3.5.PROCESOS DE TRANSPORTE Y ATENUACION DE CONTAMINANTES

La mayor parte de las a gua s subterr neas se mueven desde una zona de r eca r ga (por la que ent r an al ac ufer o) hasta la zona de descar ga (por la que sa len de l) de acuerdo con la ley de Dar cy. segn la cual la veloc idad del agua es directamente proporc iona l a la permeabilidad del a c ufer o y al gradiente h1dr ul1co. La rec ar ga de los ac uferos se produce dir ecta o indir ectamente por 1nflitrac1n del a gua de lluvia y en muc ha menor proporc in. por act1v1dades humanas ( riegos. etc. ). La desca rga se produce a t r avs de ma nantia les. r os y, en ltimo trmi no, al mar, o a tr avs de bombeos de explota c in.

En la zona satur ada el agua se mueve preferentemente en sentido horizontal aunque existen situa c iones en q ue se produce un ma rcado movimiento en la vertical. En la zona no satura da el a gua tiende a inf iltrarse vert icalmente hacia el nivel f ret1co.

Las substanc ias disueltas -contaminantes o no- una vez incorpora das al sistema de f lujo del acufer o, pueden ser transpor tadas bien por el propio movimiento del agua bien por dif usin molec ula r o por ambos medios simultneamente.

C ua ndo s on t ra nsporta da s por el a gua en movimiento, tienden a moverse en la direcci n genera l del f lujo y, si no existen interacc iones con el terr eno. a una velocidad que es igual a la veloc idad media del agua subterr nea.

Sin embar go. a c aus a de las tortuosidades del terreno. los solutos tienden a sepa rarse de la trayectoria ideal del a gua y a mover se con diferente velocidad (Figur a 1 5). Esta desv1a c1n de la tr ayectoria ideal se denomina disper sin mec nica o hidr ulica. C ua ndo la dis persin se p roduce, a dems, a consec uenci a de una dif usin molecular. simult ne a al movimiento del a gua, se denomina dispersi n hidr odinmica.

La dispersin puede equipar a rse cua l itat ivamente a un proceso de mezc l a simil a r al que se produce por efecto de t ur bulenci a en a guas superf1c1ales y que conduce de f orma i nmediata a la di luc in de l as substa ncias disueltas. (Figur a 1 6 y 1 7 ).

En la difusin ( Figura 1 5). sin embargo. no se produc e mov1m1ento de solutos a t r avs del mov1m1entQ del agua. El mov1m1ento es debido slo a la existenc i a d J un gr adiente de concent r acin-no h1dr ul1co-. Su efecto es la tendenc ia a la 1 gualac1n de concentr ac in en c ualquier parte del sistema.

Los procesos combina do s de dispersin y d1f us1n. a dems de la diluc in de las substanci a s disueltas. provoca n la for mac in de un penacho de contam1nac1n ( Figuras 1 1 y 1 7 ). cuya for ma. extensin. velocidad de propa gacin. etc . dependen tanto de las caractersticas del medio como de l a substancia que se propa ga en el sistema de fluJ O propio del med1o y de las car acterst icas de l foco emisor.

Durante el tr ansporte de las substa nc ias disuelta s -potenc iales c onta minantes - a lo largo del flujo subterrneo, stas estn sometidas a una serie de proc esos que tienden a atenuar sus efectos (autodepurac1 n del a gua subterr nea)

Estos procesos de atenua c in pueden s er de distinta natur aleza, actuar de f orma pref er ente en una u ot ra pa rte del acuf er o y ser de ef i c a c ia select i v a en relac in con determina do t ipo de contaminante, por lo que deben ser consider ados m1nuc1osamente en cad a c a so part ic ular :

Los principales son:

3.5. 1. Procesos fsicos

*Dispersin.Provoca l a dilucin de conta mina ntes. La ca pac idad de dispersin de un medi o

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MEZCLA EN POROS INDIVIDUALESMEZCLA POR DIFUSION MOLECULAR

MEZCLA A TRAVES DE POROS

Figurai5.- Procesos de dispersin a escala microscpica ( de Freeze and Cherry, 1979)

--

DIRECCION --

DE-MEDIA --

-FLUJO ---

INYECCION CONTINUA DE TRAZADOR

Figurai6 .- Esquema del proceso de dilucidn por dispersidn mecnicaen un medio granular (de Freeze and Cherry, 1979)

-'FUENTEttPUNTUAL DE EMISIONCONTINUA

-

--FLUJO UNIFORME

FUENTE PUNTUAL DE EMISIO" INSTANTANEA-

( a )

( b )

{a) Emisin continua de trazador( b) Emisin instantnea

Figura t7. - Propagacin de un trazador. ( Flujo uniforme bidimensional en acufero arenosoistropo ) (de Freeze and Cherry, 1979)

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depende de su grado de heterogeneidad. veloc idad del a gua subterr nea. etc. Es inversamente propor c ional a la porosidad.

