GUÍA DETECNOLOGÍAS

DE RECUPERACIÓNDE SUELOS

CONTAMINADOS

PLAN REGIONAL DE ACTUACIONES EN MATERIADE SUELOS CONTAMINADOS DE LA COMUNIDAD DE MADRID

2001-2006

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Edita: Dirección General de Promoción y Disciplina Ambiental Depósito legal: M-46687-2004Diseño: nea comunicaciónImprime: COIMOFF, S.A.

Tirada: 1.000Fecha de edición: 2004

Impreso en papel ecológico TCF

Impreso en España/Printed in Spain

PLAN REGIONAL DE ACTUACIONES EN MATERIADE SUELOS CONTAMINADOS DE LA COMUNIDAD DE MADRID

2001-2006

GUÍA DETECNOLOGÍAS

DE RECUPERACIÓNDE SUELOS

CONTAMINADOS

Cofinanciación de 46.030,04 € de una inversión total de 54.142,94 €.Instrumento Financiero del Espacio Económico Europeo.

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AUTORES

• Mª Jesús Kaifer Brasero (1)

• Alfonso Aguilar Peña (1)

• Encarnación Arana Jiménez (1)

• Cristina Balseiro Bonillo (1)

• Irene Torá Mouvet (1)

• José Mª Caleya Sánchez (1)

• Charles Pijls (2)

(1) - U.T.E. TPA-Covitecma(2) - TAUW

GUÍA de Tecnologías de Recuperación de Suelos Contaminados /M. Jesús Kaifer, A. Aguilar, E. Arana, C. Balseiro, I. Torá, J. M.Caleya, C. Pijls, aut. Madrid: Comunidad de Madrid, Consejería deMedio Ambiente y Ordenación del Territorio. 2004

Contaminación de suelos. Tecnologías de recuperación. Aguassubterráneas

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1. INTRODUCCIÓN

2. ANTECEDENTES

2.1. La protección del suelo en el ámbito internacional

2.2. La gestión de la contaminación del suelo en laComunidad de Madrid

3. PROCESO DE GESTIÓN DE LOS SUELOS CONTAMINADOS ENLA COMUNIDAD DE MADRID

4. OBJETIVOS DE LA GUÍA

5. GLOSARIO

6. CONCEPTOS GENERALES

7. TECNOLOGÍAS DE SANEAMIENTO

7.1. Procesos Físico - Químicos

7.1.1. Extracción de aire del suelo

7.1.2. Inyección de aire comprimido

7.1.3. Pozos de recirculación

7.1.4. Extracción de agua para tratamiento

7.1.5. Extracción de fase libre

7.1.6. Eliminación de la fase no acuosa pesada

7.1.7. Electromigración

7.1.8. Barreras activas

7.1.9. Lavado de suelos ex situ

7.1.10. Extracción con disolventes

7.2. Procesos Biológicos

7.2.1. Bioventilación

7.2.2. Inyección de aire comprimido (biosparging)

7.2.3. Lavado de suelos in situ

7.2.4. Biopilas

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ÍNDICE

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ÍNDICECOMUNIDAD DE MADRID

7.3. Procesos Térmicos

7.3.1. Desorción térmica

7.3.2. Incineración

7.4. Procesos Mixtos

7.4.1. Extracción multifase

7.4.2. Fitorecuperación

7.4.3. Atenuación natural

8. TECNOLOGÍAS DE CONFINAMIENTO

8.1. Procesos Físico - Químicos

8.1.1. Estabilización Físico - Química

8.1.2. Inyección de solidificantes

8.2. Procesos Térmicos

8.2.1. Vitrificación

9. TECNOLOGÍAS DE CONTENCIÓN

9.1. Elementos verticales de contención

9.2. Sellado superficial

9.3. Sellado profundo

9.4. Vertido controlado

9.5. Barreras hidraúlicas

10. TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN DE AIRE CONTAMINADO

10.1. Biofiltros

10.2. Biorreactores

10.3. Filtros de carbón activo

10.4. Filtros percoladores

10.5. Oxidación catalítica

10.6. Oxidación térmica

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11. TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN DE AGUA CONTAMINADA

