, se le debe instruir a cada operario en materia de
prevención de riesgos laborales, primeros auxilios y orientarles en el correcto uso de las
protecciones colectivas, equipos de protección individual y medidas preventivas adecuadas a la
actividad desarrollada (en fase de construcción, actividades que involucren el uso de maquinaria,
tareas desarrolladas en altura, en zonas de elevada temperatura o aquellas en la que se someta al
operario a trabajar en tensión eléctrica). Además se velará por una vigilancia de la salud de los
146
trabajadores, es decir periódicas revisiones médicas en los cuales se verifique su estado y un
registro sanitario que garantice la seguridad desde el inicio de la remediación hasta su conclusión.
3.4.- Manejo de agentes químicos y contaminantes
Aportación de plena información acerca de la peligrosidad, volatilidad, toxicidad e
inflamabilidad de los agentes químicos utilizados en tareas de remediación y aquellos
contaminantes que son involucrados en tales actuaciones. Asimismo, es de gran relevancia formar
a los trabajadores sobre sinergismos que se originan por reacciones con otros productos químicos
que pueden llegar a ocasionar llamas intensas o explosiones, así como formación de los diferentes
ambientes estables donde se mantengan seguros en la operación llevada a cabo.
3.5.- Plan contra incendios
La protección contra incendios es una tarea seria y coordinada que debe ser llevada
teniendo en cuenta todos los detalles. Las condiciones de construcción, medios de protección,
capacitación del personal y observación de las instalaciones son algunos de los factores a tener en
cuenta. La extensión se puede impedir mediante la plantación de especies vegetales pirófilas o
pirófitas (resistentes al fuego); así como situar pantallas de vegetación para evitar el paso de
personas las cuales pueden realizar prácticas inadecuadas, y disponer de puntos de agua para
mitigar posibles incendios.
De gran importancia es realizar un inventario de los medios existentes, determinando
cantidad de extintores, marca, tipo, capacidad, número de fabricación, vencimiento de carga, y
ubicación. Además de definir si estos elementos son suficientes o deben ser complementados con
otros según las características de la instalación. Las normas de seguridad establecen la posesión
de extintores con potencial mínimo de extinción, en lugares accesibles y prácticos, distribuidos
en razón de uno cada doscientos metros cuadrados de superficie. Los extintores han de estar en
zonas estratégicas (facilidad de llegar a ellos y buena visibilidad de su colocación) al igual que
las bocas de riego, acompañadas de un pequeño martillo para la rotura del cristal donde se alojaran
dichos extintores y bocas de riego.
El mantenimiento de los equipos para el control de incendios debe seguir lo interpuesto en
la normativa UNE 23120 Revisión de la norma UNE: Mantenimiento de Extintores de Incendios
de 2011.
Las características de los extintores y elementos de emergencia, dependerá de la clase de
fuego probable. Debe realizarse una planilla detallada de estos materiales y determinar
responsabilidades de supervisión para controlar vencimientos de cargas y estados generales.
El mismo trabajo debe realizarse con la iluminación de emergencia, asegurando la
iluminación en un corte de energía en los trayectos. Además, se debe distribuir estratégicamente
147
los medios de comunicación y transmisión de alarmas, pulsadores y centrales inteligentes de
incendios.
Una medida eficaz es la prohibición de fumar para cualquier trabajador en las tareas de
remediación. Los cortocircuitos que pudieran originarse deben ser minimizados contando con
protección de disyuntores diferenciales.
3.6.- Plan de cierre y restauración
El plan deberá considerar el cese de la actividad de remediación propiamente dicha, tras
una duración que va desde semanas a meses, concluyendo en la restauración del suelo
contaminado. Para ello, se desarrollarán las acciones mencionadas en la descripción de la obra.
El procedimiento se inicia con la retirada de equipos industriales, casetas provisionales,
vallas perimetrales…, etc. Mención especial reside en el habitáculo de almacenamiento de
residuos peligrosos, que deberá limpiarse minuciosamente antes de su desmantelamiento. Los
materiales desmontados de los diferentes equipos como aceros, cobres y aislantes se aconsejan
reciclarse y reutilizarlos para venderse a empresas externas o para el propio uso de la empresa
encargada de la remediación. Por otra parte, los materiales como hormigón e inertes se deben
transportar a vertedero.
Finalmente se llevará a cabo el Plan de Restauración Final del suelo contaminado,
eliminando los restos de obra civil, y asignándole al terreno su uso futuro, compatible con los
usos urbanísticos y ambientales propios de la zona, es importante que el suelo extraído se
reincorporé al igual que introducir especies vegetales autóctonas, que podrían haberse erradicado
por el bien de la obra.
148
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo XIII:
149
PROGRAMA DE VIGILANCIA AMBIENTAL
El programa de vigilancia ambiental es un plan que garantiza el cumplimiento de las
medidas preventivas, correctoras y compensatorias, así como la ejecución durante las actuaciones
de remediación. Se aconseja que su elaboración la lleve a cabo un técnico ajeno a la empresa que
realiza las actuaciones en la remediación del suelo contamina, ya que este técnico no tendría
intereses económicos (a priori) ni de otro tipo en el mismo, garantizando la mayor objetividad.
