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Utilización de residuos inertes y fermentables en la elaboración de suelos artificiales

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UTILIZACIÓN DE RESIDUOS INERTES Y FERMENTABLES EN

LA ELABORACIÓN DE SUELOS ARTIFICIALES

CONVOCATORIA EKINBERRI

Nº EXPEDIENTE: 7/12/EK/2005/39

Departamento de Agroecosistemas y Recursos Naturales


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INTRODUCCIÓN

La cantidad de residuos producidos por el hombre se ha visto incrementada de

forma considerable en los últimos tiempos. La sociedad exige objetivos de producción

y calidad cada vez más altos y esto desencadena mayores volúmenes de residuos,

con el consiguiente aumento de los riesgos de contaminación por parte de los mismos.

Así, la obligatoriedad de la depuración de las aguas residuales en los núcleos urbanos

propuesta en la nueva Directiva europea (Directiva 91/271/CEE) está incrementando

enormemente esta situación y obligando a utilizar nuevas extensiones de suelos para

su gestión, dado que existe una mayor presión legislativa sobre el vertido a sistemas

fluviales, aguas marinas costeras, y el incremento de los costes en la gestión a través

de los vertederos controlados y procesos de incineración. En este sentido, la UE ha

establecido unos principios generales como marco para que los Estados Miembros

definan su estrategia relativa a la gestión de los residuos de la manera más sostenible

posible (Directiva 442/75/CEE y su enmienda 156/91/CEE; y la nueva Directiva

2006/12/EC), que establecen un orden de gestión en el que se prioriza la minimización

seguida de la reutilización, reciclado, valorización energética y por último, el vertido

con garantías sanitarias. Esta jerarquización de opciones se ha venido incorporando a

la legislación española, tal y como aparece contemplada en la Ley de Residuos

10/1998, del 21 de abril. Aspectos a definir mejor son entre otros, qué procedimientos

de gestión deben utilizarse, cuáles son los costes económicos de cada proceso, y

cuáles son sus efectos en el sistema ambiental.

Para conseguir una correcta reutilización y el reciclado de residuos deben

desarrollarse nuevos y más eficientes métodos de utilización y valorización de éstos

que permitan la rápida integración de sus componentes en los ciclos biogeoquímicos

superficiales de forma sanitaria y ambientalmente correcta. Sin duda, gran parte de

estos objetivos pueden realizarse a través de los sistemas edáficos pero, en todo

caso, debe realizarse de forma compatible con la conservación de la calidad y

funciones relevantes de estos sistemas. La Estrategia Temática Europea para la

Protección del Suelo (Van Camp y col., 2004) señala que la producción de materia

orgánica exógena en Europa supera ya los 1000 millones de toneladas al año,

exigiendo la adopción de medidas de gestión eficaces que eviten o mitiguen el

deterioro de los sistemas superficiales es decir, del agua, aire, suelo y biota, pero con

una capacidad de amortiguación finita y diferente para cada tipo de suelo que debe ser

conocida, conservada y en lo posible, mejorada. La utilización del suelo como

depuradora o almacén de residuos es una opción cuya viabilidad pasa por la garantía


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de la sostenibilidad de sus funciones. Ello exige un conocimiento preciso de la

capacidad depuradora para cada tipo de contaminante en cada tipo o proceso que se

realice y de los efectos ambientales de los diferentes componentes añadidos. A pesar

de ello, los conocimientos disponibles indican que (i) una adecuada gestión ambiental,

(ii) la recuperación de suelos contaminados y/o degradados, (iii) el reciclaje de

nutrientes esenciales, y (iv) el incremento de la cantidad y estabilidad de carbono

orgánico acumulado en suelos y biomasa pueden lograrse en gran medida a través de

una gestión adecuada de determinados residuos potenciando en esta concepción

integral tanto la mejora de la calidad ambiental como la economía de los diferentes

procesos.

