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AJUSTES DISEÑO ENSAYO PILOTO ISCO.

PROYECTO DISCOVERED LIFE

Febrero 2016

Proyecto nº: 60480879

Preparado para: SARGA

ELABORADO POR:

N/Ref.: 5114033-13

AJUSTES DISEÑO ENSAYO PILOTO ISCO. PROYECTO

DISCOVERED LIFE

Febrero 2016 Pág. i

Final

Título del Informe: AJUSTES DISEÑO ENSAYO PILOTO ISCO. PROYECTO

DISCOVERED LIFE

Proyecto nº: 60480879

Status: Final

Cliente (Persona de contacto):

Juan José Mestre

Cliente: SARGA

Emitido por: AECOM URS España SLU Alfonso XII, nº 62 28014 Madrid Tel.: +34 915 487 790 Fax: +34 914 487 791

Supervisión del Documento

Edición nº: 1 Nombre Firma Fecha Cargo

Preparado por

Tatiana Alonso Febrero

2016 Técnico de Campo

Comprobado por

David Alcalde Febrero

2016 Jefe de Proyecto

Aprobado por

Regina Rodríguez

Isabel Coleto

Febrero 2016

Directora de Proyecto

Jefa Departamento

Revisiones del Documento

Edición nº Fecha Detalle de las Revisiones

1 Febrero 2016 Edición original

COPYRIGHT

© El copyright de este informe pertenece a AECOM URS España. Cualquier reproducción o uso no autorizado

por cualquier persona diferente del destinatario está estrictamente prohibida.


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LIMITACIONES

AECOM URS España ha preparado este informe para el uso exclusivo de SARGA (el cliente) y de

acuerdo con lo establecido en el contrato bajo el que AECOM URS ha prestado sus servicios.

Estos servicios se han llevado a cabo con la diligencia debida y ninguna otra garantía, expresa o

implícita se puede derivar del consejo profesional realizado por AECOM URS. Nadie, excepto el

cliente, puede utilizar, o basarse en este informe, sin el previo y expreso consentimiento por escrito

de AECOM URS. A menos que se especifique de otra forma en el presente informe, las

valoraciones y juicios expresados asumen que el emplazamiento e instalaciones continuarán

siendo utilizados para su propósito actual sin cambios significativos.


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ÍNDICE

Sección Página nº

1. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 1

2. OBJETIVOS ..................................................................................................................... 2

3. PRINCIPALES CONSIDERACIONES DE LA OXIDACIÓN QUÍMICA .......................... 2

4. ZONA DE ENSAYO ......................................................................................................... 3

5. EQUIPOS NECESARIOS ................................................................................................ 4

6. AJUSTE PARAMETROS HIDRÁULICOS Y QUÍMICOS................................................ 6

6.1. Volúmenes y caudales de inyección ................................................................................ 6 6.2. Demanda de oxidante en el acuífero ............................................................................... 6 6.3. Demanda de activador en el acuífero .............................................................................. 7 6.4. Resumen .......................................................................................................................... 7

7. PLANIFICACIÓN ENSAYO ............................................................................................. 8

8. SEGURIDAD Y SALUD ................................................................................................. 17

9. EVALUACIÓN DE RESULTADOS................................................................................ 18

ANEXO A: FIGURAS

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Sondeos control hidráulico y monitorización ensayo piloto ............................................ 3 Tabla 2. Equipos necesarios para la implantación del ensayo ..................................................... 4 Tabla 3. Resumen de reactivos .................................................................................................... 7 Tabla 4. Parámetros de monitorización ...................................................................................... 13 Tabla 5. Programa de monitorización del proceso durante el ensayo ....................................... 15 Tabla 6. Programa de monitorización del rendimiento durante el ensayo ................................. 16

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Programa de actuaciones ensayo piloto ISCO ............................................................. 1 Figura 2. Ajuste diseño zona actuación y control piezométrico ................................................... 3 Figura 3. Sondeos implicados en las distintas fases de actuación ............................................. 8 Figura 4. Esquema inyección para frente alcalino ....................................................................... 9 Figura 5. Esquema para los eventos inyección mezcla oxidante............................................... 10 Figura 6. Estimación duración evento inyección ........................................................................ 11 Figura 7. Cronograma fases ensayo piloto. ................................................................................ 12


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1. INTRODUCCIÓN

El presente documento tiene como objetivo actualizar los parámetros de ejecución del ensayo piloto

de Oxidación Química In Situ (ISCO) con persulfato como tecnología de tratamiento para el impacto

de contaminantes disueltos presentes en el acuífero de Bailín.

Los resultados obtenidos en los ensayos de bombeo e inyección en la fase de actuación previa, han

permitido reevaluar el planteamiento inicial del ensayo y ajustar los parámetros de diseño

presentados en el informe DISCOVERED LIFE “Diseño ensayo piloto ISCO. Bailín (Sabiñánigo,

Huesca), marzo 2015.

La Figura 1 muestra el programa de actuaciones del ensayo piloto ISCO. En verde se presentan los

trabajos ya realizados y en morado los que todavía quedan pendientes y que se prevé ejecutar en

verano de 2016.

