Claves para el Desarrollo Sostenible

Remediación de suelos: investigación y descontaminación de suelos y aguas subterráneas por cambio de uso

En los últimos años, se ha acrecentado en Latinoamérica la preocupación por el estado de afección de suelos y aguas subterráneas, lo que repercute en la aparición de normativa y guías tanto para la prevención de la contaminación como para la investigación y remediación de suelos.

Por otra parte, el desarrollo económico que se está produciendo en estos países, en los que el crecimiento de grandes ciudades está originando que zonas industriales se están rodeando de áreas residenciales o comerciales, presiona a las primeras a salir de la ciudad. Sumado a esto, la generación de las plusvalías hace especialmente atractivo el cambio de uso de los terrenos.

Con el fin de garantizar el uso seguro de los terrenos, las autoridades están regulando los procedimientos para solicitar estudios de suelos previos a la autorización de un cambio de uso, aunque el desarrollo normativo en Latinoamérica es dispar. En algunos países ya existe normativa nacional sobre remediación de suelos, mientras que otros poseen guías o manuales que se aprueban a nivel local, sobre todo en grandes ciudades.

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INERCO con más de 30 años de experiencia en la aplicación de soluciones ambientales en el ámbito industrial, cuenta con oficinas en Europa (España y Portugal), Estados Unidos y Latinoamérica (Brasil, Colombia, Chile, Perú y México). Su amplia trayectoria en proyectos de remediación de suelos la ha dotado de experiencia a nivel global en proyectos de referencia.

Remediación de suelos: Ejemplo práctico

A continuación, presentamos un proyecto desarrollado por INERCO en una gran ciudad latinoamericana.

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En este caso, el problema se presenta durante la ejecución de un proyecto de desmantelamiento de una antigua instalación de fabricación de compuestos fitosanitarios. En el emplazamiento se tenía previsto construir una zona comercial y de servicios. La situación se presenta cuando, durante las excavaciones, se detectan suelos impactados y residuos enterrados, principalmente bidones que contenían líquidos que desprendían un fuerte olor.

Tras la aparición de estos residuos, la Autoridad paraliza las obras y solicita a los promotores la realización de un estudio de investigación de la totalidad de la parcela y la remediación de los suelos y aguas subterráneas, en el caso de que estas estuvieran afectadas.

El estudio se realizó en varias fases:

Una primera fase fue la recopilación de la información histórica del emplazamiento: anteriores propietarios, actividades realizadas, expedientes administrativos, planos y fotos históricas, etc. Este estudio Fase I se realizó teniendo en cuenta el estándar 1527-05 (Phase I Environmental Site Assessment Process ) de la ASTM (American Society for Testing and Materials) de EEUU.

Adicionalmente, se realizó una campaña de medición mediante geo-radar con el objetivo de conocer la ubicación de tuberías, estructuras enterradas y si existían más zonas con rellenos o bidones enterrados.

Basándose en toda la información obtenida en la fase anterior, se constató la existencia de una actividad histórica de producción de productos fitosanitarios (insecticidas, plaguicidas y herbicidas) que habían manejado variadas sustancias para su formulación.

Se elaboró un Plan de Caracterización con el objetivo de estudiar toda la parcela. Teniendo en cuenta que se encontraron planos históricos, los puntos se concentraron en las zonas de producción y almacenamiento. Se ejecutaron sondeos y piezómetros para toma de muestras de suelos y de aguas subterráneas a distintas profundidades.

Tras la ejecución de la investigación, se detectó la presencia de los contaminantes BTEX [1] y dos plaguicidas fosforados. La formulación de los dos plaguicidas encontrados fue:

  1. O,O-dietil S-etiltiometil fosforoditioato
  2. O,O,O′,O′-tetraetil S,S′-metilen bis(fosforoditioato)

Si bien, no se trataban de compuestos considerados en la lista de los COPs [2], el primero de ellos es un compuesto tóxico de poca persistencia, mientras que el segundo (también tóxico) cuenta con una persistencia de moderada a alta.

Con los resultados obtenidos en campo y los análisis de laboratorio de las muestras, se ejecutó una evaluación cuantitativa de riesgos basada en estándares y guías ASTM. Basándose en los resultados obtenidos, se determinó que existía un riesgo potencial inaceptable para el futuro uso de la parcela, tanto respecto a los suelos como en lo referente a las aguas subterráneas, y se definieron los niveles objetivo de limpieza que fueron consensuados con la Administración competente.

El país donde se realizó la actuación no disponía de regulación para la declaración de suelos contaminados, por lo que todo el procedimiento de remediación de suelos fue regulado a través de resoluciones emitidas por la Autoridad Local.

