Remediación Ambiental
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Jornadas de Capacitación Ambiental Auditorio: Centro Cultural Yaganes Avda. Belgrano 319 – Río Grande, Tierra del Fuego Sistemas de Remediación Lic. Fabio Chiarbonello
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Jornadas de Capacitación Ambiental
Auditorio: Centro Cultural Yaganes
Avda. Belgrano 319 – Río Grande, Tierra del
Fuego
Sistemas de RemediaciónLic. Fabio Chiarbonello
Remediación de Sitios Contaminados
¿ Cuales son los objetivos de la
Remediación de un Sitio Contaminado?
En un sentido amplio, el objetivo de cualquier programa de limpieza y/o
remediación es dar seguridad al lugar para los usos futuros. El esquema tiene
que ser la minimización o eliminación del peligro para la salud humana y el
medio ambiente
Conceptos
LIMPIEZA
REMEDIACION
Concepto
amplio
Concepto
restringido
Procedimiento técnico
cuyo objetivo es
disminuir, atenuar o
anular el riesgo ambiental
de un sitio contaminado
Procedimiento técnico
cuyo objetivo es volver al
sitio contaminado a
condiciones ambientales
parecidas a las existentes
previo a la contaminación
Estrategias de Remediación
DESTRUCCIÓN O
ALTERACIÓN DE LOS
CONTAMINANTES
EXTRACCIÓN O
SEPARACIÓN DE LOS
CONTAMINANTES DEL
MEDIO
INMOVILIZACIÓN DE
LOS CONTAMINANTES
Air Stripping
Adsorción
Ventilación de Suelos
Precipitación Fisicoquímica
Otros
Estabilización/Solidificación
Confinamiento
Técnicas de Remediación
IN SITU
EX SITU
OFF SITE
El medio es tratado en el
mismo sitio en que ocurrió
la contaminación. En
general sin movimiento de
suelos y/o bombeo de agua
El medio es tratado en el
lugar con movimiento de
suelos y/o bombeo de agua
El medio es tratado en una
instalación exterior
Criterios para la Elección de una Estrategia
de Remediación
Desde la
perspectiva del
contaminante
Desde la
perspectiva del
tratamiento
Elección del
Procedimiento
Desde la
perspectiva del
medio
Criterios para la Elección de una Estrategia
de Remediación
FACTOR MALO REGULAR BUENO
DISPONIBILIDAD
Número de oferentes de tecnología (diseño, construcción y mantenimiento)
Menos de 2 2 – 4 Más de 4
EFECTIVIDAD
Contaminantes a tratar
Ninguna efectividad
Efectividad limitada o
ningún “target” específico
La tecnología es específica
para el contaminante
CONFIABILIDAD/MANTENIMIENTO
Baja confiabilidad y
alto mantenimiento
Confiabilidad y mantenimiento
medio
Alta confiabilidad y
bajo mantenimiento
REMEDIATION EPA, USAF, 1993 (continua)
Criterios para la Elección de una Estrategia
de Remediación
FACTOR MALO REGULAR BUENO
TIEMPO DE LIMPIEZA
Tiempo requerido para limpiar un sitio estandarizado
Se asume como sitio estándar a una unidad de 20.000 m3 para suelos y 3800 m3 para agua
Más de 3 años para suelo in
situ1 – 3 años
Menos de 1 año
Más de 1 año para suelo ex
situ0.5 – 1 año
Menos de 0.5 años
Más de 10 años para agua
3 – 10 añosMenos de 3
años
COSTOS GLOBALES
Costos de diseño, construcción de la tecnología, excluyendo movilización, desmovilización y pre y post tratamiento.
Costo excavación U$S 55 /M3.
Costo de bombeo U$S 0.07 /m3
Más de U$S 330/M3 para
suelos
U$S 110 –330/M3
Menos de U$S 110/M3
Más U$S 2.54/m3 agua
U$S 0.8 –2.65/m3
Menos de U$S 0.8/m3
Más de U$S 11/kg para
gasesU$S 3 – 11/kg
Menos de U$S 3/kg
REMEDIATION EPA, USAF, 1993
¿Porqué Remediar?