Figura 1. Programa de actuaciones ensayo piloto ISCO


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2. OBJETIVOS

Una vez comprobada en el laboratorio la capacidad del persulfato para el espectro de contaminantes

en Bailín (validación química), el ensayo piloto en campo pretende evaluar su aplicabilidad para el

caso concreto del acuífero fracturado de Bailín (validación hidrogeológica). Es decir, el objetivo del

ensayo es saber si la técnica de tratamiento es compatible con las características y condicionantes

específicos del acuífero de Bailín: medio fracturado, matriz rocosa, elevada heterogeneidad química y

litológica, etc.

El objetivo del actual informe es exponer la actualización de los aspectos técnicos, logísticos y

operacionales para la implantación y desarrollo del ensayo piloto en campo, a raíz de los ensayos

previos realizados durante noviembre de 2015.

3. PRINCIPALES CONSIDERACIONES DE LA OXIDACIÓN

QUÍMICA

El éxito de un tratamiento por oxidación química pasa por que se produzca contacto en el subsuelo

entre la masa contaminante y una cantidad suficiente de oxidante que esté adecuadamente

activado. Estas premisas han de ser tenidas en cuenta de cara a que el tratamiento del acuífero de

Bailín a escala global se realice con éxito.

La cantidad de oxidante necesaria y el método de activación más adecuado para Bailín, se

determinaron durante el ensayo piloto en laboratorio.

Por su parte el contacto entre el oxidante y la masa contaminante depende fundamentalmente de las

características hidrogeológicas del acuífero de Bailín. Este aspecto se evaluará en el ensayo piloto en

campo, para cuyo diseño se han tenido en cuenta los siguientes aspectos:

La utilización de un oxidante de elevada persistencia en el medio, ya cuanto más tiempo

esté el oxidante disponible mayor será la posibilidad de contacto.

Distribución en toda la zona de tratamiento, es decir realizar la inyección de tal forma que

se distribuya de la forma más homogénea posible a lo largo de toda la zona de ensayo,

Distribución en el acuífero: de acuerdo con la bibliografía disponible y la experiencia en

otros ensayos de oxidación, para mejorar el contacto hay que tratar de inyectar el mayor

volumen posible de oxidante, en el menor tiempo posible. De esta forma se sobresaturan las

vías preferenciales de flujo permitiendo que la corriente oxidante tienda a distribuirse también

por zonas inicialmente menos accesibles.

Para conseguir que el persulfato se distribuya lo mejor posible y conseguir que el oxidante no sólo

circule por la fracturas más transmisivas y mejor conectadas, sino que en la medida de los posible

también se distribuya por fracturas más pequeñas y aisladas se ha optado por un esquema de

inyección simultánea en 4 sub-celdas repartidas por la zona de tratamiento. La división en subzonas

de recirculación es una de las prácticas más habituales dado que reduce las incertidumbres

asociadas a la distribución del oxidante al incrementar el volumen de oxidante que se introduce en el

agua subterránea de una sola vez, reduciendo el tiempo que dura la inyección y facilitando que el

persulfato se distribuya homogéneamente y reaccione de forma más eficiente.

Otro de los factores fundamentales para aumentar el éxito de un ensayo de oxidación realizar como


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mínimo entre 2 y 3 eventos de inyección; además, dadas las características hidrogeológicas de Bailín,

para poder dosificar toda la masa oxidante sería necesario llevar a cabo varios eventos de inyección.

La realización de las pruebas previas de bombeo e inyección ha permitido ajustar el diseño del

ensayo a las necesidades reales de la red de fracturación del acuífero, así como redimensionar la

zona de actuación y tratamiento y los sondeos implicados en el ensayo. En los siguientes apartados

se exponen los ajustes propuestos.

4. ZONA DE ENSAYO

La nueva zona de tratamiento o actuación que resulta de los ensayos realizados, se ha ampliado

desde el sondeo I-1 hasta el sondeo P146 con una longitud de total de 200 m. Las cotas de

circulación preferente se han acotado entre los ≈ 760 – 740 m en los primeros 120 del perfil (entre los

sondeos en la I-1 y P143) y entre los sondeos P143 y P146, distantes 80 m, a las cotas ≈ 755 – 735

m.

Figura 2. Ajuste diseño zona actuación y control piezométrico

De acuerdo a la nueva configuración, los sondeos que se utilizaran en la realización del ensayo piloto

son los que se presentan en la Tabla 1. .

Tabla 1. Sondeos control hidráulico y monitorización ensayo piloto

Sondeo Capa Litología Función

I-1 M Arenisca Inyección

I-2 M Arenisca Inyección

P79 M Arenisca Monitorización


P131 O Arenisca Monitorización

O-1 M Arenisca Monitorización

O-2 M Arenisca Monitorización

O-3 base ~ M Limolita Monitorización

O-4 Base ~ M Limolita Monitorización

B-1 Transición Transición Monitorización


P98 M Arenisca Bombeo


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Sondeo Capa Litología Función



5. EQUIPOS NECESARIOS

La infraestructura necesaria para llevar a cabo el ensayo piloto incluye básicamente aquella para

disponer de agua en la zona de tratamiento, los equipos para la preparación de reactivos, inyección,

bombeo y control del proceso, y una fuente de electricidad para mantener el sistema de recirculación

operativo.

Además, se deben instalar medidas de contingencia en caso de fugas u otros riesgos potenciales,

que en gran parte requieren la participación de medios e instalaciones presentes en el

emplazamiento.