11.1. Filtros de arena

11.2. Separadores de aceites

11.3. Separadores por vapor

11.4. Biodiscos

11.5. Biorreactores

11.6. Filtros de carbón activo

11.7. Filtros de membrana

11.8. Intercambio iónico

11.9. Oxidación química

11.10. Precipitación

12. TECNOLOGÍAS AUXILIARES

12.1. Contención vertical del terreno

12.2. Sellado superficial

12.3. Fracturación

12.4. Extracción de agua

12.5. Infiltración de agua

13. EJEMPLOS DE APLICACIÓN EN LA COMUNIDAD DE MADRID

13.1. Estabilización de suelos contaminados por metalespesados

13.2. Sellado superficial y pantalla de impermeabilización ydrenaje

13.3. Tratamiento in situ por extracción en dos fases

13.4. Tratamiento de suelos por biopilas

13.5. Tratamiento y remediación de un suelo contaminadopor disolventes

13.6. Barreras hidraúlicas y de interceptación de lacontaminación

14. BIBLIOGRAFÍA

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ÍNDICE

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COMUNIDAD DE MADRID

TABLAS

Tabla 6.1. Listado de tecnologías de recuperación de suelos contaminados

Tabla 7.1. Tecnologías de saneamiento

Tabla 8.1. Tecnologías de confinamiento

Tabla 9.1. Tecnologías de contención

Tabla 10.1. Tecnologías de depuración de aire contaminado

Tabla 11.1. Tecnologías de depuración de agua contaminada

Tabla 12.1. Tecnologías auxiliares

ABREVIATURAS DE ORGANISMOS

FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations

IGME Instituto Geológico y Minero de España

PNUMA Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente

UE Unión Europea

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INTRODUCCIÓN

El suelo, considerado desde la perspectiva de las actividades humanas dirigidas al aprove-chamiento de su potencial productivo (agricultura, ganadería, explotación forestal), se ha defi-nido tradicionalmente como “el conjunto de unidades naturales que ocupan las partes de lasuperficie terrestre que soportan las plantas, y cuyas propiedades se deben a los efectos com-binados del clima y de la materia viva sobre la roca madre, en un periodo de tiempo y enun relieve determinado” (Soil Survey Staff, 1951).

Por otro lado, el suelo, como soporte de actividades de carácter urbano, se interpreta másen función de las características y propiedades que condicionan dichas actividades: capa-cidad portante, erosionabilidad, estabilidad, permeabilidad, facilidad de drenaje, etc. Eneste caso, el alcance del concepto suelo es más amplio, no limitándose al espesor afecta-do por las raíces de las plantas, sino incluyendo además todos los materiales no consoli-dados, meteorizados o alterados de su condición original y situados sobre un lecho roco-so, duro y consolidado.

En el presente documento se entiende por suelo la capa superior de la corteza terrestre,situada entre el lecho rocoso y la superficie, compuesta de partículas minerales, materiaorgánica, agua, aire y organismos vivos. Constituye la interfaz entre la tierra, el aire y elagua, lo que le confiere la capacidad de desempeñar tanto funciones naturales como deuso.

La importancia del suelo radica en las numerosas funciones que desempeña, tanto ambien-tales como económicas, sociales y culturales. De acuerdo con el documento de la Comisiónde la Unión Europea “Hacia una estrategia temática para la protección del suelo” (COM(2002), 179), las principales funciones del mismo son las siguientes:

• El suelo es fuente de alimentos y producción de biomasa. La agricultura y la selviculturadependen del suelo como soporte físico, así como para el suministro de agua y nutrientes.

• Constituye uno de los principales factores para la protección del agua y de intercambiode gases con la atmósfera, debido a su capacidad de almacenamiento, filtración, amor-tiguación y transformación de elementos minerales, agua, materia orgánica y sustanciasquímicas.

• Constituye el hábitat de numerosos organismos que viven tanto en el suelo como sobreél, desempeñando funciones ecológicas esenciales.

• Como entorno físico, el suelo sirve de base a las actividades humanas y constituye unelemento del paisaje y del patrimonio cultural de la humanidad.