CONCENTRACIONES EXISTENTES
MOVILIDAD AMBIENTAL
RELACION SUELO-AGUA
PROTECCION DEL ECOSISTEMA
SALUD HUMANA
USO DEL SUELO
ESTETICA
LIMITES DETECCION ANALITICA
CA
RA
CTER
IZ
AC
IO
N
SUELOS, SEDIMENTOS
Y BARROS
AGUA SUBTERRANEA,
SUPERFICIAL Y
LIXIVIADOS
VAPORES Y
EMISIONES GASEOSAS
Perspectiva desde el Contaminante
Compuesto Orgánicos
Volátiles (Volatil Organic
Compounds – VOC´s)
Compuesto Orgánicos
Semivolátiles (Semivolatil
Organic Compounds –
SVOC´s)
Hidrocarburos y
Combustibles (Fuels)
Inorgánicos (incluyendo
elementos radiactivos)Explosivos
Biotratamiento
(ex situ o in situ)
reciclo
Tratamiento
Físico/Químico
/Térmico
(ex situ o in situ)
Excavación
Solidificación
/estabilización
Extracción de
vapor
Confinamiento
Bombeo agua
subterránea
Separación
de fases
Air
stripping
Carbón
activado
Carbón
activado
suelo
Producto
libre
Suelo
superficial
Techo del
acuífero
Acuífero
gas
agua
DESTRU
CCIO
NEXTRACCIO
NIN
MO
VIL
IZACIO
N
SUELOS AGUAS GASES Y VAPORES CONFINAMIENTO
Remediación de Suelos
Condiciones del suelo
Limitan la selección del proceso
de tratamiento. Algunas
características se pueden ajustar
(pH, humedad), otras no
Los suelos son variables en sus
características físicas y
químicas. La variabilidad es
mucho mayor verticalmente que
horizontalmente
La variabilidad del suelo
redundará en la distribución de
agua y contaminantes, y de
cómo pueden ser transportados
dentro del mismo, y también
como pueden ser removidos
Los informes de campo
describiendo la variabilidad del
suelo pueden reducir la
necesidad de grandes
cantidades de muestras y
mediciones para describir las
características del sitio
Distribución del tamaño de
partículas
Aceites y Grasas
Homogeneidad e isotropía del
suelo
Densidad bruta del suelo
Permeabilidad del suelo
Contenido de humedad pH del suelo Potencial redox
Contenido húmico
Carbono Orgánico Total
(TOC)
Hidrocarburos volátiles,
oxigeno y dióxido de carbono
Trazadores BTEX
La biodegradación es un proceso en el
cual microorganismos indígenas o
inoculados (ej, hongos, bacterias, y
otros microbios) degradan
(metabolizan) los contaminantes
orgánicos que se encuentran en el
suelo y/o en el agua subterránea. En
presencia de suficiente oxígeno
(condiciones aeróbicas), los
microorganismos convertirán a mucho
de los contaminantes orgánicos a
dióxido de carbono, agua, y biomasa.
En ausencia de oxígeno (condiciones
anaeróbicas), los contaminantes serán
metabolizados a metano, dióxido de
carbono, y trazas de gas hidrógeno.
Pozo
Monitore
o
Pozo
Bombeo
Irrigació
n Spray
Pozos
Inyección
Capa de Baja Permeabilidad
Acuífero local
Nivel
freático
Su
el
o
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA DESTRUCCION BIOLOGICA
TECNICA IN SITU
APLICADOCONTAMINANTES BIODEGRADABLES
Biodegradación (In situ)
El Bioventing es una promisoria y nueva
tecnología que estimula la
biodegradación natural in situ de los
hidrocarburos derivados del petróleo en
el suelo, por la provisión de oxígeno a
los microorganismos existentes en el
mismo. En contraste con otras técnicas
(soil vapor vacuum extraction), en el
bioventing se usa bajos flujos de aire
para proveer solo el suficiente oxígeno
para sostener la actividad bacteriana.
Comúnmente, el oxígeno se suministra a
través de la inyección directa de aire
dentro del suelo contaminado. Además
de la degradación de los combustibles
adsorbidos, los compuestos volátiles
son biodegradados como vapores que se
mueven lentamente a través del suelo
activo.
Trailer Analítico
Soplador
Arreglo Venteo Lateral
Arreglo Venteo Vertical
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA DESTRUCCION BIOLOGICA
TECNICA IN SITU
APLICADOCONTAMINANTES BIODEGRADABLES
Bioventilación (Bioventing)
El lavado de suelos in situ es la
extracción de contaminantes del
mismo con agua o otras soluciones
acuosas disponibles. El lavado se
lleva a cabo pasando el fluido de
extracción a través del suelo
contaminado usando un proceso de
inyección o infiltración. Los fluidos de
extracción se deben recuperar del
acuífero inferior y, cuando sea
posible, se reciclan.
Aplicación
Spray
Bomb
a
Tratamiento
AguaBomb
a
Aditiv
o
Lavad
o
Área
contaminada
Recolecció
n de
Lixiviado
Nivel
freático
Pozo de
extracción
de agua
Zona baja
permeabilidad
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA SEPARACION
TECNICA IN SITU
APLICADO CONTAMINANTES SOLUBLES
Lavado de suelos
La extracción de vapores de suelos
(Soil vapor extraction-SVE) es una
tecnología de remediación ó limpieza
in situ para la zona del suelo no
saturada(vadosa) en la cual se aplica
vacío al suelo para inducir un flujo
controlado de aire y eliminar
contaminantes volátiles y algunos
semivolátiles del suelo. El gas que
abandona el suelo se puede tratar para
recuperar ó destruir a los
contaminantes, dependiendo de las
regulaciones locales y estatales para la
descarga de emisiones a la atmósfera.
Filtro AireVálvula seguridad
Separador
humedad
Drenaje
humeda
d
Bomba vacío
Venteo gas
Flameo
Incineración
catalítica
Adsorción
carbón
Zona
contaminada
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA SEPARACION
TECNICA IN SITU
APLICADO CONTAMINANTES VOCs
Extracción de vapor en suelos (In situ
– Soil Vapor Extraction)
La solidificación/estabilización (S/S)
reduce la movilidad de las sustancias
peligrosas y contaminantes en el
ambiente a través de medios físicos
como químicos. A diferencia de otras
tecnologías de remediación, la S/S
busca entrampar o inmovilizar
contaminantes dentro de su medio de
soporte"host" medium (ej, el suelo, la
arena, y/o los materiales que los
contienen), en lugar de eliminarlos a
través de un tratamiento químico o
físico. El ensayo de lixiviación es
normalmente el método usado para
medir la inmovilización de los
contaminantes. Las técnicas S/S in
situ usan sistemas de barrenos y
cabezales de inyección para aplicar
los agentes de S/S a los suelos.