A continuación, en la Tabla 2 se presenta un inventario tipo de los equipos básicos necesarios según

su función dentro del sistema de tratamiento:

Tabla 2. Equipos necesarios para la implantación del ensayo

Equipo Cantidad Características Función

Depósito con agua 1 ud. Volumen 12 m3 Suministro de agua para la inyección

Depósito de agua

tratada/contaminada 1 ud. Volumen 12 m

3 Almacenamiento del agua bombeada

Depósito mezcla 1 uds. Capacidad 12 m3 Mezcla de reactivos

Bomba de impulsión 1 ud.

Traspaso de agua del tanque de

almacenamiento bombeo a las balsas

depuradora

Agitador 1 uds. Eléctrico Mezcla de los reactivos en el tanque

Sondas de pH y Tª 2 uds. Resistentes a la

corrosión

Monitorización del pH y la Tª de la

mezcla en los tanque de mezcla y en

los sondeos de inyección y bombeo

Bombas neumáticas

inyección 4 uds.

Similares a las utilizadas

en el proyecto control y

seguimiento, con

temporizador

porgramable

Sistema de inyección a cada pozo de

inyección, y una adicional como

dispositivo de contingencia

Caudalímetros 5 uds. Medición de los caudales de inyección

y extracción

Obturadores 2 uds. Bombona de nitrógeno Delimitar la inyección y acotar la zona

de tratamiento (para sondeos de 3”)

Bomba neumática 2 ud. Sistema de extracción

Compresor con cuadro

eléctrico 1 ud.

Suministro de energía al sistema de

extracción

Generador 1 ud. Suministro de energía a los equipos

Depósito de gasoil 1 uds. Suministro de energía al compresor y

generador

Red de circulación A estimar Tuberías de polietileno

resistentes a la corrosión

Conexión de las líneas de circulación

entre los diferentes tanques según su


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Equipo Cantidad Características Función

función en el sistema

Red de conexión eléctrica A estimar Cableado Conexión de los equipos a los sistemas

de suministro de energía

Cubetos de contención 1uds. Material resistente a la

corrosión

Se construyó para los ensayos previo

un cubeto de hormigón donde colocar

los depósitos de mezcal y

almacenamiento de agua del bombeo

Red de circulación del

sistema de contingencia A estimar

Tuberías de polietileno


Conexión de las líneas de circulación

entre los diferentes tanques según su

función en el sistema de contingencia

Equipos de medición

manuales 1 ud. cada

Sonda hidronivel, sondas

conductividad, Tª,

oxígeno disuelto,

potencial redox y pH

Monitorización de niveles y parámetros

físico-químicos durante el ensayo

Equipos de medición

automáticos (opcional) 14 uds.

Transductores de presión


con software

Monitorización automática de la

evolución del nivel freático.

Equipos de muestreo 1 ud. Tomamuestras, botes,

material de muestreo Toma de muestras

Equipos de medición de

parámetros in situ 1 ud

Kit sulfato, persulfato,

cloro Control del rendimiento ensayo

EPIs

A determinar

en el plan de

seguridad

Guantes de nitrilo,

guantes resistentes al

corte, gafas de

protección, máscara,

tyveks...

Equipos de protección individual a los

riesgos específicos

5.1. Medidas de seguridad

El persulfato sódico es un producto muy corrosivo que puede afectar al estado y funcionamiento de

los elementos del sistema, y la reacción con los distintos compuestos puede hacer elevar la

temperatura del agua a 25º C. Además, se requiere inducir un medio básico en el medio, alcanzando

niveles de pH de 12. Por todo ello, es imprescindible que todos los equipos sean resistentes y

adecuados a los compuestos y condiciones requeridas para el ensayo.

Los sistemas de contingencia propuestos intentan evitar riesgos para la salud humana y el medio

ambiente. Estos sistemas incluyen equipos de protección individual y cubetos de contención

instalados bajo los diferentes depósitos utilizados en el ensayo, además de los procedimientos

operativos necesarios.

Se deberá garantizar una correcta coordinación de actividades empresariales entre los trabajos

desarrollados por la depuradora, seguimiento de Bailín y DISCOVERED LIFE, además de la

preparación de planes específicos de seguridad y salud y de respuesta a contingencias.

Los cubetos de retención deberán tener una capacidad igual o superior a los depósitos que

alberguen, si bien podrá ser inferior (para los depósitos de agua) siempre y cuando estén dotados de

una vía de escape que permita dirigir el agua sobrante a las arquetas del Barranco 3 o directamente a

las balsas de tratamiento de la depuradora, tras tratamiento previo si fuera necesario.


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6. AJUSTE PARAMETROS HIDRÁULICOS Y QUÍMICOS

La información recogida en este apartado está estimada a partir de la información obtenida como

resultados de los ensayos previos realizados en noviembre de 2015.

6.1. Volúmenes y caudales de inyección

De cara a favorecer un adecuado reparto de la mezcla oxidante por la red de fracturas de la zona de

ensayo, se consideran los siguientes volúmenes y caudales de inyección:

Se realizará 1 evento de inyección de NaOH para alcalinizar el medio previo a los eventos de

inyección de la mezcla de oxidante. El volumen requerido es de 4,8 m3

a distribuir en 4

sondeos.