• Es fuente de materias primas.

Algunas de las características que diferencian el suelo de otros recursos son las siguientes:

• El suelo es un recurso prácticamente no renovable, con una cinética de degradación rela-

CAPÍTULO 1

ce la porosidad del suelo por lo que pierde parcial o totalmente su capacidad de absor-ción, deteriora la estructura edáfica del mismo, limita el crecimiento de las raíces, la fer-tilidad, la actividad biológica y la estabilidad. En consecuencia se incrementa el volu-men de aguas de escorrentía superficial y por tanto el riesgo de erosión.

• La reducción de la biodiversidad: el suelo es el hábitat de numerosos organismos vivosy, a su vez, constituye la base sobre la que se desarrollan los ecosistemas terrestres. Losmicroorganismos que habitan el suelo desempeñan un papel fundamental en el mante-nimiento de su fertilidad ya que garantizan sus propiedades físicas, químicas y biológi-cas. La pérdida de biodiversidad del suelo lo hace más vulnerable a la erosión y a otrosprocesos de degradación.

• La salinización: consiste en la acumulación de sodio, magnesio y calcio en los suelos, pro-vocando una reducción importante de su fertilidad. Suele estar vinculada a los terrenosde regadío, principalmente en zonas de escasas precipitaciones y elevados niveles deevapotranspiración. En las zonas costeras, la salinización puede estar también vinculadaa la sobreexplotación de las aguas subterráneas.

• Ciertas catástrofes naturales: las inundaciones y los deslizamientos de tierras están estre-chamente relacionados con la gestión de suelos. A gran escala provocan fenómenos deerosión, de contaminación y de pérdida de recursos del suelo, causando daños a infra-estructuras y la pérdida de tierras de cultivo. Este tipo de catástrofes naturales se produ-cen con mayor frecuencia en zonas de suelos erosionables, fuertes pendientes e inten-sas precipitaciones.

Dado que muchas de estas causas se dan simultáneamente en numerosos suelos, la conse-cución de una política en pro de la sostenibilidad del suelo exige la adopción de una estra-tegia integrada para su protección. No obstante, para la perspectiva del presente docu-mento resulta de particular interés la contaminación del suelo y, en especial, la contamina-ción local o puntual.

La incorporación al suelo de agentes contaminantes por encima de su capacidad de amor-tiguación supone la contaminación del mismo y la posible contaminación de las aguas sub-terráneas, lo cual puede dar lugar a una limitación de algunas de las funciones de aquél(en particular, su uso).

La presencia en el suelo de elementos tóxicos para la salud humana y/o los ecosistemassupone un riesgo que, de ser inaceptable, exige la implantación de medidas correctorasacordes con las características del caso. La acumulación de sustancias tóxicas en el suelotiene con frecuencia un origen antrópico, pero también puede ocurrir de manera natural.

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INTRODUCCIÓN

tivamente rápida y, por el contrario, tasas de formación y regeneración extremadamentelentas.

• El suelo tiene una gran capacidad de almacenaje y amortiguación, debida en gran partea su contenido en materia orgánica. Dicha capacidad está relacionada tanto con el agua,los minerales y los gases como con un gran número de sustancias químicas que puedenacumularse en el suelo. Cuando se superan los umbrales de irreversibilidad de almace-naje y amortiguación de estas sustancias en el suelo, se produce la liberación y distribu-ción de las mismas en otros medios.

• El suelo es un medio vivo con gran biodiversidad. La actividad biológica contribuye adeterminar la estructura y fertilidad del suelo y resulta fundamental para que pueda rea-lizar algunas de sus funciones.

• A diferencia del aire y el agua, el suelo es un recurso que está generalmente sujeto aderechos de propiedad.

En el ámbito de la Unión Europea, la degradación del suelo (entendida como la pérdida dela capacidad de realizar las funciones que le son propias) tiene actualmente las siguientescausas principales:

• La erosión: es un fenómeno geológico natural que consiste en el desprendimiento de par-tículas de suelo por la acción del agua o del viento. Ciertas actividades humanas pue-den acelerar las tasas de erosión. Las consecuencias de la erosión son la pérdida de lacapacidad del suelo para realizar sus funciones y en último caso su desaparición. La ero-sión tiene efectos negativos sobre los cursos de agua y sobre los ecosistemas marinos yfluviales.

