Grupo de Ingeniería Ambiental -...

Estrategias de tratamiento delvertido del “Prestige”en zonas de costa rocosa

Francisco Omil PrietoDiciembre 2002

Grupo de Ingeniería AmbientalDept. Ingeniería Química – Instituto Investigaciones Tecnológicas

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA

• Introducción• Factores que condicionan la limpieza• Generalidades sobre vertidos de fuel

• Tipos de entornos rocosos• Caracterización física• Riqueza biológica• Interés social/económico• Comportamiento ante un vertido

• Métodos de limpieza en entornos rocosos

• Casos anteriores:• Arrow• Exxon Valdez• Erika

• Conclusiones – Reflexiones frente al problema del PrestigeIND

ICE

Universidad de Santiago de CompostelaDpto. Ingeniería Química - Inst. Investigaciones Tecnológicas

FACTORES A TENER EN CUENTA EN LA LIMPIEZA

• Tipo de hidrocarburo vertido• HC ligeros tienden a evaporarse y degradarse más rápido• HC pesados

• forman “mousses” que se adhieren fuertemente• al sol y la intemperie se crean alquitranes y asfaltos• Necesitan una limpieza más agresiva

• Geología de la costa• HC se adhiere y también fluye entre las piedras• Posible limpieza del HC adherido• Más difícil la limpieza del que se infiltra en lechos de arena,

con peor degradación

• Sensibilidad de las comunidades biológicas afectadas

• Interés socioeconómico

INTRODUCCIÓN

GENERALIDADES SOBRE LOS VERTIDOS DE FUEL

• Frecuente en bajas cantidades• Combustible común en barcos• Principal impacto ambiental en accidentes de buques• Incidentes anteriores: Islas Galapagos (“Jessica”)

• Implicaciones de su vertido• Poca capacidad de evaporación o disolución• Muy pequeña fracción soluble en agua (<10 ppm)• Muy probable fuerte contaminación en zonas intermareales• Importantes efectos adversos sobre aves marinas• Posible contaminación a largo plazo de sedimentos• Muy resistente frente a la exposición a la intemperie• La dispersión química es rara vez efectiva• Limpieza de la costa muy difícil

Tipos de entornos costeros

• Costas rocosas expuestas• Acantilados verticales• Plataformas rocosas

• Playas de grava (“coídos”)• Costas rocosas protegidas

• Playas de arena• Lechos de arena intermareales (“lombos”)

• Marismas

ENTORNOS ROCOSOS COSTEROS


Acantilados verticales (“wave-cut cliffs”)

• Zonas expuestas a la acción muy enérgica de olas y corrientes.

• Pendiente muy acusada: Zona intermareal muy estrecha• Escasa y efímera acumulación de sedimentos• Sustrato impermeable.• Muros verticales, diques y rompeolas comparten esta

tipologíame

dio

físi

co


• La colonización biológica está limitada a organismos resistentes a la acción de las olas y corrientes

• Espacio muy limitado• Fuerte segregación vertical en la zona intermareal (capas

media-alta con animales, zona inferior con algas)• La rugosidad y difícil acceso de las zonas superiores las

hacen importantes en el anidamiento de avesbio

log

ía

soci

oeco

nom

ía

• Interés paisajístico• Reservas naturales• Explotación económica directa limitada

(marisqueo, pesca)

• El fuel depositado en las superficies expuestas a las olas se elimina rápidamente

• Finalmente el fuel se transporta lejos de la orilla por las corrientes resultantes del choque de las olas

• El fuel más persistente formará una banda por encima de la línea de marea alta

• Los impactos a las comunidades intermareales serán de corta duración

• Los mayores impactos pueden ocasionarse en aves que aniden o se alimenten en zonas dañadas

• Zona menos sensible de todo el entorno intermarealvert

idos


Plataformas rocosas (“wave-cut platforms”)

• Plataformas costeras formadas por la erosión en la zona intermareal.

• También expuestos a la acción enérgica de las olas• Pendiente baja:

Anchura de la zona intermareal muy amplia: 10 – 1000 m.• A menudo con acumulaciones sedimentarias en la línea de

marea alta• Superficie irregular con pequeñas pozas intermareales,

gravas, pequeñas acumulaciones de arena, etc.me

dio

físi

co

• Este hábitat puede albergar un gran número de especies:• Plantas (algas)• Infauna (animales que viven enterrados en los sedimentos:

lombrices, almejas, etc.)• Epifauna (animales que viven sobre los sedimentos o adheridos a

las rocas: mejillones, percebes, cangrejos, etc.)• Peces• Comunidades completas en las pozas intermarealesb

iolo

gía

soci

oeco

nom

ía

• Interés paisajístico• Reservas naturales• Explotación económica directa más amplia

(marisqueo, pesca)

• El fuel no se adherirá a la plataforma pero puede transportarse y acumularse a lo largo de la línea de marea alta.