En cada uno de los eventos de inyección de oxidante se introducirán aproximadamente 14 m3

de mezcla.

En total se realizarán 3 eventos de inyección.

El volumen total de agua necesaria a lo largo del ensayo será de alrededor de 48 m3.

6.2. Demanda de oxidante en el acuífero

Uno de los resultados más significativos que se obtuvo tras los ensayos de laboratorio, fue que la

Demanda de Oxidante estaba condicionada en más de un 80 % por los compuestos matriz del agua

subterránea (alcoholes, ácidos grasos, etc) y no solo por los compuestos orgánicos de interés que

representaban el 20% restante.

El agua utilizada en el ensayo de laboratorio fue tomada del foco situado en la zona cero y tenía un

contenido muy alto de contaminantes y compuestos matriz; sin embargo en la zona de actuación del

ensayo piloto los resultados obtenidos del muestreo realizado en noviembre muestran valores muy

inferiores (un orden de magnitud menos) a los de la zona de foco, lo que repercute directamente en

una menor demanda de oxidante a cubrir en el ensayo piloto.

Para la estimación de la dosificación en este nuevo escenario de menor demanda, se han utilizado

las concentraciones de las muestras obtenidas en la zona de actuación y como resultado de esta

nueva valoración, la concentración en la corriente de inyección deberá ser de aproximadamente 25 g/l

de persulfato.

Suponiendo un volumen total por evento de inyección de 14 m3, la cantidad de persulfato a inyectar

en cada evento serán unos 358 kg de persulfato; puesto que se estima realizar tres eventos de

inyección la masa total de persulfato necesaria para la realización del ensayo será de 1.074 Kg

Dada la importancia de las concentraciones de los compuestos matriz en el agua subterránea a tratar,

es imprescindible analizar estos compuestos antes de la realización del ensayo piloto y actualizar las

concentraciones y la masa si se observaran variaciones significativas respecto a los resultados

obtenidos en estos ensayos previos.

Por esta razón se propone realizar mensualmente un muestreo de alcoholes y ácidos en sondeos de

la zona de tratamiento y del foco antes del ensayo piloto programado para el verano de 2016. De este

modo se podrá concretar la necesidad de realizar nuevos ajustes en la dosificación propuesta, de


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Final

acuerdo a los datos que se vayan obteniendo.

6.3. Demanda de activador en el acuífero

Para que la activación de persulfato por vía alcalina sea efectiva es necesario que el pH se mantenga

por encima de 10 unidades, lo cual se consigue con una dosificación de sosa de aproximadamente 11

g/l. De acuerdo con esto, la masa total de sosa se ha estimado en unos 55 Kg

Es necesario tener en cuenta que la solubilización del hidróxido sódico es un proceso fuertemente

exotérmico. Los cálculos teóricos indican que durante la solubilización de la sosa se producirá un

incremento de unos 22 ºC en los tanques de mezcla, por lo que será necesario llevar un control

detallado de la temperatura.

6.4. Resumen

La siguiente Tabla 3 resume las cantidades y concentraciones de reactivos previstos para el ensayo:

Tabla 3. Resumen de reactivos

Ensayo piloto completo

Volumen total de agua en el acuífero en la zona de ensayo 48 m3

Volumen total de agua a inyectar a lo largo de todo el ensayo 42 m3

Cantidad total de persulfato sódico (oxidante) 1.100 Kg

Cantidad total de hidróxido sódico (activador) (frente alcalino previo+3 eventos)

415 Kg

Cantidades y concentración por evento de inyección

Fase 1. Frente alcalino

Volumen de agua inyectada para crear las condiciones alcalinas ~ 4 m3

Concentración de NaOH en el agua inyectada para crear las condiciones alcalinas de reacción

11 g/L

Masa de NaOH a añadir para crear las condiciones alcalinas de reacción 53 kg

Duración de la inyección de sosa para alcanzar condiciones alcalinas ~ 3 horas

Caudal Infiltración sondeo I-1 6 l/min

Caudal Infiltración sondeo I-2 6 l/min

Caudal Infiltración sondeo P129 6 l/min

Caudal Infiltración sondeo P-143 6 l/min

Fase 2. Datos aplicables a cada evento de inyección

Volumen de agua con NaOH y persulfato, para oxidación 14 m3

Concentración de NaOH en corriente de oxidación 8,4 g/L

Masa OH por evento de inyección 120 kg

Concentración de persulfato en corriente de oxidación 25 g/L

Masa persulfato por evento de inyección 358 kg

Caudal Infiltración sondeo I-1 17,6 l/min

Caudal Infiltración sondeo I-2 9,6 l/min

Caudal bombeo P98 6,4 l/min

Duración total evento de la inyección de la mezcla oxidante ~ 36 horas


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7. PLANIFICACIÓN ENSAYO

Las tareas necesarias para la realización del ensayo piloto se pueden dividir en dos fases principales.

Una primera fase de inyección alcalina cuyo objetivo es crear las condiciones necesarias para la

activación posterior del oxidante, y una segunda fase correspondiente a los distintos eventos de

inyección del oxidante. La Figura 3 ilustra los sondeos que se utilizaran como control hidráulico de

las actuaciones.

Figura 3. Sondeos implicados en las distintas fases de actuación

En la Tabla 3, se incluyen los sondeos de inyección y bombeo que se utilizaran para el desarrollo de

las dos fases del ensayo piloto.