Barreno
Camisa
Reactivo
estabilizante
Cabezal
Inyector
Control de
emisiones,
polvo,
VOCs
REMEDIACION DE AGUAS SUBTERRANEAS
ESTRATEGIA INMOVILIZACION
TECNICA IN SITU
APLICADO CONTAMINANTES METALICOS
Solidificación / Estabilización
(In situ)
Esta tecnología de plena escala usa una
inyección de vapor/aire caliente o
calentamiento por electricidad o radio
frecuencia para aumentar la movilidad de
los semivolátiles y facilitar su extracción.
Soplador/Calentador
Salida aire
Venteo gasColector
es de
gas
venteado
Zona contaminada
Pozos inyectores aire
caliente/vapor
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA SEPARACION
TECNICA IN SITU
APLICADO CONTAMINANTES VOCs
Ventilación de suelos
Aumentada Térmicamente (TESVE)
La Vitrificación In Situ (ISV) usa una
corriente eléctrica para fundir al suelo
u otros materiales térreos a
temperaturas extremadamente altas
(1.600 a 2.000 oC) y por lo tanto
inmoviliza a la mayoría de los
contaminantes inorgánicos y destruye
a los contaminantes orgánicos por
pirólisis. Los contaminantes
inorgánicos son incorporados dentro
de la masa cristalina y vítrea. El vapor
de agua y los productos de la pirólisis
de los orgánicos se capturan en una
campana, la cual conduce a los
contaminantes al sistema de
tratamiento de emisiones gaseosas
que remueven al particulado y a otros
contaminantes del gas.
Electrodos A tratamiento de gases
Campana
colectora
de gases
Destrucción
volátiles
No volátiles
Reducción debido
a densificación
Combustión
superficial
(algunos casos)
Capa porosa
(rocas,
cerámicas)
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA INMOVILIZACION
TECNICA IN SITU
APLICADO CONTAMINANTES METALICOS
Vitrificación In situ
El composting es un proceso biológico
controlado mediante el cual materiales
biodegradables peligrosos pueden ser
convertidos por microorganismos a
subproductos inocuos y estables,
normalmente a temperaturas en el rango
de 50 a 55 C. El aumento de las
temperaturas deviene del calor
producido por los microorganismos
durante la degradación del material
orgánico en el residuo. En la mayoría de
los casos, esto se realiza por el uso de
microorganismos indígenas. Los suelos
son excavados y mezclados con agentes
que aumentan el volumen (bulking
agents) y enmiendas orgánicas, como
virutas de madera, residuos animales y
vegetales, para aumentar la porosidad
de la mezcla a ser descompuesta.
Suelos
excavados
y
tamizados
Formació
n de pilas
con suelo
y
enmienda
s
Volteo
periódico
de las
pilas
Monitore
o de pilasAnálisis
de pilas
Desarme
de pilas y
disposició
n
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA DESTRUCCION BIOLOGICA
TECNICA EX SITU
APLICADOCONTAMINANTES BIODEGRADABLES
Biopilas (Composting)
Este procedimiento es una tecnología
“full-scale” por la cual los suelos
excavados se mezclan con enmiendas y
localizados en un área de tratamiento
que incluye sistemas de recolección de
lixiviados y alguna forma de aireación.
Los procesos controlados de fase
sólida incluyen camas de tratamiento
preparadas, celdas de biotratamiento, y
pilas de suelo. La humedad, el
calentamiento, los nutrientes, él
oxigeno, y el pH pueden ser
controlados para aumentar la
biodegradación.
Bomba operada
c/aire para
transferencia de
lodos/sedimentos
Equipamien
to de
traslado y
tamizado
Nutriente
s
Lodo/Sedimento
Frente de trabajo
Lodo/Sedim
ento
contaminad
o
Equipo
excavació
n/mezcla
do
Pila suelo
contaminado
Suelo
contaminado
Suelo tratado
Capa impermeable
Rociadore
s
Drenaj
eAgua
reciclad
a
Fosa
sumider
o
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA DESTRUCCION BIOLOGICA
TECNICA IN SITU
APLICADOCONTAMINANTES BIODEGRADABLES
Tratamiento biológico controlado
en fase sólida
El Landfarming es una tecnología de
biorremediación “full-scale” mediante
la cual suelos contaminados,
sedimentos, o barros se aplican sobre
la superficie del suelo y
periódicamente laboreada para airear
al residuo. A pesar de que el
landfarming se realiza normalmente en
el lugar, estos sistemas están
aumentando la incorporación de
“liners” y otros métodos para controlar
el lixiviado de los contaminantes, lo
cual requiere excavación y localización
de suelos contaminados.