* Filtrac in El1m1na vir t ualmente todos los slidos en suspensin. No es efectiva por lo general f rente a la mayora de las espec ies qumicas inor gnicas. Muy efec tiva e n medios arcillosos.

* C1rculac1n de gases. Favorece la descomposic in de substanc ias orgnicas. La limitac in de esta c irculac in puede provocar condic iones a naer obias. Volatiliza c in y f uga en esta do de gas pueden afecta r a nit ratos y sulf atos (r educc in m1crob1ana de nitratos).

3.5.2. Procesos geoqumicos

Formac in de complejos y fuerza 1 n1ca. Los complejos y pares inicos se forman en su mayor a por combinac in de iones polivalentes. La f uerza 1 nica es una medida del total de iones disueltos. Tanto una como otra hacen aumentar la cantidad de espec ies disueltas que estar a n limitadas por oxidac in, precipitacin o adsor c in.

* Neutralizac in. R eac ciones c i do-ba se. La mayora de los constituyentes de las aguas subterrneas son ms solubles y por tanto ms mviles c uando el pH es baJO. E n la mayor a de l os c asos este efecto no es importante si el pH de ef luentes. etc .. os c ila entre 6 y 9. S es 1 mporta nt s1mo cua ndo se trata de residuos muy cidos o muy bsicos.

Oxidacin-reducc in. Muc hos elementos pueden presentar var ios esta dos de oxida c in estando su movil idad ligada estr echamente a dic ho esta do de ox1dac1n. La movilidad de un elemento depende tambin del pH. En suelos no saturados y zonas de recar ga de ac uferos suelen predominar condiciones oxidantes o parc ialmente reductoras mientras en la zona satura da suelen predomina r l as reductoras, espec ialmente s1 existe mater ia or g nica.

Prec ipitac i n-disol ucin. Ter icamente casi cualquier constituyente que se enc uentre en solucin puede prec ipita r. Sin embar go muy a menudo los constituyentes no se enc uentr a n en c a ntidad suf1c1ente pa ra poder hacerlo. El calcio. magnesio. los bicarbonatos y sulfatos pueden esta r s ometidos a reacc iones de prec ipitacin- disoluc in. C onstituyentes tr aza como a rsnico. boro, ca dmio, c ianuro, hierr o, plomo, merc urio, etc., presentan una notable capa c idad de prec ipitacin en c iertas condic iones.

Adsorc in-desor c in. El proceso de i nter c ambio in1co puede provocar la retencin. casi siempre temporal. de cati ones y a niones en la super ficie de arc illas. La cant idad de cationes metlicos adsor bidos auminta con el aumento de pH. Los elementos a dsor bidos pueden volver a la s oluc in cuando un agua con menor c oncentr ac in de estos elementos entr a en contacto con el material ads orbente.

Este proceso es proba blemente uno de los ms efectivos en la atenuac in de la contamina c in. Con excepc in de los clor uros y en menor proporcin nit ratos y sulfatos. la mayora de los contamina ntes -en cond1c1ones favorables- pueden ser adsorbidos y, as. eliminados del a gua subterrnea.

3.5.3. Procesos bioqumicos

Degradac in biolgic a y asimila c in. Muc has substanc ias or gnica s pueden ser extradas del a gua por actividad biolgic a: sulfatos, nitr atos, ars nico, mer curio pueden ser f ijados biolgic a mente. El molibdeno es f uertemente a simi lado y f11ado por las planta s.

* Sntesis celul ar. El ntrogeno, car bono. azuf re y fsforo, a s como otros constituyentes tr aza son necesarios par a el crec imiento de los organismos y pueden, por consiguiente, ser ret irados en su mov1m1ento desde los emplazamientos de residuos.

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n.la tabla 1 O se sea la la inf luencia de estos procesos en el control de algunos constituyentes.

TABLA 10 .- PROCESOS QUE PUEDEN CONTROLAR LA CANTIDAD DE ALGUNOS CONSTITUYENTES EN AGUAS SUBTERRANEAS (UNESCO, 1980)

FISICOSGEOQUIMICOSBIOQUIMlCOS

Proceso.

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