Tabla 3. Sondeos de inyección y bombeo para las dos fases del ensayo

Sondeo Primera Fase inyección NaOH

I-1 Inyección en zona de tratamiento


P129 Inyección aguas arriba zona de tratamiento

P143 Inyección zona media de tratamiento

Sondeo Segunda Fase inyección Oxidante + NaOH



P98 Bombeo en zona tratamiento

7.1. Pruebas iniciales

Antes de realizar la inyección de la mezcla oxidante, se llenará el tanque pulmón con agua limpia y se

realizará una prueba de todos los equipos y tuberías del sistema para comprobar que funcionan

adecuadamente y que no existen fugas. Las condiciones de presión y caudal se ajustaran según los

resultados obtenidos en el ensayo de bombeo ya realizado desde P98 e inyección en I-1 e I-2. La

presión de la línea de bombeo será de 6,5 bar y de 2,5 bar las líneas de inyección. Una vez

comprobado que no existen fugas y que los equipos y dispositivos funcionan correctamente se podrá

proceder con las siguientes fases del ensayo.


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Final

7.2. Primera Fase. Inyección frente alcalino

La primera fase consistirá en crear en el acuífero condiciones alcalinas compatibles con la activación

del persulfato. Este evento se realiza previo a la inyección del oxidante para minimizar el efecto de las

diferentes tasas de reacción y asegurar la correcta activación del oxidante. Una inyección secuencial

minimiza la incertidumbre de cara a la activación posterior del oxidante. Para ello, se inyectará una

mezcla de 53 kg de sosa con 4000 l de agua.

Para facilitar la solubilización de la sosa, el tanque de mezcla en el que se prepara la disolución

deberá ir equipado con un sistema de agitación apropiado. No será necesario repetir esta operación

de alcalinización previa en el resto de eventos de inyección ya que en la solución estará el oxidante y

la sosa. Como ya se ha comentado, el proceso de solubilización de la sosa es fuertemente

exotérmico, lo que deberá tenerse en cuenta a la hora del control de los equipos.

Los puntos seleccionados para la inyección de la sosa son los sondeos I-1, I-2, el P129 situado aguas

arriba de la zona de tratamiento y que mitigara el efecto del agua que entre de fuera de la celda de

actuación y por último el P143 para distribuir la sosa desde la mitad de la zona de actuación.

La inyección se realizara con una presión de impulsión de 2,5 bar y se inyectarán 1 m³ por cada

sondeo. La Figura 4 muestra la ubicación de los sondeos implicados en cada una de las dos fases de

desarrollo del ensayo piloto.

Figura 4. Esquema inyección para frente alcalino

7.3. Segunda fase: Inyecciones mezcla oxidante

La inyección de la mezcla de oxidante se realizara mediante tres eventos de inyección. En cada

evento se utilizará una masa de 358 kg de persulfato y 120 kg de NaOH para inyectar un volumen

total se solución de 14 m³ con concentraciones de 25 g/l para el persulfato y 8,4 g/l de NaOH.

La Figura 5 muestra los sondeos que se utilizarán en los distintos eventos de inyección de la mezcla

de oxidante y sosa.


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Final

Figura 5. Esquema para los eventos inyección mezcla oxidante

El tanque de mezcla en el que se prepara la disolución deberá ir equipado con un sistema de

agitación apropiado. Una vez alcanzadas las concentraciones apropiadas de persulfato y NaOH, se

impulsara con una presión de 2,5 bar la corriente de oxidación a los sondeos de I-1, I-2. El caudal

correspondiente de inyección será de 17,6 l/min en I-1 y 9,6 l/min desde I-2 hasta que se observe un

ascenso de 5 m en los niveles de los sondeos de observación O-1 y O-2. El volumen inyectado en

esta secuencia se ha evaluado en 3,5 m³. Posteriormente será necesario esperar a que desciendan

los niveles antes de volver a inyectar de nuevo. Este proceso se repetirá en tres veces más para

lograr inyectar los 14 m³ necesarios por evento de inyección.

Durante todo el evento de inyección se bombeará de forma continua desde el sondeo P98 con un

caudal de 6,4 l/min hasta que se finalice la inyección de los 14 m³ de la mezcla de oxidante. El caudal

extraído durante en ese periodo será almacenado en el tanque de agua contaminada. Una vez

finalizado el evento de inyección se vaciará el tanque y se enviará las balsas de la depuradora. Como

es posible que todavía quede persulfato sin consumir se tendrá que valorar junto a la depuradora cual

es la mejor opción para tratar estas aguas. A priori, se propone como opciones posibles habilitar una

balsa durante los ensayos para enviar toda el agua bombeada, se estiman unos 48 m³, y esperar a

que se consuma el persulfato antes de pasarlo por las instalaciones; o bien valorar algún proceso

para tratar el persulfato y la sosa antes de depurar. En principio parece más apropiada la primera

opción ya que permitiría incluso recibir el agua afectada de los bombeos de seguimiento para

consumir el persulfato remanente.

En la Figura 6 se muestra la estimación de la duración de cada evento de inyección basada en los

resultados del ensayo previo bombeo en P98 e inyección en I-1 e I-2 que ha sido seleccionado como

patrón para realizar el ensayo piloto.