• El fuel puede penetrar y persistir en zonas sedimentarias• Los sedimentos contaminados perduran poco tiempo, excepto en

zonas protegidas o bancos sedimentarios grandes.• Exxon Valdez: más de 1 año en zonas protegidas del oleaje

• Potencial gran impacto en las comunidades biológicas intermareales

• Organismos de las pozas intermarealesvert

idos


Playas de grava (“coídos”). Rellenos (“riprap”)

• Entornos menos estudiados con granulometrías variables desde 5 mm (piedras) hasta mayores de 25 cm (peñascos).

• Entornos de dinámica compleja• Al contrario que en otros entornos, las tormentas transportan

las gravas tierra adentro formando bermas.• Hay playas sujetas siempre a la acción de las olas y otras

sólo estacionalmente.• El problema se acentúa con los rellenos por encima de la

línea de marea alta.

me

dio

físi

co

• Alta porosidad y permeabilidad que permite la penetración profunda del fuel

• Urquiola (1976): hasta 65 cm• Exxon Valdez: a) capa espesa en invierno, b) derretimiento

en la playa (hasta 125 cm)

• Alta probabilidad de ser enterrado

• Probabilidad de formación de pavimentos asfálticos en áreas protegidas con grandes acumulaciones de fuel.

• Grandes problemas de limpiezavert

idos


Zonas rocosas protegidas

• Acantilados verticales (fiordos), paredes rocosas en rías, pendientes rocosas de cascotes formadas por la erosión, etc.

• Factor en común: sustrato duro, ausencia de oleajes• Mezcla de granulometrías en los sedimentos

• Superficies rocosas altamente colonizadas• Muy rica epifauna en las zonas intermareales media-baja

(algas, moluscos, caracoles, etc.)• Pozas intermareales muy frecuentes• En pendientes muy pronunciadas la epifauna adherida está

muy zonificada, con límites clarosbio

log

íam

. fís

ico

• Gran interés natural y paisajístico• Gran interés económico

• Marisqueo• Pesca

soci

oeco

nom

ía

• Zonas de gran pendiente• Adhesión a la superficie rugosa de la roca, especialmente en

la línea de marea alta• La mitad inferior de la roca permanece lo suficientemente

húmeda para evitar la adhesión del fuel• Aceites pesados pueden cubrir la zona superior con un

impacto bajo a las ricas comunidades biológicas de la zona inferior

• Zonas de poca pendiente• Zona intermareal muy amplia que puede estar cubierta de

diversa granulometría: formación de cubiertas de fuel• Penetración restringida hasta el sustrato rocoso (10-20 cm)• Posible formación de pavimentos de larga duraciónve

rtid

os

Principales• Nada (acción “natural”)• Eliminación manual• Eliminación de sedimentos• Agua fría a presión (baja/alta)• Agua caliente (40/80ºC) a presión (media/alta)• Inyección de suspensión de arena

Otros• Vapor• Hielo seco pulverizado• Bioremediación con fertilizantes

De forma complementaria• Dispersantes• Uso de barreras absorbentes

MÉTODOS MÁS USADOS DE LIMPIEZA EN ZONAS ROCOSAS

Nada (“no action”)

• Cuándo usar• Zonas remotas o inaccesibles• Cuando las velocidades de eliminación sean altas• Cuando las acciones de limpieza puedan causar más daño

• Restricciones biológicas• Inapropiado en áreas con numerosos animales móviles (aves,

mamíferos, etc.) en la zona intermareal o cercana

• Efectos ambientales• Zona intermareal: igual que el fuel• Zona submareal: igual que el fuel


Eliminación manual

• Cuándo usar• Si el fuel puede eliminarse fácilmente sin usar medios mecánicos• Lo más apropiado para condiciones de contaminación ligera y

moderada

• Restricciones biológicas• Impacto de pisadas sobre áreas sensibles (anidamiento de aves,

crecimiento de moluscos, algas, dunas, etc.)