• La pérdida de materia orgánica: la materia orgánica, producida por la acción lenta de losmicroorganismos del suelo es de vital importancia para que pueda mantener sus funcionesy resulta un factor determinante de resistencia a la erosión y de fertilidad de los suelos. Lasactividades agrícolas y forestales tienen una gran incidencia en la pérdida de materiaorgánica del suelo, especialmente las explotaciones de carácter intensivo. La disminuciónde la materia orgánica es especialmente preocupante en las regiones mediterráneas.

• La contaminación: la introducción de agentes contaminantes en el suelo por encima dedeterminados niveles puede originar consecuencias negativas en la cadena alimentariay por tanto en la salud humana, los ecosistemas y los recursos naturales. La evaluaciónde sus efectos requiere considerar no sólo su concentración, sino también su comporta-miento ambiental y los mecanismos de exposición. Generalmente se distingue entre lacontaminación procedente de fuentes puntuales y la causada por fuentes difusas.

La contaminación puntual proviene de fuentes delimitadas como la minería, las instala-ciones industriales, los vertederos y otras instalaciones, tanto en funcionamiento comotras su cierre.

La contaminación difusa está relacionada principalmente con la deposición atmosférica,determinadas prácticas agrícolas y el tratamiento inadecuado de lodos de depuradoray aguas residuales.

• El sellado: la cubrición del suelo para la construcción de edificios, carreteras u otros finesreduce la superficie disponible para realizar sus funciones como la absorción de aguade lluvia para su infiltración, modifica los flujos de agua y contribuye a agravar la frag-mentación de la biodiversidad. El sellado del suelo es prácticamente irreversible y estámuy relacionado con las estrategias de ordenación del territorio.

• La compactación: se produce por la presión mecánica ejercida sobre el suelo como con-secuencia del uso de maquinaria pesada y del pastoreo excesivo. La compactación redu-

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COMUNIDAD DE MADRID

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ANTECEDENTES

2.1. La protección del suelo en el ámbito internacional

Como ya se ha indicado, el suelo constituye un recurso de primer orden que ha de ser pro-tegido puesto que supone el sostén de la actividad humana y de la vida en el planeta. Lapreocupación explícita por su degradación y conservación por parte de organismos inter-nacionales se remonta a unos 30 años atrás.

La Carta Europea de los Suelos, aprobada por el Consejo de Europa en 1972, y laConferencia de las Naciones Unidas sobre el Medio Humano (1ª Conferencia del PNUMA,Estocolmo 1972) empiezan a poner de manifiesto la preocupación por la degradación ycontaminación del suelo como consecuencia del desarrollo humano.

La Carta Mundial de los Suelos de la FAO (1981) y la Política Mundial del Suelo delPNUMA (1982) persiguen el fomento de la cooperación internacional para el uso racionaldel recurso suelo y reflejan la preocupación por su degradación. En ellas se establecen losprincipios de actuación para la explotación de los suelos de forma sostenible y las direc-trices para la formulación de políticas nacionales.

Por otro lado, la Cumbre de Río de Janeiro de 1992 ha marcado un hito histórico en cuan-to al compromiso internacional en el ámbito de la protección del medio ambiente. En elmarco de la misma se desarrolló el Convenio sobre la Diversidad Biológica, estableciendoun compromiso de conservación de la diversidad biológica y de la utilización sostenible desus componentes (entre los que se encuentra el suelo) y de los recursos genéticos.

La importancia de los ecosistemas terrestres queda recogida en la Convención Marco sobreel Cambio Climático de 1992, en la que se reconoce su papel como sumideros de gases deefecto invernadero y se señala que la degradación del suelo y sus cambios de uso incidennegativamente en el aumento global de las emisiones de gases de efecto invernadero. Enesa misma línea, el Protocolo de Kioto (1997) promueve el desarrollo sostenible e invita atodas las partes a aplicar políticas y medidas de protección y aumento de los sumideros degases de efecto invernadero.