La adición antrópica de restos orgánicos al suelo a lo largo de la historia ha

sido una consecuencia natural y lógica de las ventajas asociadas a su adición: por una

parte, la propia eliminación de los residuos y sobre todo, por la mejora en las

condiciones físicas (estructurales) del suelo y en el incremento de la disponibilidad de

nutrientes para la biomasa del suelo y a través de ella, para las plantas cultivadas. De

esta forma, todas las culturas antiguas basaron el mantenimiento de la fertilidad de los

suelos cultivados en los aportes periódicos de sustancias orgánicas procedentes de

diferentes orígenes: restos forestales, excrementos, cadáveres, residuos de cosecha

más o menos transformados, etc., que venían a compensar las pérdidas de fertilidad y

contenido de carbono orgánico del suelo que se producían a consecuencia del laboreo

y la cosecha sin que, normalmente, se produjesen problemas en la estabilidad del

sistema por exceso de aportes. De hecho y, tal como se refleja en la clasificación de

suelos de la WRB (FAO/ISRIC/ISSS, 1998), los suelos antropogénicos se han formado

a lo largo del tiempo y en determinadas situaciones, han llegado a producir suelos de

mayor fertilidad, capacidad productiva y calidad de sus funciones que los suelos

naturales presentes en las mismas condiciones edafoclimáticas (Sombroek y col.,

1993). Es el caso de muchos suelos definidos como “Plaggen-soils” en las zonas

costeras del centro y norte de Europa o de suelos como los denominados “Terra Preta

do Indio” en Brasil, elaborados a partir de la mezcla de residuos de las actividades

humanas, incluyendo los excrementos humanos y animales en los que comienzan a

cultivar algunas tribus amazónicas. Estos suelos se incluyen dentro de la WRB

(FAO/ISRIC/ISSS, 1998) como Antrosoles y en ambos casos, su formación está

relacionada con la continua aplicación de residuos orgánicos. Sin embargo, durante

las últimas décadas se han producido problemas medioambientales relacionados con

la adición de residuos a los suelos debido principalmente a (i) cambios en el tipo de

residuos añadidos a los suelos (p.e., residuos industriales y urbanos) y (ii) al hecho de


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que a menudo el objetivo final de la adición de residuos a los suelos se realiza con el

objetivo de la eliminación de los residuos más que para incrementar los suelos.

En este proyecto de investigación se parte como hipótesis inicial de que la elaboración

de suelos a partir de residuos puede ser una alternativa importante y viable para

reutilizar productos de desecho y restaurar

áreas degradadas y, al mismo tiempo,

reciclar nutrientes esenciales y estabilizar la

materia orgánica presente en estos

residuos, siempre que estos sean de calidad

adecuada y se apliquen de acuerdo con las

“buenas prácticas”. Los problemas

ambientales pueden evitarse si las

características de los materiales utilizados,

así como la evolución en el tiempo de las

mezclas obtenidas a partir de los mismos

son bien conocidas y adecuadas para tales

propósitos, y si además las características

de los productos finales obtenidos son

adecuadas para las condiciones

edafoclimáticas y para los usos del suelo del

área a restaurar.

Fig. 1: Suelo de Terra Preta do Indio (Brasil). Kämpf y Kern (2003)

Terra Preta do Indio


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Inventario de residuos del Território Histórico de Bizkaia

En una primera fase del estudio se ha llevado a cabo un inventario de residuos

del Territorio Histórico de Bizkaia. Para ello, se ha realizado una búsqueda y

recopilación de la información existente sobre los principales residuos de origen

industrial y agroalimentario generados en Bizkaia en lo referente a las cantidades

producidas y a sus características físico-químicas más importantes. Se cuenta con

información publicada por IHOBE (www.ihobe.net), por el Consorcio de Aguas de

Bilbao-Bizkaia, entre otras entidades, y por la información generada por NEIKER sobre

residuos orgánicos. En las Figuras 2, 3 y 4, y en las Tablas 1 y 2 están representadas

las cantidades de residuos orgánicos generados en Bizkaia, de los que en el presente