Cobertura (opcional)
Superficie
existente Baterias/
Nutrientes Residuos
Conducto
colector
lixiviadosSuelo
compactado
Arena
compactadaGeomembrana
Muro de
contención
1% pendiente
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA DESTRUCCION BIOLOGICA
TECNICA EX SITU
APLICADOCONTAMINANTES BIODEGRADABLES
Laboreo sobre suelo (Landfarming)
El lavado de suelos es un proceso ex situ
base acuosa para limpieza de suelos para
remover contaminantes. El proceso
remueve a los contaminantes del suelo
por alguna de las dos formas siguientes:
•Por disolución o suspensión de los
mismos en la solución de lavado (la cual
es luego tratada por alguno de los
métodos convencionales de tratamiento
de aguas de desecho).
•Por concentración de los mismos dentro
de un volumen menor de suelo a través
de la separación de partículas, separación
gravimétrica, y lavados por fricción
(similar a aquellas técnicas usadas en
operaciones de arena y grava).
Suelo
contaminad
o
Volátiles
Aporte agua Agua reciclada
Químicos
Agentes de
extracción
(surfactantes, etc.)
Suelo
preparadoHomogenizad
o/Tamizado
del suelo
Tratamient
o Efluente
Control
emisiones
Proceso de
lavado
• Lavado
• Enjuague
• Separación
Agua
tratada
Agua
de
lavado
Barros/Finos
contaminado
s
Suelo limpio
Rechazos voluminosos
Emisiones
tratadas
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA SEPARACION
TECNICA EX SITU
APLICADO CONTAMINANTES SOLUBLES
Lavado de suelos (Soil washing)
El proceso SVE ex situ es una tecnología
de plena escala en el cual el suelo se
excava y se coloca sobre una red de
cañerías en los cuales se aplica vacío
para alentar la volatilización de los
orgánicos. El proceso incluye un sistema
par tratar las emisiones gaseosas. Entre
las ventajas sobre la tecnología in situ
descripta en otro apartado se incluye,
que el proceso de excavación incrementa
el número de canales de transmisión, las
aguas subterráneas poco profundas no
limitan al proceso, es posible la
recolección de lixiviados, y el tratamiento
es más uniforme y fácilmente
monitoreado.
Soplador
Control de emisiones
Pila de suelo
excavado
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA SEPARACION
TECNICA EX SITU
APLICADO CONTAMINANTES VOCs
Extracción de vapor de suelos Ex situ
(Soil vapor extraction - SVE)
Como en la
solidificación/estabilización (S/S) in
situ, en la S/S ex situ los
contaminantes son físicamente
ligados o encapsulados dentro de una
masa estabilizada (solidificación), o
se inducen reacciones químicas entre
el agente estabilizante y los
contaminantes para reducir su
movilidad (estabilización). La S/S ex
situ, sin embargo, normalmente
requiere la disposición de los
materiales resultantes.
Material residual Cinta
transportadora
Tolva alimentación Balanza
Homogenizador
Silo reactivo seco
Noria
Amasadora
Suministro de agua
(si fuera necesario)
Reactivo
líquido
Alimentador de
reactivo seco
Camión volcador a área de disposición
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA INMOVILIZACION
TECNICA EX SITU
APLICADO CONTAMINANTES METALICOS
Solidificación / Estabilización
(Ex situ)
La destrucción por solvente no
destruye a los residuos pero es un
medio para separar a los
contaminantes peligrosos de los
suelos, barros, y sedimentos, de
modo tal de reducir el volumen del
residuo peligroso que debe ser
tratado. La tecnología utiliza un
químico orgánico como un solvente y
difiere del lavado del suelo, en la cual
se utiliza agua sola o con aditivos.
Están en operación unidades a escala
comercial, que varían de acuerdo al
solvente empleado, tipo de
equipamiento usado, y modo de
operación.
ExcavadoPreparación
residuoExtractor Separador
Control
emisionesEmisiones
tratadas
Solventes reciclados
Solvente con
contaminantes
orgánicos
Contaminantes
concentrados
Sólidos
Agua
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA SEPARACION
TECNICA EX SITU
APLICADO CONTAMINANTES SOLUBLES
Extracción por solvente
La desorción térmica a alta
temperatura (HTTD) es una tecnología
probada en el cual los residuos se
calientan entre 320 a 560 C para
volatilizar el agua y los contaminantes
orgánicos. Un gas de transporte o un
sistema de vacío transporta al agua y a
los orgánicos volatilizados al sistema
de tratamiento de gases. Los sistemas
HTTD son procesos de separación
física y no están diseñados para
destruir orgánicos. Las temperaturas
del lecho y los tiempos de residencia
típicos producirán la volatilización de
los contaminantes seleccionados pero
no su oxidación.
ExcavadoManipuleo
materialDesorción
Sistema
Tratamiento
de gases
Medio
tratado
Rechazo
voluminosos
Gases
limpios
Carbón
agotado
Contaminantes
concentrados
Agua
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA SEPARACION
TECNICA EX SITU
APLICADO CONTAMINANTES VOCs y SVOCs
Desorción térmica a alta temperatura
Se usan altas temperaturas, 870 a
1.200 C para volatilizar y
combustionar (en presencia de
oxígeno) residuos halogenados y
otros orgánicos refractarios. La
eficiencia de destrucción y
eliminación (DRE) para incineradores
operados apropiadamente excede el
99.99% y puede ser operado para
llegar al 99.9999% para PCBs y
dioxinas.