En cuanto a la problemáticas específicas de la erosión de los suelos y de la pérdida de sueloagrícola a nivel mundial, la Convención de Lucha contra la Desertificación y la Sequía(1994) marcó como objetivo prevenir y reducir la degradación del suelo, rehabilitar laszonas que están parcialmente degradadas y recuperar las que se hayan desertificado.

La conciencia de la comunidad internacional respecto a la necesidad de proteger el sueloes cada vez más evidente, como lo ponen de manifiesto las recientes iniciativas y compro-misos políticos y legales para la protección de los recursos y del medio ambiente (Nairobi1997, Malmö 2000, Johannesburgo 2002).

En el ámbito de la Unión Europea (UE), aunque muchas de sus políticas afectan al suelo y algu-nas de ellas velan por su protección (aún no siendo éste su objetivo principal), todavía no exis-

CAPÍTULO 22.1. La protección del suelo en el ámbito internacional

2.2. La gestión de la contaminación del suelo en la Comunidad deMadrid

El Plan Regional se apoya en los siguientes principios básicos de gestión de los suelos con-taminados:

• La multifuncionalidad o protección del suelo de modo que pueda desempeñar todas susposibles funciones y usos. Este principio se configura como global, si bien su aplicaciónserá gradual y la consecución total del mismo sólo se conseguirá a largo plazo.

• La funcionalidad o protección del suelo de modo que pueda desempeñar las funcionescorrespondientes a su uso actual o previsto en el futuro. Este principio se configura comoparticular de cada caso, considerándose viable su aplicación a corto y medio plazo.

• La concienciación, formación e información pública.

Los principales objetivos del Plan Regional son los siguientes:

• El establecimiento y aplicación de una política preventiva basada en el criterio de mul-tifuncionalidad y plasmada en el fomento de mejoras orientadas a la prevención de lacontaminación del suelo.

• El establecimiento y aplicación de una política correctiva basada en el criterio de fun-cionalidad a corto y medio plazo y en el de multifuncionalidad a largo plazo. La accióncorrectiva se dirigirá tanto hacia los casos heredados del pasado como hacia los nue-vos que inevitablemente surjan.

• La propuesta y desarrollo de los instrumentos legales, administrativos y económicos quepermitan la puesta en práctica del Plan.

• El desarrollo del marco técnico necesario para la puesta en práctica del Plan.

• La sensibilización y concienciación social sobre la problemática de los suelos contami-nados y su resolución.

Además de las medidas preventivas contempladas en el propio Plan Regional (obligaciónde informar en la transmisión de terrenos que han soportado actividades potencialmentecontaminantes del suelo, obligación de llevar a cabo un control periódico de la calidad delsuelo en los terrenos ocupados por dichas actividades, etc.), la aplicación de la Ley16/2002, de 1 de julio, de prevención y control integrados de la contaminación, suponela puesta en práctica de mecanismos adicionales preventivos de la contaminación delsuelo. Así, dicha Ley permite, entre otras cuestiones, establecer para las instalaciones obje-to de la misma valores límite de emisión de ciertas sustancias contaminantes, fijar pres-cripciones que garanticen la protección del suelo y de las aguas subterráneas y acreditarla calidad del suelo previa a la concesión de la Autorización Ambiental Integrada (AAI).

Por su parte, la aplicación de la Ley 2/2002, de 19 de junio, de Evaluación Ambiental dela Comunidad de Madrid, también está permitiendo ejercer una acción preventiva en losterrenos sometidos al procedimiento de Análisis Ambiental (en especial, el análisis del pla-neamiento urbanístico general, incluidas sus revisiones y modificaciones). Dicha acción seplasma en la inclusión de informes de caracterización del suelo en los Estudios deIncidencia Ambiental con la doble finalidad de identificar indicios de contaminación delmismo y establecer el denominado Blanco Ambiental de la Situación Preoperacional.