proyecto para la fase experimental, se han utilizado lodos de depuradora (anaerobios,

aerobios y aerobios encalados), paja de cereales y cenizas de combustión de

biomasa. Dentro de los residuos inertes generados en este territorio histórico se han

utilizado los relacionados con el sector de la fundición y metalurgia, principalmente

arenas de fundiciones, rebaba, granalladora, y escorias de acería. En un estudio

iniciado en el año 1994 dentro del sector de la fundición, se detectó que las arenas

usadas suponían el 90% de los residuos del sector, generándose 175.000 t/año de

residuos inertes. Dentro de los objetivos ambientales de este sector se incluye la

mejora de la gestión de los residuos generados y la regeneración de los residuos

inertes para su reutilización, en un principio, en el mismo sector (reutilización interna),

pero en este caso, se propone su utilización como materia prima en otro sector,

relacionado con la restauración ambiental de zonas degradadas.

Fig. 2: Cantidad de residuos con una gestión adecuada en Bizkaia. Se ha considerado que los orujos y heces de vinificación se llevan a alcoholera, que el lactosuero se destina a alimentación de ganado porcino, que las grasas y aceites de conservera también se valorizan. No se incluyen residuos que no se pudieron cuantificar a nivel municipal.


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Fig. 3: Cantidad de residuos con una gestión actual adecuada en Bizkaia (se han omitido los residuos de papelera). Se ha considerado que los orujos y heces de vinificación se llevan a alcoholera, que el lactosuero se destina a alimentación de ganado porcino y que las grasas y aceites de conserveras también se valorizan. No se incluyen residuos que no se pudieron cuantificar a nivel municipal.

Fig. 4: Cantidad de residuos con una gestión actual mejorable en Bizkaia. No se incluyen residuos que no se pudieron cuantificar a nivel municipal.

A continuación se indican, en la Tabla 1, las toneladas de lodo de depuradora

generadas en el Territorio Histórico de Bizkaia durante el año 2003, por estaciones de

depuradoras de aguas residuales (EDAR). El total de lodos asciende a más de

122.000 tm, de las cuales 77.000 se generan en la E.D.A.R. de Galindo. De estos

datos se deduce la existencia de suficiente materia prima para la posible

implementación, en un futuro, de las tecnologías que se han desarrollado en este

proyecto.


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Tabla 1: Toneladas de fango generado en las distintas EDAR del Territorio Histórico de Bizkaia (Fuente: Consorcio de Aguas Bilbao Bizkaia)

Estaciones depuradoras de Aguas Residuales

Fango Producido Año 2003EDAR

Tm seq. % Galindo 77.025,00 32,44Mungia 6.374,66 6,57Muskiz 5.631,00 4,89Amorebieta 2.492,06 39,97Durango 6.538,36 20,80Elorrio 5.208,00 4,06Bedia 8.355,00 2,90Arboleda 780,00 2,87Abanico 96,00 1,50Larrabetzu 2.169,00 1,50Urduliz 1.386,00 1,50Loiu 22,00 1,50Fika 649,00 1,50Umbe 1 25,00 1,50Umbe 2 26,00 1,50Otxandio 418,00 2,00*Kobaron -- --*Triano 22,00 2,00*El Regato 88,00 2,00*Artebakarra 42,00 2,00*Altzuste-Zeanuri 22,00 2,00Gorliz 3.070,10 5,71Güeñes 1.612,13 25,29Andrakas 20,00 1,50*Aresti II 19,00 1,50*Ubidea 22,00 1,50TOTALES 122.112,31 * Rendimiento calculado con influente estándar

En cuanto a los residuos urbanos cabe señalar que, en lo referente a los residuos

domésticos, sólo un 22% de los residuos son reciclados actualmente mientras que, en

cuanto a los Residuos Industriales, Comerciales e Instituciones Asimilables a Urbanos

(RICIA), el porcentaje es mayor, 59,30% (Tabla 2).