Almacenaje
residuo
Preparación
residuo
Carga
residuo
Control
vapores
Incinerador
Post
combustorQuench
Control
gases
Manipuleo
residuo
Manipuleo
residuo
Emisiones
tratadas
Emisiones
chimenea
Agua
Sólidos
Sólidos
tratados
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA DESTRUCCION TERMICA
TECNICA EX SITU
APLICADO CONTAMINANTES ORGÁNICOS
Incineración
El material contaminado se remueve y
transporta a instalaciones permitidas
de tratamiento y/o disposición fuera
del sitio. Normalmente se requiere
algún pretratamiento del medio
contaminado para cumplir con las
restricciones de disposición en tierra. Suelo
contaminado
REMEDIACION DE SUELOS
ESTRATEGIA SEPARACION
TECNICA EX SITU
APLICADO CONTAMINANTES VARIOS
Excavación, retiro y disposición fuera
del sitio
Tecnologías de Remediación de
Pasivos Ambientales “Casos”
Biorremediación de suelos
Dual Phase Vacuum Extraction (DPVE)
Biorremediación de Suelos
Tecnologías de Remediación de
Pasivos Ambientales
Biorremediación
Proceso de Biorremediación
Es el proceso en el que se emplean
microorganismos para resolver problemas
específicos medioambientales, como la
contaminación.
El desarrollo de esta tecnología implica
la estimulación de la actividad microbiana
aeróbica presente en los suelos.
Etapas de un Proyecto Tipo
1. Caracterización y definición de zonas afectadas.
2. Preparación del área de trabajo para el tratamiento de suelos.
3. Movimiento de suelos: desmonte de sitios afectados y selección del
material contaminado.
4. Distribución del material a tratar sobre áreas acondicionadas para el
tratamiento.
5. Tratamiento de suelos.
6. Medición y control: evolución del tratamiento.
Caracterización del Sitio
Tratamiento y
disposición final en
relleno seguridad
Tratamiento por
biorremediación
y retorno al sitio
Producto libre y suelo
con HTP-EPA 418.1> 10 %
HTP-EPA 418.1 < 10 %
Cr-Cd-Hg-Pb en Niveles Guía
Suelo Uso Agrícola
Ley 24.051 DR 831/93
Zonas sin afectación
Zonas afectadas
Una vez seleccionados los sitios se
procedió al acondicionamiento de las
áreas de tratamiento para la disposición de
las biopilas.
Estos sitios además de asegurar el
cumplimiento con las medidas de
seguridad y medio ambiente, tienen el
objeto de poseer una superficie apta para
el tratamiento (compactación, pendiente,
etc.) y asegurando el normal tránsito de
las maquinarias.
Preparación del Área de
Tratamiento
Movimiento de Suelos
Selección y extracción del suelo afectado en base a la
información de resultados obtenidos de la
caracterización previa realizada y ensayos en campo.
Procesamiento del Suelo
seleccionado
Tritura terrones de suelo contaminando
logrando una homogeneización
granulométrica del mismo.
Oxigena de la masa de suelo.
Esponjamiento del suelo optimizando la
difusión de oxígeno, el agua y los
nutrientes a incorporar.
Carga y Transporte
Una vez procesado, el suelo es cargado y transportado por
camiones al sector de tratamiento para la confección de
biopilas.
Tratamiento
Humedad
pH
Nutrientes
Temperatura
HIDROCARBUROS
CO2+H2O
Acción mecánica
> Oxigenación
> Desagregación
> Biodisponibilidad
BACTERIAS
Optimización de la actividad microbiana presente en el
suelo.
Humedad
pH
Nutrientes
Conductividad
Temperatura
HIDROCARBUROS
HTP - IR
HTP – GC
Compuestos (SARA)
MICROORGANISMOS
Heterótrofas
Degradadoras
Actividad Microbiana
Fitotoxicidad aguda
(Lactuca sativa)
Incluye análisis
biológicos y químicos
Medición y Control:Evolución del
Tratamiento
Tecnologías de Remediación de
Pasivos Ambientales
Sistema Dual Phase Vacuum
Extraction (DPVE)
Sistema Dual Phase Vacuum
Extraction (DPVE)
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
Remoción de contaminantes del suelo y del agua subterránea con unsolo sistema.
Efectividad y rapidez varias veces superior a métodos tradicionales.
Muy buena relación costo-beneficio.
Intrínsecamente seguro.
Captación del HC sobrenadante, disuelto y adsorbido.
Estimula la aireación de la zona no saturada.
Liberación de VOCs ocluidos en el suelo.
Filtrado, condensado o incineración catalítica de los gases.
Ventajas
Remueve la contaminación de las tres zonas simultáneamente aplicando unvacío de alto caudal.
Estimula la aireación del subsuelo volatilizando y removiendo loscontaminantes adsorbidos.
Extrae el agua subterránea contaminada, deprimiendo la napa yexpandiendo la zona no saturada, permitiendo su aireación.
Actúa en suelos contaminados ubicados por debajo de estructuras ediliciasexistentes, sin interferir las operaciones normales del predio.
Elimina la necesidad de efectuar movimiento de suelos.
Aplicaciones
Remediación de suelos y napascontaminados con:
Naftas, gas oil y otroscombustibles.
Aceites minerales.
Compuestos Orgánicos Volátiles ysemivolátiles.
Solventes orgánicos.
Hidrocarburos en general.
Otros contaminantes (análisiscaso por caso).