Uno de los inconvenientes más importantes que presentaba el proyecto fue la emisión de olores que se producía cuando el foco de contaminación se fuera descubriendo. Esta emisión de olores afectaba al entorno, que se caracterizaba por ser industrial y comercial, por lo que se aplicaron estándares internacionales de prevención y seguridad. Asimismo, las medidas adoptadas para la realización de las distintas actuaciones siempre tenían que ser comunicadas previamente a la Autoridad, con el objetivo de coordinar las medidas de seguridad que se pretendían implantar como, por ejemplo, horarios de trabajo o avisos a los vecinos, entre otras.

Basándose en los resultados obtenidos, se determinó el uso del modelo conceptual, considerando que había existido una zona en la que, durante el funcionamiento de la actividad histórica, se realizó una excavación y se rellenó de residuos de sustancias empleadas en el proceso. Esta excavación fue tapada y se colocó una capa de hormigón de entre 50 cm y 1 m.

La hidrogeología de la zona estaba compuesta de limos y arcillas de hasta unos 4 metros de profundidad. Debajo existían unos niveles de arena a unos 4 metros, donde se localizaba el nivel freático. A continuación, volvía a aparecer arcilla, que evitaba que el contaminante llegase a capas más profundas. Teniendo en cuenta las características hidrogeológicas, los lixiviados de los residuos enterrados se movilizaron a través del nivel freático, alcanzando una gran superficie de la parcela. Por ello, una vez que nos alejamos del foco, solo se detectaba afección en la capa saturada (entre 4 y 6 metros).

La zona total afectada se delimitó en unos 4.700 m2. Se realizó una zonificación de subáreas afectadas en la parcela, determinando tres zonas diferenciadas: una ligeramente afectada, otra de afección media, y la que contenía el foco de contaminación (residuos enterrados). Una vez aceptado, por la Administración competente, el estudio de investigación y los niveles objetivos de intervención, se presentó un Plan de Trabajo de remediación de suelos que constaba de las siguientes fases:

  • Extracción del foco.
  • Descontaminación de la zona colindante al foco de contaminación, muy impactada.
  • Descontaminación del resto de zonas.

EXTRACCIÓN DEL FOCO

Previo a la extracción del foco, y siguiendo el plan de intervención presentado, se procedió a la adopción de medidas preventivas que consistieron en la construcción de una cubierta en toda la zona de trabajo, mediante una especie de hangar de polietileno de baja densidad (tipo invernadero). Se instalaron tuberías de polietileno, que tenían la finalidad de extraer el aire del interior del ‘hangar’ mediante bombas de extracción, el tratamiento del aire extraído, mediante filtros de carbón activo y su envío al exterior mediante conducciones situadas a unos 10 m de altura. Asimismo, se instalaron líneas con entradas de aire, para su renovación en el interior del ‘hangar’.

Todo el personal que trabajó en el interior estaba dotado de equipos de protección (EPIs), incluyendo monos para exposición a gases y máscaras ‘fullface’ con filtros de partículas y COVs.

La extracción del foco se realizó siguiendo el siguiente procedimiento:

  • Se realizaron mediciones en continuo, mediante equipo de Fotoionización (PID), analizando compuestos orgánicos volátiles (COVs), ácido sulfhídrico (SH2), monóxido de carbono (CO), oxígeno (O2) y límite de explosividad.
  • Retirada mediante máquina retroexcavadora, dotada de martillo percutor de la primera capa de hormigón de un espesor de hasta un metro.
  • Retirada de los suelos bajo los cuales se localizaban los residuos. Estos suelos iban siendo almacenados en ‘big bag’, forrados, con el objetivo de evitar salida de lixiviados. Los ‘big bag’ fueron cargados en camiones autorizados y fueron enviados a un vertedero controlado de residuos peligrosos.
  • Para el vaciado de los bidones que contenían productos líquidos se utilizaron bombas, y fueron trasvasados hasta otros bidones ubicados en el exterior de la zanja. Se utilizaron herramientas anti-chispa para la apertura de los bidones.
  • Aplicación de absorbentes a toda la zona excavada con el objetivo de reducir la emisión de vapores.
  • Los bidones, una vez vacíos, fueron introducidos en contenedores y cargados en camiones para su envío a un vertedero de residuos no peligrosos.
  • Las aguas contaminadas, envasadas en bidones, fueron enviadas a gestión final en un incinerador autorizado.
  • El hueco excavado fue rellenado con material limpio una vez tomadas las muestras de paredes y fondo para su análisis.

DESCONTAMINACIÓN DE LA ZONA COLINDANTE AL FOCO DE CONTAMINACIÓN MUY IMPACTADA.

En esta zona se utilizó un método mixto. Por un lado, parte de los suelos fueron extraídos y enviados a co-incineración en horno de cemento, mientras que la otra parte fue tratada previamente mediante producto oxidante. El proceso de tratamiento se describe en el siguiente punto.