Tabla 2: Producción de los residuos urbanos en la provincia de Bizkaia y porcentajes de reciclaje de los Residuos Domésticos y de los Residuos Industriales, Comerciales e Instituciones Asimilables a urbanos (RICIA).

Distribución residuos urbanos en la provincia de Bizkaia

Residuos Producidos Residuos Reciclados

Residuos Domésticos 469.373 Tn 21,94% Reciclaje y

recogida selectiva Residuos Urbanos 672.569 Tn

Residuos RICIA 203.196 Tn 59,30% Reciclaje y recogida selectiva


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Inventario de suelos degradados y/o contaminados de la CAPV

Se ha recopilado información existente en cuanto a suelos degradados y/o

contaminados de la CAPV a partir de las publicaciones de IHOBE (www.ihobe.net) y

del cuarto Inventario Forestal Vasco (Tablas 3-5). De los datos que se aportan se

refleja la existencia de una superficie importante de suelos susceptibles de ser

restaurados con las mezclas que se pueden elaborar con la tecnología desarrollada en

este estudio.

Tabla 3: Superficie destinada a minería, escombreras y vertederos de la CAPV. Fuente: Inventario Forestal Nacional 2005.

Superficie destinada a los usos de Mineria-Escombreras-Vertederos (ha)

Superficie % Publicos Alaba 706 45.6Bizkaia 351 14.6Gipuzkoa 658 7.9TOTAL 1715 17.5

Tabla 4: Superficie estimada de suelos contaminados de la CAPV. Fuente: IHOBE. Superficie con suelos contaminados (ha)

Superficie % Alaba 1364 16,6Bizkaia 3521 42,8Gipuzkoa 3345 40,6TOTAL 8.230 100,0

Tabla 5: Volumen de explotaciones mineras abandonadas. Fuente: IHOBE. Superficie con suelos contaminados (m3) Volumen % Alaba 8493302 9,3Bizkaia 75195061 82,9Gipuzkoa 7053355 7,8TOTAL 90741718 100,0


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Resultados y discusión de los experimentos realizados

Tal y como se informó a la Diputación Foral de Bizkaia (DFB) en su momento,

además de la financiación recibida por parte de esta entidad, el grupo de investigación

responsable de este trabajo y liderado por la investigadora Marta Camps Arbestain ha

recibido financiación por parte del Ministerio de Medio Ambiente para trabajar en la

misma línea de investigación. La temática general de ambos proyectos de

investigación es similar, si bien los objetivos no son los mismos pero si

complementarios. Aprovechando las sinergias de ambos proyectos, en este apartado

se describe el conjunto de resultados más relevantes obtenidos durante estos dos

últimos años, siempre teniendo en cuenta que el objetivo final del proyecto financiado

por la DFB es la elaboración de estos suelos a partir de residuos aptos para la

recuperación de suelos degradados de Bizkaia Los experimentos se han llevado a

cabo en tres fases: (i) en una primera fase se han realizado incubaciones de mezclas

binarias de lodos de depuradora con otros residuos, denominados condicionantes,

dentro de los cuales se han incluido arena verde de fundición (AV), escoria de acería

(LD), granalladora (GR), rebaba ( RB), cenizas de combustión (CC) y paja de cebada

(PC) (Fig. 5); (ii) una segunda fase en la que se han realizado mezclas binarias y

mezclas de tres componentes (de arenas de fundición, escorias de acería y lodos de

depuradora) en columnas para estudiar la evolución de la composición de los

lixiviados en el tiempo, simulando una precipitación similar a la media del Territorio

Histórico de Bizkaia (Fig. 6), y (iii) una última fase en la que se han formulado mezclas

múltiples (de arenas de fundición, escorias de acería, cenizas de combustión, paja de

cebada y lodos de depuradora), a partir de los resultados obtenidos en fases

anteriores, y en las que se ha llevado a cabo la siembra de ray-grass (Fig. 7). Se eligió

esta especie por ser la más adaptada a las condiciones edafoclimáticas de los pastos

del Territorio Histórico de Bizkaia.