Ideal para:
Refinerías de petróleo.
Industrias petroquímicas.
Playas de tanques.
Plantas con tanques enterrados.
Estaciones de servicio.
Oleoductos y Poliductos (línea yestaciones de bombeo).
Sitios de difícil acceso, áreas urbanaso edificadas donde no se puedanrealizar movimientos de suelos.
Plantas industriales en general.
Derrame sobre la capa superficial
capa superficial
Derrame sobre la capa superficial,
la zona no saturada y la zona saturada
capa superficial
zona no saturada
zona saturada
Remueve la contaminación de las 3
zonas simultáneamente, aplicando un
vacío de alto caudal
Tratamiento de fase líquida
Tratamiento de fase gaseosa
capa superficial
zona no saturada
zona saturada
51
Estimula la aireación del subsuelo,
volatilizando los contaminantes
adsorbidos
Tratamiento de fase líquida
Tratamiento de fase gaseosa
capa superficial
zona no saturada
zona saturada
Extrae el agua subterránea contaminada deprimiendo
la napa y expandiendo la capa superficial,
permitiendo el pasaje de aire a través de ella
Tratamiento de fase líquida
Tratamiento de fase gaseosa
capa superficial
zona no saturada
zona saturadaExpansión
de la capa
superficial
Expansión
de la capa
superficial
Acelera significativamente la
remediación del subsuelo
Tratamiento de fase líquida
Tratamiento de fase gaseosa
capa superficial
zona no saturada
zona saturada
Tratamiento de fase líquida
Tratamiento de fase gaseosa
capa superficial
zona no saturada
zona saturada
Acelera significativamente la
remediación del subsuelo
55
Tratamiento de fase líquida
Tratamiento de fase gaseosa
capa superficial
zona no saturada
zona saturada
Acelera significativamente la
remediación del subsuelo
56
Tratamiento de fase líquida
Tratamiento de fase gaseosa
capa superficial
zona no saturada
zona saturada
Acelera significativamente la
remediación del subsuelo
Remediación de Aguas
Las aguas subterráneas
son contaminadas con
sustancias solubles que se
encuentran en los suelos
superiores
Muchos de los datos
requeridos son similares a
los del suelo (pH, TOC,
DBO, DQO, etc.)
Datos adicionales
requeridos: dureza,
amoníaco, STD, y el
contenido de metales
El DBO, DQO y TOC en el agua
contaminada provee respectivamente
indicación de las fracciones
biodegradables, oxidables o
combustibles
Los aceites y grasas pueden
requerir pretratamiento
primario. Pueden estar
presentes como fase libre en
el agua subterránea
Nitrato solubilizado se circula a través
de las zonas de contaminación del agua
subterránea para proveer aceptores
electrónicos para la actividad biológica
y aumentar la tasa de degradación de
contaminantes orgánicos por los
microbios naturales. El desarrollo de
este procedimiento aún está en escala
piloto.
Ajuste de
nutrientes y pHAdición
solución nitrato
A recarga
Pozo
inyecciónAgua
subterránea
contaminada
A descarga
tratamiento
posterior
Pozos
extracción
de agua
subterránea
Zona vadosa
Zona saturadaBomba
sumergible
REMEDIACION DE AGUAS SUBTERRANEAS
ESTRATEGIA DESTRUCCION BIOLOGICA
TECNICA IN SITU
APLICADOCONTAMINANTES BIODEGRADABLES
Bioaumentación con nitrato
El “air sparging” es una tecnología in situ en
la cual es burbujeado aire a través de un
acuífero contaminado. Las burbujas de aire
atraviesan horizontal y verticalmente a
través de la columna de suelo, creando un
separador subterráneo que remueve a los
contaminantes por volatilización. Estas
burbujas de aire transportan a los
contaminantes a un sistema de extracción
de vapor. La extracción de vapor se
complementa con el “air sparging” para
remover la contaminación en fase vapor
generada. Esta tecnología se diseña para
operar a altos flujos para mantener un
contacto aumentado entre el agua
subterránea y el suelo y descontaminar
más agua por “ sparging”.
Colectores de aireSoplador de aire
Pozo
inyección Agua
subterránea
contaminada
A descarga o
tratamiento
posterior
Pozos
extracción
de agua
subterránea Zona vadosa
Zona saturada
Bomba
sumergible
Tratamiento
aire
REMEDIACION DE AGUAS SUBTERRANEAS
ESTRATEGIA SEPARACION
TECNICA IN SITU
APLICADO CONTAMINANTES VOCs
Burbujeo con aire (Air sparging)
Los orgánicos en fase líquida no
disueltos se remueven de las
formaciones subterráneas, por métodos
activos (ej., bombeo) o por sistema
pasivo de recolección. Este proceso se
usa ante todo en casos donde lentes de
hidrocarburos combustibles con más de
20 centímetros de espesor están
flotando sobre el techo del acuífero. El
producto libre generalmente se saca a la
superficie por un sistema de bombeo.
Seguido de recuperación, se puede
disponerlo, reusarlo directamente en una
operación que no requiere materiales de
alta pureza, o purificarlo previo al reuso.