DESCONTAMINACIÓN DEL RESTO DE ZONAS.

Teniendo en cuenta que la extensión de terrenos afectados era significativa y que, en una gran proporción, la contaminación sólo se detectaba a nivel de zona saturada, se consideró la utilización de técnicas distintas a la retirada y envío a vertedero. Se realizó un análisis de distintas alternativas de descontaminación, concluyendo qué sustancias de degradación del contaminante eran las más adecuadas. Se analizaron distintos factores:

  • Tipo de sustancia a degradar (plaguicida).
  • Concentraciones detectadas.
  • Su comportamiento en el suelo/agua subterránea (hidrogeología).

Es por ello que se realizaron distintos ensayos piloto en campo, utilizando distintas sustancias y distintos métodos de aplicación.

Con respecto a las sustancias, las finalmente seleccionadas para los ensayos piloto fueron: una a base de microorganismos, de forma que se realizase un tratamiento por biorremediación, y otra que fue una sustancia oxidante.

Se realizó una matriz de resultados, aplicando distintas concentraciones, se analizaron algunas muestras y en otras se realizó un análisis organoléptico, ya que el olor de las sustancias era muy intenso y permanente. Al final, la sustancia seleccionada fue el oxidante.

Con respecto a los métodos de aplicación se seleccionaron dos:

  • Aplicación directa en zanjas abiertas mediante retroexcavadora.
  • Aplicación mediante inyecciones profundas.

El proceso de aplicación en zanjas consistía en la apertura de zanjas, aplicación del oxidante en polvo y posterior mezcla con retroexcavadora. Esto permitía que se produjera una reacción con el contaminante, con desprendimiento de calor y efervescencia, por lo que se limitaron las zonas de aplicación

A continuación, describimos el proceso de descontaminación utilizando inyección de oxidante:

Los métodos de inyección de productos directamente al subsuelo (capa saturada y no saturada) consisten en la preparación de una solución del producto (oxidante en este caso) y el suministro al subsuelo mediante lanzas que son introducidas hasta la profundidad donde se encuentra el contaminante. Para ello se utilizaron máquinas perforadoras.

Para que el proceso se realice de manera adecuada es necesario conocer:

  • Hidrogeología del terreno: La permeabilidad del terreno determina la dispersión del producto. En este sentido se evalúan caudales y presión de suministro. Por ejemplo, en terrenos muy arcillosos, la dificultad para la dispersión es mayor y el producto surge en la superficie rápidamente. Se ejecutaron distintos ensayos, previos a la ejecución del proyecto, pero durante el transcurso de los trabajos se fueron variando los parámetros. De esta forma se determina la separación que debe existir entre las distintas inyecciones.
  • Concentración del producto: Depende la concentración del contaminante, se trata de la estequiometría de la reacción, aunque inicialmente se realiza un cálculo teórico, durante los trabajos, se pueden ir corrigiendo las concentraciones.

En este caso concreto, se realizó una zonificación, de acuerdo a la siguiente figura:

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FIGURA 1: ÁREAS DE DESCONTAMINACIÓN: PUNTOS DE INYECCIÓN

En la siguiente tabla se presentan las superficies y el número de inyecciones ejecutas:

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TABLA 1: ÁREAS DE DESCONTAMINACIÓN: PUNTOS DE INYECCIÓN

La separación de las inyecciones fue de entre 2 y 6 metros dependiendo de las zonas. Se estimó un volumen de suelo a tratar de 12.900 m3, y un espesor de suelo de 2,7 metros. A partir de este cálculo, se determinó la cantidad de producto oxidante a aportar y su concentración.

Los puntos de inyección fueron señalados previamente mediante tablestacas. Se estableció una zona para la colocación del tanque donde se preparó la disolución, y próximo a la misma, se ubicó el grupo de bombeo, dotado de manómetro para el control de la presión de aporte. Se trabajó en grupos de tres inyecciones en paralelo, de forma que se iba aportando el producto al mismo tiempo que se comprobaba que este no fuera aflorando a la superficie. Es por ello que los tiempos de inyección eran en algunos casos de 30 minutos a 1 hora.

El proceso total de remediación de suelos se llevó a cabo en aproximadamente 5 meses. Una vez ejecutado todo el proceso de descontaminación se procedió a la certificación del estado de los suelos y las aguas subterráneas. La reducción de la concentración de contaminantes fue de entre un 90-95% con respecto a la concentración inicial, cumpliéndose ampliamente los niveles objetivos de remediación. Finalmente, toda la documentación fue presentada a la Administración para la aprobación de la actuación, que concedió la autorización para la ejecución del proyecto constructivo.

[1] BTEX: benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos.

[2] COPs: contaminantes orgánicos persistentes, recogidos en un listado firmado en los Convenios de Estocolmo de los años 2001 y 2009.

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