Fig 5: Primera fase: incubaciones de mezclas binarias a capacidad de campo y sin drenaje


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Fig 6: Segunda fase del experimento. Mezclas de dos y tres componentes con recogida de lixiviados.

Fig 7: Tercera fase del experimento con mezclas múltiples de residuos en las que se sembró ray-grass.

El primer experimento consistió en la realización de incubaciones de mezclas binarias

entre distintos tipos de lodos (lodo aerobio con cal, lodo anaerobio, y mezcla de

ambos) con distintos tipos de condicionantes (AV, LD, GR, RB, CC, y PC), en dos

proporciones distintas 85:15 y 65:35, a excepción de las mezclas con PC en las que

las proporciones fueron 99:1 y 97:3. Las muestras se incubaron durante un mes a

capacidad de campo, en tarrinas sin drenaje. El segundo experimento, consistió en

realizar mezclas de dos tipos de lodo (aerobio y anaerobio) con distintos residuos

inertes (AV, LD y mezcla de ambos residuos), en las proporciones que se indican en la

Tabla 6 con dichas mezclas se rellenaron unas columnas de lixiviación en las que se

llevaron a cabo los estudios. El experimento tuvo una duración de dos meses.

Finalmente, el tercer experimento ha consistido en la formulación de mezclas más

complejas trabajando con distintos tipos de lodos (aerobio, anaerobio, y aerobio con

cal) a los que se adicionaron cuatro condicionantes (AV; LD, CC, y PC) a todas las

mezclas pero en dos proporciones distintas (mezcla 1 y mezcla 2) (Tabla 7). Las

mezclas se dejaron estabilizar a capacidad de campo durante dos meses y

posteriormente se procedió a la siembra con ray grass.

LODO ANAEROBIOCONTROL MEZCLA 1 MEZCLA 2



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Tabla 6. Diferentes combinaciones de mezclas y los correspondientes proporciones utilizados en el experimento de las columnas de lixiviados (en peso seco).

Residuo orgánico Residuo inorgánico

1.- AE+AV Lodo de depuradora aerobio (56%) Arena verde (44%)

2.- AE+EA Lodo de depuradora aerobio (56%) Escoria de acería (44%)

3.- AE+AV+EA Lodo de depuradora aerobio (56%)

Arena verde (22%) y Escoria de acería (22%)

4.- AE Lodo de depuradora aerobio (100%)

5.- ANA+AV Lodo de depuradora anaerobio (56%) Arena verde (44%)

6.- ANA+EA Lodo de depuradora anaerobio (56%) Escoria de acería (44%)

7.- ANA+AV+EA Lodo de depuradora anaerobio (56%)

Arena verde (22%) y Escoria de acería (22%)

8.- ANA Lodo de depuradora anaerobio (100%)

Tabla 7. Diferentes combinaciones de mezclas y los correspondientes proporciones utilizados en el experimento de invernadero (en peso seco).

Residuo orgánico Condicionante

Control 1.- AE Lodo de depuradora aerobio (100%)

Control 2.- ANA Lodo de depuradora anaerobio (100%)

Control 3.- AEC Lodo de depuradora aerobio con cal (100%)

Arena verde (5%), Escoria de acería (10%), Ceniza (23%) y Paja (2%)

Mezcla 1.- AE+AV+EA+CC+PC

Lodo de depuradora aerobio (60%)


Mezcla 2.- ANA+AV+EA+CC+PC

Lodo de depuradora anaerobio (60%)


Mezcla 3.- AEC+AV+EA+CC+PC

Lodo de depuradora aerobio con cal (60%)


Mezcla 4.- AE+AV+EA+CC+PC

Lodo de depuradora aerobio (50%)


Mezcla 5.- ANA+AV+EA+CC+PC

Lodo de depuradora anaerobio (50%)


Mezcla 6.- AEC+AV+EA+CC+PC

Lodo de depuradora aerobio con cal (50%)



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Las conclusiones que se extraen del conjunto de estos tres experimentos son

las siguientes:

1) Las mezclas de lodos de depuradora con cenizas de combustión favorecen la

estabilización de la materia orgánica presente en los primeros, al tiempo que

aportan una fuente de carbono orgánico estable al sistema (carbón). Esto se

refleja en un aumento en el contenido total de carbono orgánico de la mezcla, así

como en una menor oxidabilidad del mismo mediante el uso de un oxidante como

es el permanganato potásico (Fig. 7).