Tratamiento
o disposición
de agua
subterránea
Bomba
de depresión
de agua
subterránea
Pozo de recuperación
Bomba
de recuperación de producto
Tanque
de producto
recuperado
Válvula de
corte automático
Superficie
REMEDIACION DE AGUAS SUBTERRANEAS
ESTRATEGIA SEPARACION
TECNICA IN SITU
APLICADO CONTAMINANTES EN FLNA
Recuperación del producto libre
(Free product recovery)
Se fuerza vapor dentro de un acuífero a través
de pozos de inyección para vaporizar a los
contaminantes volátiles y semivolátiles. Los
componentes vaporizados se elevan a la zona
no saturada (vadosa) donde son removidos
por extracción por vacío y luego tratados.
Pozo inyección
Inyección de vapor
Formación de agua caliente
Pozo producción
Reinyección
de agua caliente
Producción
de petróleo
y aguaVapor de
baja calidad
Capa de absorción
Saturación de
petróleo
residual
Desplazamiento
de agua caliente
Banco de
petróleo
Acumulación de
petróleo original
Vapor-Agua
REMEDIACION DE AGUAS SUBTERRANEAS
ESTRATEGIA SEPARACION
TECNICA IN SITU
APLICADO PETROLEO
Lavado / Separación con agua caliente
o vapor
El “air stripping” es una tecnología a plena
escala en la cual los orgánicos son
particionan desde el agua subterránea por
un gran aumento del área del agua
contaminada expuesta al aire. Entre los
métodos de aireación se incluye torres
rellenas, aireación difusa, aireación en
platos, y aireación por “spray”.
Entrada agua
Soplador
Válvula aireDepósito
Torre
separación
Tobera rociadoraDeshumificador
Limpieza relleno
Limpieza relleno
Sensor alto nivel
para la bomba
REMEDIACION DE AGUAS SUBTERRANEAS
ESTRATEGIA SEPARACION
TECNICA EX SITU
APLICADO CONTAMINANTES VOCs
Separación por aire (Air Stripping)
La filtración aísla las partículas sólidas
corriendo una corriente fluida a través de
un medio poroso. La fuerza impulsora es la
gravedad o un diferencial de presión a
través del medio de filtración. Entre las
técnicas de filtración a presión diferencial
se incluye la separación por fuerza
centrífuga, vacío, o presión positiva. Se
recomienda la instalación de filtros en
paralelo de modo que la extracción del
agua subterránea o las bombas de
inyección no tienen que parar cuando se
cambian los filtros.
Tanq
ue
reten
ción
Bomba
alimentación
de filtro
Spray
de agua
Barros y precapa
agotada a disposición
Filtro
precapa
Bomba
lechada
Agua reposición
Tanque de
lechada
para precapa
Agua tratada a
descarga o recarga
REMEDIACION DE AGUAS SUBTERRANEAS
ESTRATEGIA SEPARACION
TECNICA EX SITU
APLICADO SÓLIDOS SUSPENDIDOS
Filtración
La adsorción por carbón en fase líquida es
una tecnología a plana escala en la cual el
agua subterránea se bombea a través de una
serie de recipientes conteniendo carbón
activado el cual adsorbe los contaminantes
disueltos. Cuando la concentración de los
contaminantes en el efluente del lecho
excede un cierto nivel, el carbón puede ser
regenerado en el lugar; removido y
regenerado en una instalación externa al
sitio; o removido y dispuesto. El carbón usado
para explosivos, o aguas contaminadas con
metales probablemente no se puedan
regenerar y debería ser removido y
adecuadamente dispuesto. La adsorción por
carbón activado tiene una larga historia de
uso en tratar residuos municipales,
industriales, y peligrosos.
Líquido
contaminado
Filtro de
particuladoAfluente
Lecho de
carbón
Carbón agotado
Efluente (agua tratada)
REMEDIACION DE AGUAS SUBTERRANEAS
ESTRATEGIA SEPARACION
TECNICA EX SITU
APLICADO CONTAMINANTES ORGÁNICOS
Adsorción por carbón en fase líquida
La precipitación de metales ha sido por
lejos el método principal para tratar
efluentes industriales cargados de metales.
Como resultado del éxito de la precipitación
de metales en tales aplicaciones, la
tecnología esta siendo considerada y
seleccionada para su uso en remediación
de aguas subterráneas conteniendo
metales pesados, incluyendo isótopos
radiactivos. En las aplicaciones de
tratamiento de agua subterránea, el
proceso de precipitación de metal es
normalmente usado como un
pretratamiento para otras tecnologías
(como son la oxidación química o el “air
stripping”) donde la presencia de metales
interferiría con los otros procesos de
tratamiento.
Reactivo Polímero
Agua
subterránea
Oxidación/
Reducción
(para procesos
con hidróxidos)
Ajuste de pH y
adición de reactivosFloculación
Efluente
Clarificación
Filtrado
Sólidos a
disposición
Barros
Barros del
espesador
Sobre
nadante
Deshidratación
de barros
REMEDIACION DE AGUAS SUBTERRANEAS
ESTRATEGIA SEPARACION/INMOVILIZACIÓN
TECNICA EX SITU
APLICADO CONTAMINANTES METÁLICOS
Precipitación fisicoquímica
Los procesos subterráneos naturales, como son
la dilución, volatilización, biodegradación,
adsorción, y las reacciones químicas con los
materiales subterráneos, son permitidos para
reducir las concentraciones de contaminante a
niveles aceptables. La atenuación natural no es
una tecnología “per se”, Hay un debate
significativo entre expertos técnicos acerca de
su uso en los sitios de residuos peligrosos. La
consideración de esta opción requiere la
modelación y evaluación de las tasas de
degradación del contaminante y
canalizaciones. El objetivo principal de modelar
el sitio es demostrar que los procesos naturales
de degradación del contaminante reducirán las
concentraciones del contaminante por debajo
de los estándares regulatorios antes de una
potencial exposición vía canalizaciones se
complete.