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Final

Figura 6. Estimación duración evento inyección

Tal como se ha descrito en el apartado de ajustes del parámetro de diseño, se ha estimado

necesario realizar un total de tres eventos de inyección, a razón de 14 m³ por evento. Cada evento se

prevé de una duración de 34 horas, pudiéndose alargar hasta 48 horas en función de potenciales

variaciones en los regímenes de inyección. El tiempo entre eventos de inyección será función de la

evolución de las concentraciones de los contaminantes de interés y del persulfato en los sondeos de

control, teniendo en cuenta los siguientes criterios:

Que se observen concentraciones elevadas de persulfato en la zona de actuación, es decir

que todavía quede persulfato por reaccionar.

Que se asegure que ha pasado totalmente el frente de inyección en la zona de actuación

para que pueda volver a inyectarse de nuevo otros 14 m³ oxidante.

Según el tiempo que se tarde en alcanzar alguno de estos dos criterios y en función de las

observaciones del seguimiento, se planificarán los eventos segundo y tercero de la inyección de la

mezcla oxidante.

En la Figura 7 se muestra el cronograma de las fases del ensayo piloto, con la duración estimada de

cada fase:


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Final

Figura 7. Cronograma fases ensayo piloto.

7.4. Monitorización del ensayo

La monitorización durante el ensayo se propone en dos categorías, dependiendo del tipo de

parámetro de control:

Monitorización del proceso: se controlan los parámetros que proveen información acerca

del estado del ensayo durante su desarrollo, y permite confirmar el correcto funcionamiento

del sistema. En esta monitorización, se miden los cambios en los parámetros físicos, tales

como presión, temperatura, caudales, niveles de agua... y las variaciones en las condiciones

químicas, a partir de la medición del oxígeno disuelto, potencial redox, pH y conductividad,

que permiten evaluar el funcionamiento hidráulico de los sistemas y del acuífero, la

distribución de la dosis de reactivos y la necesidad de realizar inyecciones adicionales.

Monitorización del rendimiento: esta monitorización se basa en el muestreo y análisis del

agua subterránea, para estimar la eficiencia de la actuación del persulfato tanto en la zona de

ensayo como aguas abajo. Este tipo de control permitirá evaluar si se requiere realizar


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Final

inyecciones adicionales y en qué momento. Además, ayudará a optimizar la dosificación de

los reactivos y la duración entre los eventos de inyección.

La monitorización del rendimiento de la actuación será clave para determinar la persistencia y

distribución del persulfato, la degradación de los contaminantes de interés, el potencial de disolución

de los contaminantes, la generación de subproductos intermedios de la reacción, y evaluar el impacto

químico del medio tratado.

La monitorización se realizará en todos los sondeos de la red de tratamiento, diferenciando los

siguientes tipos de puntos de control:

Sondeos de actuación: incluyen los sondeos de inyección y bombeo I-1, I-2 y P98.

Sondeos de control primario: son los sondeos de observación localizados dentro del área

de tratamiento, e incluyen los puntos P127, O-1, O-2, B-1, y P143. P99, P146, P98

Sondeos de control secundario: son el resto de puntos de control, situados aguas arriba y

abajo de la zona de tratamiento P79, P102 y los sondeos situados fuera de capa P131, O3 y

O-4. Los parámetros a monitorizar durante el ensayo se resumen en la Tabla 4.

Tabla 4. Parámetros de monitorización

Tipo de

monitorización Parámetro de control Equipo

Proceso

Niveles piezométricos Sonda hidronivel y/o divers

Conductividad, pH, oxígeno

disuelto, Tª y potencial redox

Sondas con electrodo de

medición de la conductividad,

pH, oxígeno disuelto y potencial

redox

Caudales, presión (inyección,

bombeo) Caudalímetros, manómetros

Rendimiento

Concentración de COCs, sulfato,

persulfato, compuestos de matriz,

cloro, metales

Material de muestreo

(tomamuestras, botes, etc.), kit

de determinación de sulfato,

persulfato y cloro

7.4.1. Monitorización del proceso

7.4.1.1. Niveles piezométricos

Los niveles se pueden registrar de forma automática mediante el uso en continuo de dispositivos tipo

diver, o de forma manual mediante sonda hidronivel.

En los sondeos de control primarios, para mantener el régimen de inyección y bombeo, los niveles no

deberán superar los 5 m por encima del nivel freático estable, y deberán medirse de forma continua

durante la inyección. Después de la inyección, se medirán manualmente hasta recuperación de

nvieles. Además, se deberá controlar el nivel freático en el sondeo de bombeo.

En los sondeos de control secundarios, los niveles se medirán, como mínimo, una vez al día de forma

manual y con divers en continuo.


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Final

7.4.1.2. Parámetros físico-químicos

Todos los parámetros se medirán cada 4 horas en los sondeos de control primarios y una vez al día

en los secundarios. Además, en los cubetos de mezcla y en los sondeos de actuación, la temperatura

y el pH se medirán durante las operaciones de mezcla e inyección respectivamente.

La temperatura es un parámetro particularmente importante de controlar al aplicar los

reactivos debido al potencial calentamiento del acuífero como consecuencia de las

reacciones exotérmicas. Es necesario que se mantenga en los niveles adecuados (entre 13 y

22 ºC), de lo contrario la inyección se debe detener hasta que se estabilice.