Fig. 7: (a) Carbono orgánico total presente en las mezclas binarias después de un mes de incubación (AN+AE: mezcla de lodo anaerobio y aerobio; AN: lodo anaerobio; AE: lodo aerobio). (b) Oxidabilidad del carbono orgánico presente en las mezclas (Camps Arbestain y col., 2007). GR – Granalladora; RB – Rebaba; LD – Escoria de Acería; AV – Arena Verde; CC – Cenizas de Combustión; PC – Paja de Cebada.

Esta mayor estabilización se atribuye a los siguientes factores: (i) presencia de

aluminosilicatos amorfos en las cenizas de combustión caracterizados por su elevada

superficie reactiva y capacidad de interacción con grupos funcionales de la materia

orgánica, (ii) presencia de material carbonoso que, por un lado, aumenta el contenido

de carbono orgánico total y por otro lado, favorece la fijación de grupos funcionales de

la materia orgánica en sus superficies. La presencia de formas carbonosas se ha

constatado mediante resonancia magnética nuclear y por estudios termograviméticos

(Camps Arbestain y col., 2007). El interés medioambiental de un incremento en la

estabilización de las formas de carbono en estas mezclas es múltiple. Por un lado, el

incremento de la materia orgánica en los suelos mejora la calidad de los mismos, tanto

desde el punto de vista de sus propiedades físicas, como químicas, y biológicas. Por

otro lado, al estabilizar estas formas de C en los residuos, se impide su

descomposición (al menos, a corto plazo) mitigando las emisiones de CO2 a la

atmósfera. Además, la presencia de formas carbonosas es de gran interés, dada la

elevada estabilidad, a largo plazo (como es el caso de los suelos Terra Preta do Indio)

del C presente en las mismas (Kämpf y Cern, 2003).

C org (g kg-1) (65:35)

0

50

100

150

200

250

300

GR RB LD AV CC PC

AN+AEANAE

MnoxC/Corg (%) (65:35)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

GR RB LD AV CC PC

AN+AEANAE

a b


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2) La inmovilización del nitrógeno presente en los lodos de depuradora con la

adición de un residuo orgánico con una elevada relación C/N (paja de cebada)

(Fig. 8). Ello se atribuye a la inmovilización del N disponible de los lodos por parte

debido al crecimiento de la biomasa microbiana que tiene lugar al adicionar

materia orgánica fresca, pero deficitaria en N (paja de cebada), a los lodos de

depuradora.

De esta forma, se consigue, por un lado, evitar problemas de eutrofización de

aguas por enriquecimiento de compuestos nitrogenados lixiviados a través del

perfil y, por otro lado, la presencia de un nutriente, el N, disponible en los suelos

elaborados.

Fig. 8: Porcentaje de Nitrógeno total en las mezclas bnarias al final de un mes de incubación (AN+AE: mezcla de lodo anaerobio y aerobio; AN: lodo anaerobio; AE: lodo aerobio). GR – Granalladora; RB – Rebaba; LD – Escoria de Acería; AV – Arena Verde; CC – Cenizas de Combustión; PC – Paja de Cebada.

Las mezclas con materiales arenosos (arena de fundición, escorias de acería)

favorecen el drenaje de las columnas de lixiviación. La presencia de material inerte de

grano grueso (Tabla 8), como es el caso del presente en las escorias de acería (LD) y

las arenas de fundición (AV), favorecen el drenaje de las mezclas evitando de esta

manera que se produzcan condiciones anóxicas que impidan el crecimiento de las

plantas.