• Efectos ambientales• Zona intermareal: mínima si se controlan los efectos derivados del

tránsito de personas y trasiego del fuel• Zona submareal: ninguna


Eliminación de sedimentos

• Descripción• Eliminación manual o mecánica de sedimentos contaminados• El material extraído se transporta y vierte off-site.

• Cuándo usar• Cuándo las cantidades a eliminar sean limitadas• No debe usarse donde haya problemas de erosión• No debe profundizarse más que donde se encuentre el fuel

• Restricciones biológicas• El equipo mecanizado puede estar restringido si hay áreas adyacentes

sensibles

• Efectos ambientales• Zona intermareal: el equipo es pesado y requiere supervisión.

Puede ser dañino si se extraen excesivos sedimentos.Todos los organismos de la playa serán afectados, pero el efecto global de la eliminación del fuel será positivo.

• Zona submareal: liberación de fuel y finos contaminados

Lavado con agua fría (baja presión)

• Descripción• Lavado con agua de mar desde la parte superior de la orilla con

mangueras.• El fuel se recoge con barreras, absorbentes y skimmers.

• Cuándo usar• Cuando el fuel está fresco y hay más vertidos.• Especialmente aplicable en playas de grava y costas rocosas.

• Restricciones biológicas• Puede ser necesario evitar que el lavado llegue a zonas intermareales

bajas.

• Efectos ambientales• Zona intermareal:

Si no se recoge el fuel presente en estas corrientes de lavado, puede haber contaminación en zonas bajas.

• Zona submareal: pueden llegar sedimentos contaminados

Lavado con agua fría (alta presión)

• Descripción• Similar a la anterior, pero usando chorros a presión (aprox. 5-7 atm)

• Cuándo usar• En orillas rocosas y playas de grava. En pozas intermareales.• Cuando el lavado con baja presión no es efectivo.

• Restricciones biológicas• Puede ser necesario restringir este lavado a zonas intermareales

superiores evitando dañar las zonas bajas.


Elimina muchos organismos en la superficie.Un mal uso puede inducir que el fuel penetre más profundamente.Podemos contaminar las zonas inferiores si no recogemos los residuos.

• Zona submareal:pueden llegar sedimentos contaminados


Lavado con agua templada (presión moderada-alta)

• Descripción• Agua de mar calentada hasta 40ºC se usa para movilizar vertidos

“viejos” adheridos en rocas. El fuel fluye hasta la orilla del mar en donde se recoge con barreras y skimmers.

• Cuándo usar• En orillas rocosas y playas de grava.• Cuando el vertido ya se ha consolidado en las rocas tras su exposición

a los elementos y otros lavados no son efectivos.• Para eliminar el fuel de zonas artificiales (rellenos en rompeolas, etc.).

• Restricciones biológicas• Puede ser necesario restringir este lavado a zonas intermareales

superiores evitando dañar las zonas bajas.


Puede matar o eliminar la mayoría de organismos.Podemos contaminar las zonas inferiores si no recogemos los residuos.


Lavado con agua caliente (presión alta)

• Descripción• Agua de mar calentada hasta 80ºC se usa para movilizar vertidos

“viejos” adheridos en rocas. El fuel fluye hasta la orilla del mar en donde se recoge con barreras y skimmers.

• Cuándo usar• Igual que anteriormente

• Restricciones biológicas• Igual que anteriormente


Todos los organismos adheridos en las zonas directamente expuestas al chorro se mueren o son eliminados.Cuando la comunidad intermareal es muy rica hay que hacer un balance entre el beneficio obtenido y el daño causadoPodemos contaminar las zonas inferiores si no recogemos los residuos.


Inyección de suspensión de arena(“slurry sand blasting”)

• Descripción• Uso de arena en forma de suspensión en agua para eliminar el fuel de

sustratos sólidos.• En algunos casos se considera el uso de la arena resultante.

• Cuándo usar• En rellenos de grava y muros artificiales.• Cuando se necesita limpiar un área por razones estéticas e incluso el

agua caliente no es efectiva.

• Restricciones biológicas• No usar en áreas de alta abundancia biológica


Completa destrucción de todos los organismos en la zona intermareal.• Zona submareal:

Posible asfixia de organismos por la arena residual.Si no se recupera la arena se están enviando residuos al fondo.

