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

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 estén rodeando de áreas residenciales o comerciales, lo que 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 actualmente 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, mientras que otros poseen guías o manuales que se aprueban a nivel local, principalmente en grandes ciudades.

INERCO, ingeniería tecnológica 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 recuperación de suelos la ha dotado de experiencia a nivel global en proyectos de referencia.

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

 

FICHA TÉCNICA
PROYECTORemediación de suelos y aguas subterráneas
CONTAMINANTESPlaguicidas fosforados
USO DEL SUELO cambio de uso industrial a comercial
EXTENSIÓN4.700 m2
FASESFase 1: Recopilación de información y estudio histórico.

Fase 2: Investigación de suelos y aguas subterráneas y análisis cuantitativo de riesgos.

Fase 3: estudio de alternativas de descontaminación.

Fase 4: Ejecución de proyecto de remediación

Fase 5: Certificación de la descontaminación.

TÉCNICAS EMPLEADAS–    Extracción de residuos y envío a vertedero de residuo, peligrosos.

–    Co-incineración de suelos más afectados

–    Tratamiento in situ mediante inyección de compuestos oxidantes.

SITUACIÓN FINALReducción de entre un 90-95 % de la concentración de contaminantes, hasta alcanzar unos niveles de riesgo admisible para el futuro uso.

 

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 de servicios y comercial. 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 recuperación de los suelos y aguas subterráneas, en el caso de que estás 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 EnvironmentalSite 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.

En base a toda la información obtenida en la primera fase, 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, aunque teniendo en cuenta que se encontraron planos históricos, los puntos se concentraron más en las zonas de producción y almacenamiento. Se ejecutaron sondeos y piezómetros para toma de muestras de suelos a distintas profundidades y de aguas subterráneas.

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 trataba de compuestos considerados en la lista de los COPs [2], el primero de ellos es un compuesto tóxico, de poca persistencia. El segundo es también tóxico, con persistencia de moderada a alta.

Con los resultados obtenidos en campo y los análisis de laboratorio de las muestras de suelos y aguas subterráneas se ejecutó una evaluación cuantitativa de riesgos basada en estándares y guías ASTM. En base a los resultados se determinó que existía un riesgo potencial inaceptable para el futuro uso de la parcela tanto en suelos como en aguas subterráneas. 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 fue regulado mediante resoluciones emitidas por la Autoridad Local de la ciudad.

Uno de los inconvenientes más importantes que presentaba el proyecto fue la emisión de olores que se producía cuando el foco de contaminación se descubría, esta emisión de olores afectaba al entorno del sitio, 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, horario de trabajo, avisos a los vecinos, etc.

En base a 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 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 hasta unos 4 metros de profundidad, debajo existían unos niveles de arena a unos 4 metros, donde se localizaba el nivel freático. Posteriormente volvía a aparecer arcilla, que evitaba que el contaminante llegara 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 alejábamos del foco, sólo 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 una ligeramente afectada, otra de afección media y la que contenía el foco de contaminación (residuos enterrados). Una vez aceptado el estudio de investigación y los niveles objetivos de intervención, se presentó un Plan de Trabajo 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.
  1. Extracción del foco.

Previo a la extracción del foco y, siguiendo el plan de intervención presentado, se procedió al 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 trabajo 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 cargado en camiones para su envío a un vertedero de residuos no peligrosos.
  • Las aguas contaminadas, envasadas en bidones, fueron enviadas a gestión final en incinerador autorizado.
  • El hueco excavado fue rellenado con material limpio una vez tomadas las muestras de paredes y fondo, para su análisis.
  1. Descontaminación de la zona colindante al foco de contaminación, muy impactada.

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

  1. Descontaminación del resto de zonas.

Teniendo en cuenta que la extensión de terrenos afectados era significativa y que, en una gran proporción, la contaminación solo 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 que la utilización de sustancias que degradaran el contaminante, eran las más adecuadas. Se analizaron distintos factores, como pudieron ser:

  • 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 pilotos fueron: una a base de microorganismos, de forma que se realizase un tratamiento por biorremediación y, la otra, 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. La sustancia finalmente 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 mezcla con retroexcavadora, con lo que se producía 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 estequiometria 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:

Figura 1: Áreas de descontaminación. Puntos de inyección

En la siguiente tabla se presenta, las superficies y el número de inyecciones ejecutas

ZonaÁrea (m2)Número de Inyecciones Localización
A40037Área de excavación, dentro del hangar
B30034área alrededor de la excavación
C4.000129Resto del area
Total4.700200
Tabla1: 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 en base a 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 donde 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, comprobando que este no fuera aflorando a la superficie. Es por ello que los tiempos de inyección eran en algunos casos de 30 min a 1 hora.

El proceso total de remediación 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% de con respecto a la concentración inicial, cumpliéndose ampliamente los niveles objetivos de remediación. 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.

Publicado en el número 200 de la revista RETEMA (julio/agosto 2017)

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Jose Antonio Sanchez

Jose Antonio Sanchez

Responsable del Área de Gestión de Residuos y Suelos de INERCO