N total (g kg-1) (65:35)

0

5

10

15

20

25

GR RB LD AV CC PC

AN+AEANAE


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Tabla 6: Composición mineralógica de las escorias de acería y de las arenas de fundición utilizadas en los estudios de drenaje (Camps Arbestain y col., 2007).

Residuo Mineralogía Arena

Gruesa (%)

Arena Fina (%)

Limo (%)

Arcilla (%)

Escoria de acería-LD

Wustita (FeO), Portlandita (Ca(OH)2) Calcita (CaCO3), Larnita (Ca2SiO4)

Aragonito (CaCO3) 44.8 35.9 16.5 2.9

Arena verde de fundición

Cuarzo (SiO2), Microclima (KAlSi3O8), Bentonita (Nax(Al,

Mg)2Si4O10(OH)2-zH2O) 24.8 46.3 8.5 20.4

3) La mezcla de los lodos de depuradora con material encalante, como es la escoria

de acería (LD-slag), aumenta la capacidad de neutralización de ácidos de la

mezcla resultante (Fig. 9a). La existencia de una elevada capacidad de

neutralización de ácidos es importante cuando las condiciones edafoclimáticas de

los suelos a los que se pretende coinciden con ambientes percolantes, con

elevada pluviometría. Bajo esas condiciones, el suelo artificial que se utilice para

restaurar va a sufrir un lavado importante de bases, y ello va a inducir a un

proceso de acidificación. Dado que estas mezclas tienen un determinado

contenido de metales pesados (aunque siempre por debajo de los límites de la

legislación vigente), el que se produzca una acidificación en el sistema, va a

inducir a una movilización de los metales pesados catiónicos, tal y como se

comenta en el punto 7. Sin embargo, la cantidad de material encalante a añadir a

las mezclas debe ser la adecuada para impedir otro tipo de problemas que se

discuten en los puntos 5, 6, y 8.

Fig. 9: (a) Evolución de los valores de pH de los lixiviados a lo largo del estudio de columnas. Se observa el efecto tampón asociado a la adición de escorias de acería, (b) evolución de la concentración de NO3 en los lixiviados a lo largo del estudio de columnas (Santesteban y col., 2006). AE – Lodo Aerobio; AE+FS – Mezcla de Lodo Aerobio y Arena Verde; AE+LD – Mezcla de Lodo Aerobio y Escoria de Acería; AE+FS+LD – Mezcla de Lodo Aerobio, Arena Verde y Escoria de Acería.

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

0 10 20 30 40 50 60Días

pH

AE AE+AV AE+EA AE+AV+EA

a

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40 50 60Días

NO 3- -N

(mg

L-1)

AE AE+AV AE+EA AE+AV+EA

b


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4) Se ha observado un retraso en los procesos de nitrificación en presencia de

material encalante (Fig. 9b). Ello se atribuye al efecto negativo de los elevados

valores de pH sobre la actividad microbiana, con efecto incluso esterilizante. En

los sistemas no tamponados, sin embargo, la nitrificación dio lugar a un proceso

de acidificación importante, con un descenso a valores de pH de 5, o incluso

inferiores.

6) A elevados valores de pH se produce movilización de materia orgánica (carbono

orgánico disuelto (Fig. 10a), con posible movilización de metales pesados con

carácter complejante, como el Cu (Fig. 10b), aunque esta movilización es mucho

menor a la asociada a una acidificación del sistema. Este efecto se ha observado

en los tres experimentos realizados, aunque sólo se muestran los datos de la

analítica obtenida en los lixiviados.

0

2

4

6

8

10

12

0 10 20 30 40 50 60

Días

DO

C (g

L-1)

AE ANA AE+AV+EA ANA+AV+EA

Fig. 10: (a) Evolución de la concentración de carbono orgánico disuelto (DOC) en g/L en los lixiviados a lo largo del estudio de columnas, (b) evolución de la concentración de Cu en los lixiviados (Santesteban y col., 2006). AE – Lodo Aerobio; AE+FS – Mezcla de Lodo Aerobio y Arena Verde; AE+LD – Mezcla de Lodo Aerobio y Escoria de Acería; AE+FS+LD – Mezcla de Lodo Aerobio, Arena Verde y Escoria de Acería.