Otros• Vapor• Hielo seco pulverizado• Bioremediación con fertilizantes

De forma complementaria• Dispersantes• Uso de barreras absorbentes


• Arrow (Nova Scotia, 1970)

• Exxon Valdez (Alaska, 1989)

• Erica (Francia, 1999)

CASOS ANTERIORES


ARROW1970

• Vertido• 16.000 Tm aprox de Fuel Bunker C• 300 km de costa contaminada (Bahía de Chedabucto)

• Impacto ecológico• Muy severo en las comunidades intermareales.• En zonas resguardadas los sedimentos contaminados fueron muy

persistentes.• 5 años más tarde se encontraron niveles altos de contaminación en

almejas pero no en mejillones o algas.• Los “pavimentos” formados en zonas de calma permanecen.

• Lecciones• La eliminación en las costas muy batidas es muy rápida, sólo

permanecen pequeños grumos en microentornos resguardados.• En costas resguardadas, los pavimentos asfálticos, capas enterradas y

aguas intersticiales contaminadas pueden permanecer más de 20 años.• La eliminación de gravas contaminadas puede incrementar la erosión

de las costas.• Los impactos a largo plazo a las comunidades intermareales están

ligados a la presencia de sedimentos contaminados (menor reproducción de bivalvos, menor crecimiento de almejas, etc.)

ARROW1970

EXXON VALDEZDate: 08/15/89

• Vertido• 40.000 Tm aprox de Crudo• 2400 km de costa contaminada

• Lecciones• Lavado con agua caliente a alta presión moviliza residuos solidificados.• Sin embargo, el impacto biológico es muy adverso llegando a la

esterilización de la zona tratada.• La recuperación tarda más en zonas tratadas de esta manera que sin

tratar.


EXXON VALDEZ

SPILL SCIENTISTS GIVE UP ON CLEANING CHEMICAL TOUTED COMPOUND FAILS TO EFFECTIVELY CLEAN BEACHES

• ANCHORAGE. Scientists have rejected the last, best hope for chemically cleaning Prince William Sound beaches coated with sticky crude oil.

• Corexit 9580MS once thought to be the breakthrough chemical that would help remove oil from the beaches without killing marine life has been judged ineffective by the Research and Development Committee of the National Oceanic and Atmospheric Administration.

• After four months of research that sorted through almost 1,200 treatment proposals, scientists looking for a chemical solution to theoil spill have essentially come to a dead end, leaving beach workers to continue with increasingly ineffective hotwater washing, said Carl Lautenberger of the Environmental Protection Agency.

EXXON VALDEZ


EXXON VALDEZ

Clean-up workers spray oiled rocks with high pressure hoses(note the barriers on the sea to collect the debris)

EXXON VALDEZ

10 Years of Intertidal Monitoring After the Exxon Valdez Spill

A casual observer would not likely see signs of the oil spill today in Prince William Sound.

However, Exxon Valdez oil persists in certain environments, especially in areas sheltered from weathering processes, such as in the subsurface under selected gravel shorelines,and in some soft substrates containing peat

ERIKADate: 12 Dec 1999

ERIKA

20 000 toneladas de fuel pesado

Empresas como LE FLOCH DEPOLLUTION adaptó sus métodos usando pistolas de agua a presión, limpiadores de vapor de alta presión, geotextiles y barreras absorbentes.

El fuel llegó a zonas de hasta 40 m de altura debido a las tormentas, lo que hizo necesaria la intervención de escaladores profesionales.


ERIKA

Se necesitaron alpinistas para alcanzar las zonas altas contaminadas de los acantilados

Técnicas de recogida mediante redes tendidas en el vacío

Bajada de bolsas con los residuos recogidos con un sistema de cables

ERIKA

ERIKA


Redes de protección de las rocas previamente limpiadas

ERIKA


PRESTIGE13 Nov 2002


PRESTIGE


CONCLUSIONES

• Acantilados verticales• Dejar procesos naturales• Evaluación necesidades de limpieza en la zona superior a la

intermareal (riqueza biológica): agua a presión.

• Plataformas costeras• Limpieza manual en zonas sedimentarias, coídos y pozas• Posible limpieza zonas superiores

• Playas de grava (“coídos”)• Limpieza manual• Limpieza con chorros de agua (fria, caliente si es necesario)• Evaluación necesidad de limpieza de sedimentos

• Zonas rocosas no expuestas• Limpieza manual• Limpieza con chorros de agua

• Zonas rocosas sin valor ecológico• Agua caliente, vapor, suspensión de arena

Grupo de Ingeniería AmbientalDept. Ingeniería Química – Instituto Investigaciones Tecnológicas

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA

Grupo de Ingeniería Ambiental -...

Documents

Transcript of Grupo de Ingeniería Ambiental -...