El pH debe mantenerse en torno a 10-12 en la zona de tratamiento para garantizar la

activación del persulfato. Su variación implicará la necesidad de añadir más o menos agente

activador al persulfato.

El potencial de óxido/reducción (redox) es un indicador directo de la distribución del

oxidante en el medio, ya que muestra la capacidad oxidante inducida en el medio como

consecuencia de la inyección de la mezcla.

El oxígeno disuelto también puede incrementarse con la inyección de la mezcla oxidante,

aunque no es un indicador directo de su distribución.

La conductividad puede incrementarse debido a la presencia del persulfato, aunque debido

a la alta conductividad de fondo que existe en el agua subterránea del emplazamiento, su

variación no podrá ser tomada como un indicador directo, sino en su variación relativa

respecto a su evolución habitual.

7.4.1.3. Régimen de inyección y bombeo

Tanto las presiones como los caudales de inyección y bombeo se regularán de forma continua para

verificar:

Que la presión sea estable y dentro de los rangos de funcionamiento de los equipos. Una

sobrepresión puede indicar una obstrucción en un sondeo o en el medio (pérdida de

permeabilidad en las fracturas); una pérdida de presión combinada con un incremento en el

caudal podría indicar una fracturación inducida.

El mantenimiento de caudales y volúmenes de inyección y bombeo óptimos.

La planificación de los eventos de monitorización del proceso se expone en la siguiente Tabla 5.


DISCOVERED LIFE


Final

Tabla 5. Programa de monitorización del proceso durante el ensayo

Tipo de

monitorización Parámetro de control Sondeos Frecuencia

Proceso

Niveles piezométricos

Primarios Continuamente durante la

inyección y cada 15 min

Bombeo Continuamente durante el bombeo

Secundarios 1 vez al día

pH y Tª

Tanques de

mezcla Continuamente durante la mezcla

Actuación Continuamente durante la

inyección

Primarios Cada 4 h


Conductividad, oxígeno

disuelto y potencial redox

Primarios Cada 4 h


Caudal, presión Actuación Continua durante las operaciones

de inyección y bombeo

7.4.2. Monitorización del rendimiento

La evolución de la concentración de los contaminantes de interés en el agua subterránea determinará

la eficiencia del persulfato y la eficacia del ensayo. Además, se deberá mantener un especial control

en la concentración de sulfato y persulfato con objeto de evaluar los requerimientos del ensayo, lo

que determinará la duración de cada evento de inyección; así como de los subproductos de reacción

y otros compuestos que pueden suponer un riesgo ambiental o para la salud.

Para llevar a cabo esta monitorización se muestrearán todos los sondeos involucrados en el ensayo,

además de P140, situado en la Zona de Descarga, aguas abajo del área de ensayo, con el fin de

monitorizar una potencial pérdida de persulfato en dirección al río Gállego.

Las muestras que se envíen al laboratorio se tomarán en cada sondeo a la profundidad objetivo

(entre las cotas 755 y 745 m). Por otra parte, se recomienda el uso de un kit de determinación de

sulfato y persulfato y un kit de determinación de cloro, que permiten el análisis de estos compuestos

in situ.

Para el control del ensayo, la analítica propuesta es:

Contaminantes de interés: benceno, clorobenceno y HCH total.

Persulfato: se evaluará la cantidad de oxidante reaccionado y la que queda por reaccionar, lo

que determinará la duración de cada ciclo de inyección.

Sulfato: debido a la oxidación del persulfato puede haber presencia de altas concentraciones

de sulfato en el acuífero que bajo condiciones reductoras puede pasar a sulfuro.

Compuestos de matriz consumidores de oxidante: como mínimo, metanol, etanol,

isopropanol, ácido acético, ácido n-butírico, ácido propiónico, acetona, formol.


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Final

Cloro libre: se forma como subproducto de reacciones secundarias, y su presencia en

elevadas concentraciones podría suponer un riesgo ambiental y de seguridad.

Metales: la inyección de la mezcla oxidante puede producir la movilización de metales en el

medio. Se recomienda analizar un paquete básico de metales (As, Sb, Cd, Cr, Ni, Hg...).

La monitorización del rendimiento se realizará en diferentes fases:

Muestreo inicial: muestreo de las condiciones iniciales antes de cada evento de inyección.

Muestreos de control: varios eventos de muestreo entre las inyecciones. Cada compuesto

se determinará con diferente frecuencia según el tipo de punto de control.

Muestreo final: una vez finalizado el ensayo piloto.

Muestreos de seguimiento: se realizarán al menos dos campañas durante los siguientes 3

meses desde el fin del ensayo.

Las campañas de muestreo se desarrollarán según el programa que se presenta en la Tabla 6.