7) La acción ausencia de material encalante en las mezclas aumenta la

susceptibilidad de éstas frente al impacto de una hipotética acidificación del

sistema y, por lo tanto, al impacto de una importante movilización de metales pesados. Ello es de especial importancia en sistemas edafoclimáticos como los

del Territorio Histórico de Bizkaia. En la figura 11, se muestran los datos de las

mezclas binarias de las incubaciones del experimento 1, en las que se adicionó

una determinada cantidad de ácido acético. En los lodos no encalados, a

excepción de los lodos en los que se había adicionado escoria de acería, se

observó una elevada solubilización del Zn, además de la de otros metales

catiónicos.

0

10

20

30

40

50

60

0 20 40 60


16

Fig. 11: Incremento de la solubilización del Zn en los lodos no encalados tras la acidificación de las mezclas con ácido acético (Camps Arbestain col., en revisión) en mezclas preparadas con una proporción 85:15 (a) y 65:35 (b). GR - Granalladora; RB – Rebaba; LD – Escoria de Acería; AV – Arena Verde; CC – Cenizas de Combustión; PC – Paja de Cebada.

8) Otro factor que hay que tener en cuenta al realizar ajustes de pH es la pérdida de solubilidad de nutrientes, como el fosfato. La presencia de material encalante,

disminuye en gran manera la movilización de los fosfatos en la disolución del

suelo. En la figura 12a se observa, como en presencia de material encalante

(escoria de acería), se produce un incremento de la concentración de Ca en los

lixiviados, sobre todo, al inicio del experimento, disminuyendo posteriormente

como resultado de los lavados continuos a los que fueron sometidos las columnas.

Una elevada concentración de Ca, conlleva la precipitación de fosfatos en forma

de fosfato cálcico, debido a que el producto de solubilidad de este compuesto es

muy bajo. Eso se aprecia en la Fig. 12b, en la que se observan concentraciones

de PO4 muy bajas en los lixiviados de las columnas de las mezclas con escoria de

acería.

AN+AE con cal AN+AE con cal AE con calAN+AE con cal AN+AE con cal AE con cal


17

Fig. 12: (a) Concentraciones de Ca y (b) PO4 en los lixiviados a lo largo del estudio de las columnas (Santesteban y col., 2006). AE – Lodo Aerobio; AE+FS – Mezcla de Lodo Aerobio y Arena Verde; AE+LD – Mezcla de Lodo Aerobio y Escoria de Acería; AE+FS+LD – Mezcla de Lodo Aerobio, Arena Verde y Escoria de Acería.

9) Finalmente, los resultados obtenidos mediante formulación de mezclas múltiples

(de arenas de fundición, escorias de acería, cenizas de combustión, paja de

cebada y lodos de depuradora) y siembra de ray-grass (es la especie pratense

más adaptada a las condiciones edafoclimáticas del Territorio Histórico de Bizkaia)

reflejaron un mayor crecimiento de este cultivo en las mezclas formuladas con

respecto a los controles en los que sólo se utilizó lodo (Fig. 13), de lo que se

deduce que la elaboración de mezclas para la restauración de zonas degradadas

puede suponer una alternativa al uso de otros sistemas de restauración,

favoreciendo a un rápido crecimiento de las especies vegetales y, con ello,

minimizando problemas de erosión, y a una rápida restauración de la zona con los

aportes que estas especies realicen a los suelos a lo largo de su ciclo de vida.

Fig. 13: Experimento con mezclas múltiples de residuos en las que se sembró ray-grass.

0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40 50 60

Days

0200400600800

100012001400160018002000

0 10 20 30 40 50 60

Days

Ca(mg L-1)

PO4(mg L-1)

AE AE+FS AE+LD AE+FS*LD




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Bibliografía

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