Un ejemplo de la monitorización, que se elabora a partir de las medidas efectuadas en
relación con los impactos generados en las diferentes actuaciones para remediar suelos, es posible
generalizarse con lo indicado en las siguientes tablas.
Tabla 21
Seguimiento y control ambiental del suelo
Nota. Fuente: Elaboración propia.
Tabla 22
Seguimiento y control ambiental de la masa de agua subterránea
Nota. Fuente: Elaboración propia.
Calidad del suelo
Vigilancia Frecuencia
Vegetación
Constatar que la vegetación
de interés ornamental no esté
afectada.
A la semana de la
finalización de las obras.
Residuos
Constatar la retirada de
cualquier residuo industrial.
Cada dos semanas desde el
inicio de las obras y dos
semanas después del final de
las mismas.
Calidad del agua
Vigilancia Frecuencia
Aguas residuales e
industriales
Comprobar el
funcionamiento de tuberías y
posibles fugas.
Una vez cada dos meses
durante la fase de actuación.
Efluentes líquidos
Comprobar posibles
infiltraciones de efluentes.
Cada dos meses desde el
inicio de las obras y dos
semanas después de su
finalización.
150
Tabla 23
Seguimiento y control ambiental de la atmósfera
Calidad de la atmósfera
Vigilancia Frecuencia
Acústica
Verificar los niveles de
presión sonora internos y
externos.
Dos veces por semana
durante la fase de actuación.
Gases y partículas
Verificar las emisiones de
partículas y CO2.
Semanalmente desde el inicio
de las obras.
Nota. Fuente: Elaboración propia.
Tabla 24
Seguimiento y control ambiental del medio perceptual
Nota. Fuente: Elaboración propia.
Finalmente, con objeto de garantizar el cumplimiento de estas medidas de vigilancia se
obliga, por parte de la legislación en materia de evaluación ambiental, elaborar un informe
elevado a la Delegación Territorial de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio
correspondiente a la provincia, en el caso de ser en Andalucía, donde se desarrollen las actividades
de remediación.
Calidad del paisaje
Vigilancia Frecuencia
Polvo
Comprobar el riego durante
el tránsito de vehículos.
Cada mes durante la fase de
obras de remediación.
Repoblación vegetal
Comprobar la plantación de
las especies ornamentales en
final de obras.
Su actuación se llevará a
cabo semanas o pocos meses
de finalizar las actuaciones.
151
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo XIV:
152
Matriz Remediación
Fisico-Química
Des
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hal
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Co
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tos
ino
rgán
ico
s
Co
mb
ust
ible
s
Tecnologías Físico-Químicas In Situ
Oxidación/Reducción ✔️ ✔️ ➖ ➖ ❌
❌
❌
✔️ ✔️ ➖ ➖ ➖
❌
Electrocinética ✔️ ✔️ ✔️ ❌
❌
❌
❌
✔️ ❌
➖ ➖ ✔️ ❌
Lavado ✔️ ✔️ ➖ ❌
❌
❌
✔️ ✔️ ❌
✔️ ✔️ ➖ ✔️
Extracción ✔️ ✔️ ➖ ✔️ ✔️ ❌
✔️ ✔️ ❌
✔️ ✔️ ✔️ ❌
Tecnologías Térmicas In Situ
Desorción Térmica ✔️ ✔️ ❌
❌
❌
❌
✔️ ✔️ ❌
✔️ ✔️ ❌
✔️
Tecnologías Fisico-Químicas Ex Situ
Extracción ✔️ ✔️ ➖ ✔️ ✔️ ❌
✔️ ✔️ ❌ ➖ ➖ ✔️ ➖
Oxidación/Reducción ✔️ ✔️ ➖ ➖ ❌
❌
❌
✔️ ✔️ ➖ ➖ ✔️ ➖
Deshalogenación ✔️ ✔️ ➖ ➖ ➖ ❌
❌
✔️ ❌
➖ ➖ ❌
❌
Lavado ✔️ ✔️ ➖ ❌
❌
❌
✔️ ✔️ ❌
➖ ➖ ➖ ➖
Tecnologías Térmicas Ex Situ
Incineración ✔️ ✔️ ❌
✔️ ❌
❌
❌
✔️ ❌
✔️ ✔️ ❌
✔️
Desorción ✔️ ✔️ ❌
❌
❌
❌
❌
✔️ ❌
✔️ ✔️ ❌
✔️
Tecnologías de Confinamiento
Vitrificación ✔️ ✔️ ➖ ✔️ ✔️ ❌
❌
✔️ ❌
➖ ➖ ➖ ➖
Extracción Multifase ✔️ ✔️ ➖ ✔️ ❌
❌
❌
❌
❌
✔️ ✔️ ❌
✔️
Barreras Permeables Activas ✔️ ✔️ ➖ ➖ ❌
❌
❌
✔️ ❌
✔️ ✔️ ➖ ➖
Tecnologías de Contención
Barreras Físicas ✔️ ➖ ❌
✔️ ❌
❌
❌
✔️ ❌
❌
❌
❌
❌
Barreras Profundas ✔️ ➖ ➖ ❌
❌
❌
❌
✔️ ❌
❌
❌
❌
❌
Leyenda
✔️ Alto
➖ Moderado
❌ Bajo
153
SEPARATA-DOCUMENTO-TFM
Separata Anexo XV:
154
155
156
157
158
159