Tabla 6. Programa de monitorización del rendimiento durante el ensayo

Compuestos

a analizar

Frecuencia de

muestreo

Número de

eventos de

muestreo

Método Sondeos

Número de

muestras por

evento

Todos Al inicio del ensayo 1 Laboratorio Todos + P140 16

Todos Al final del ensayo 1 Laboratorio Todos 15

Todos Al mes del fin del

ensayo 1 Laboratorio Todos + P140 16

Todos A los 3 meses del fin

del ensayo 1 Laboratorio Todos + P140 16

Persulfato,

sulfato

3 veces al día

Dependerá de

la duración del

ensayo

In situ Primarios 9

1 vez al día (variable

en función de la

evolución de la

concentración)

Dependerá de

la duración del

ensayo

In situ Secundarios 3

COCs,

compuestos

de matriz,

cloro

1 vez al día

Dependerá de

la duración del

ensayo

Laboratorio / in

situ Primarios 9

1 vez al final de cada

ciclo de inyección

Dependerá de

la duración del

ensayo

Laboratorio / in

situ Secundarios 3

Metales

1 vez al inicio de

cada ciclo de

inyección

3 (variable) Laboratorio Primarios 9

1 vez al final de cada

ciclo de inyección 3 (variable) Laboratorio

Primarios y

secundarios 12

Este programa se podrá ir adaptando a los resultados que se vayan obteniendo durante el desarrollo


DISCOVERED LIFE


Final

del ensayo piloto.

7.5. Otras actuaciones

Durante el ensayo, con objeto de limitar la carga contaminante procedente aguas arriba de la zona de

tratamiento que puede dificultar la interpretación de los resultados del ensayo, se recomienda realizar

un bombeo de contención en el sondeo P79. Este bombeo debe estar operativo siempre durante todo

el desarrollo del ensayo piloto, controlando los caudales de extracción y la evolución de los niveles.

El sondeo P79 se encuentra conectado a la red de extracción del emplazamiento, por lo que el agua

extraída se enviará al decantador, y de allí a las balsas de la depuradora. Con el fin de verificar que

con este bombeo no se están atrayendo aguas de la inyección, se ha incluido este punto en la

monitorización del rendimiento, y se deberá analizar la concentración de persulfato en el agua

extraída antes de su envío a balsas.

8. SEGURIDAD Y SALUD

En el informe previo “Características de la celda de recirculación” se expusieron los principales

riesgos asociados y derivados del uso de las distintas sustancias químicas necesarias o que puedan

generarse durante el ensayo piloto, como persulfato, hidróxido sódico y cloro.

La gestión de los riesgos potenciales debe estar recogida en un Plan de Seguridad antes del inicio de

los trabajos, incluyendo una evaluación completa de todos los riesgos relacionados con cada una de

las tareas involucradas, tanto en los ensayos previos como en el ensayo piloto.

Dentro del Plan de Seguridad se debe indicar el uso obligatorio de Elementos de Protección Individual

(EPIs), adecuados para los trabajos y los compuestos químicos presentes, las medidas de contención

propuestas, y otros aspectos de seguridad y salud para el correcto desarrollo de todas las

actuaciones.

A grandes rasgos, algunos de los elementos más importantes en materia de seguridad a tener en

cuenta durante el ensayo, y que se han ido citando a lo largo de este informe, se recogen a

continuación:

Descripción de los riesgos potenciales; en función del tipo de tarea (químico, eléctrico,

caídas, cortes, etc.).

Delimitación de la zona de actuación; mediante el uso de barreras (vallas, etc.), y

prohibición de paso a personal ajeno a los trabajos.

Obligación de uso de EPIs adecuados; como máscaras de protección con filtro, monos de

trabajo resistentes (tipo Tyvek), guantes de nitrilo, gafas antisalpicaduras, etc.

Uso de materiales y equipos adecuados y resistentes a la corrosión; y al medio básico.

Además, los cubetos donde se hagan las mezclas deben estar abiertos en la parte superior.

Instalación de medidas de contención; como el uso de cubetos de contención para evitar

fugas en el sistema.

Coordinación con las empresas concurrentes; manteniendo un contacto continuo.


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Final

Otros aspectos; teléfonos de contacto, ruta al hospital, fichas químicas, etc.

9. EVALUACIÓN DE RESULTADOS

Aunque los criterios de decisión operacionales más importantes se han expuesto en los apartados de

descripción de cada fase del ensayo, a medida que avance el ensayo piloto es probable que tengan

que ajustar algunos como los caudales de los bombeos o las inyecciones, las dosis de reactivos y/o

la duración de cada proceso, así como responder a imprevistos que puedan surgir durante el

desarrollo del ensayo, como variaciones en las condiciones de implantación del ensayo o problemas

técnicos.

En este aspecto, el plan de diseño debe ser considerado como un elemento flexible y abierto a los

ajustes y modificaciones recurrentes durante la fase de ejecución, sin que implique una necesidad de

aumentar los costes de implantación.

Por ello, el ensayo deberá desarrollarse en todas sus fases bajo la dirección de una asistencia técnica

experta que tenga en cuenta todas las variables y condicionantes y sea capaz de tomar las

decisiones necesarias para conseguir los objetivos finales del ensayo:

Determinar el tiempo de persistencia del oxidante en el agua subterránea.

Evaluar la recuperación de la carga contaminante.

Evaluar los cambios en la composición química del acuífero.

Cuantificar la destrucción de la carga contaminante.

Determinar la dosis de oxidante necesaria para una implantación a gran escala.

Por otro lado, los datos de campo y toda la información que se vaya generando deberá recogerse y

gestionarse consecuentemente a fin de tenerse en cuenta en la valoración de resultados, que deberá

plasmarse en un informe final detallado, que incluya los boletines analíticos y un reportaje fotográfico.

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