Sensor electrónico
agua
Pozo monitoreo
REMEDIACION DE AGUAS SUBTERRANEAS
ESTRATEGIA BIODEGRADACION/DILUCIÓN
TECNICA IN SITU
APLICADO CONTAMINANTES EN GENERAL
Atenuación natural
Confinamiento
Sistemas de Control
Las tecnologías pasivas de
control de contaminantes se
concentran en el control de
las vías hidrológicas para la
migración de contaminantes.
Este enfoque se denomina a
menudo contención
La función de los sistemas de control de contaminantes en la remediación del predio es minimizar las
tasas de transporte de contaminantes
Muro Trinchera Circunferencial
La función más común de una
barrera vertical no es contener si
no más bien impedir el ingreso de
flujo del agua subterránea limpia
al predio. Cuando cumplen esta
función, las barreras verticales se
utilizan comúnmente en forma
conjunta con los sistemas de
tratamiento y extracción de agua
subterránea
Sin la instalación de una barrera
vertical, el agua subterránea
limpia fluiría por debajo del
predio, se contaminaría, y
aumentaría la cantidad de agua
para extraer mediante bombeo y
su posterior tratamiento según el
sistema correctivo definido
Muro Trinchera Aguas Arriba
El propósito principal de un muro
trinchera de barrera vertical aguas
arriba es proporcionar un límite
que controle la afluencia de la
corriente de agua subterránea
limpia proveniente de las regiones
cuesta arriba
El retiro de agua subterránea puede
recuperar los contaminantes que
habían migrado aguas abajo del
predio. De este modo, los
contaminantes que han migrado
fuera de los límites del predio en
forma previa y no controlada,
pueden ser capturados y
regresados al programa de
tratamiento
Muro Trinchera Aguas Abajo
El propósito principal de un
muro trinchera aguas abajo
es utilizar el agua
subterránea que corre por
debajo del predio para
limpiar en forma activa los
contaminantes que están
debajo del mismo
Un muro aguas abajo es
eficaz en cuanto ayuda al
sistema de bombeo y
tratamiento a acelerar la
eliminación de los
contaminantes del subsuelo
La función y configuración del muro trinchera de barrera vertical se combinan con las
condiciones del subsuelo y del predio para seleccionar el/los tipo/s más apropiados de
barrera vertical. Por ejemplo, las cortinas de impermeabilización por inyección de
lechada son apropiadas para las barreras verticales en roca fracturada, mientras que
las técnicas de muro trinchera de mezclas varias, requieren por lo general materiales
más livianos que se prestan para las tecnologías de excavación del suelo.
Técnicas de construcción de muros:
Muro trinchera suelo/bentonita
Muro trinchera cemento/bentonita
Muro trinchera suelo/cemento
Muro trinchera hormigón/hormigón
armado
Muro trinchera tipo diafragma
Muro trinchera de encofrado móvil
Muro profundo de contención
Muro trinchera compuesto
Muro con pilotes de acero
Cortinas de impermeabilización
El más utilizado en gestión
ambiental
Muro Trinchera - Construcción
Muro Trinchera Suelo/Bentonita
La pastilla de filtro es una capa muy delgada, que
forma una frontera impermeable. La presión del
fluido de la mezcla se opone a la presión activa de
la tierra para mantener la estabilidad de la
trinchera.
La excavación se realiza en una trinchera llena de
mezcla. Este método permite realizar
excavaciones verticales de profundidades
superiores a los 30 metros
La mezcla está compuesta por un
95% de agua y un 5% de
bentonita por peso.
La mezcla resultante es un fluido
viscoso
Se controla el derrumbe de la trinchera
mediante el sistema de fuerza hidrostática
resultante, en donde la mezcla contrarresta
las presiones activas del suelo.
La mezcla se filtra fuera de la trinchera a
través de sus muros, se forma una pastilla
de filtro, y el líquido filtrado ingresa a la
formación
Defectos Constructivos
Mezcla del relleno
incorrecto
Cuña inadecuada
de excavación de
la zanja
Sedimentos atrapados
Colocación del
relleno
directamente en
el interior de la
lechada
Formación de
escamaciones
Muro Trinchera Suelo/Bentonita
Muro Trinchera Encofrado MóvilEs un método de impermeabilización apropiado
para suelos. Se utiliza un martinete vibratorio
para adelantar al subsuelo un encofrado
especialmente modificado con forma de H. El
pilote está especialmente equipado con boquillas
de inyección en su extremo. Durante la
perforación, se inyecta la mezcla para lubricar el
pilote perforado. Al retirar el encofrado, se deja
un vacío igual a la medida del mismo
Gracias!
Lic. Fabio Chiarbonello
Gerente de Medio Ambiente
Lihué Ingeniería S.A.
Tel. 15.5472.0945
hidrocarburos.tierradelfuego.gov.ar