Por último, la Ley 5/2003, de 20 de marzo, de Residuos de la Comunidad de Madridincluye varias determinaciones sobre los suelos contaminados, a los cuales dedica su TítuloVII. Dichas determinaciones se refieren a diversos aspectos de la Declaración de un suelocomo contaminado, las operaciones de descontaminación, los informes de situación de lasfincas en las que se haya realizado alguna actividad potencialemente contaminante delsuelo, la tramitación de planes urbanísticos, la ejecución de desarrollos urbanísticos y laformalización de acuerdos voluntarios y convenios de colaboración para realizar opera-ciones de recuperación de suelos contaminados.

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ANTECEDENTES

te legislación europea específica para la protección del mismo. A este respecto las políticasmás importantes son, entre otras, las de medio ambiente, agricultura, desarrollo regional, trans-porte, investigación y desarrollo. Por su relevancia cabe mencionar las Comunicaciones de laComisión COM (1998) 42, sobre una estrategia comunitaria en materia de biodiversidad, yCOM (2002) 88, sobre políticas y medidas de la UE para reducir las emisiones de gases deefecto invernadero: hacia un Programa Europeo sobre el Cambio Climático (PECC).

También cabe resaltar que el Sexto Programa de Acción Comunitario en Materia deMedio Ambiente (Decisión 1600/2002/CEE) incluye una estrategia temática para la pro-tección del suelo, la cual hace especial hincapié en prevenir la contaminación, la erosión,la desertización, la degradación del suelo, la ocupación de terrenos y los riesgos hidro-geológicos.

La Comunicación de la Comisión Europea COM (2002) 179, “Hacia una estrategia temá-tica para la protección del suelo”, es la primera que aborda de forma específica esta cues-tión. Trata, entre otros temas, de la erosión, la pérdida de materia orgánica del suelo y laprevención de la contaminación. Con objeto de garantizar su adecuada protección, laComisión de la Unión Europea va a proponer a partir de 2002 una serie de medidas diri-gidas a evitar la contaminación del suelo y procurará integrar la protección del suelo en lasprincipales políticas de la UE. Por otra parte, la Comisión llevará a cabo los preparativospara una propuesta legislativa sobre la vigilancia del suelo.

2.2. La gestión de la contaminación del suelo en la Comunidad deMadrid

Ciñéndose a la problemática específica de la contaminación del suelo, la Ley 10/1998,de 21 de abril, de Residuos, introduce en el ordenamiento jurídico español el concepto desuelo contaminado, atribuyendo a las Comunidades Autónomas la competencia paradeclarar, delimitar y hacer un inventario de suelos contaminados.

En el ámbito de la Comunidad de Madrid, la Consejería de Medio Ambiente y DesarrolloRegional elaboró en 1997 el Inventario de Suelos Potencialmente Contaminados de laComunidad de Madrid, pretendiendo dotarse de un instrumento de uso interno que permi-tiese conocer el alcance de la problemática de dichos suelos. Este Inventario constituyó eldocumento base para desarrollar las necesidades derivadas de la Ley de Residuos.

Además, de conformidad con lo dispuesto en la Ley de Residuos, y en virtud de las com-petencias asumidas en el Estatuto de Autonomía de la Comunidad de Madrid, el Gobiernode la misma aprobó el Decreto 326/1999, de 18 de noviembre, que regula el régimenjurídico de los suelos contaminados en la Comunidad de Madrid, encomendando a laConsejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio el ejercicio de las competenciasen esta materia.

Entre otras cuestiones, este Decreto establece el procedimiento para la declaración de lossuelos como contaminados y los efectos derivados de la misma, así como la creación delInventario Regional de Suelos Contaminados con la categoría de registro público de carác-ter administrativo.

La actual política de la Comunidad de Madrid en materia de contaminación del suelo haquedado plasmada en el Plan Regional de Actuaciones en materia de SuelosContaminados de la Comunidad de Madrid (2001-2006), aprobado por el Consejo deGobierno el 25 de octubre de 2001.

El Plan Regional establece que la política de suelos contaminados de la Comunidad deMadrid tiene dos objetivos principales: la protección de la salud humana y de los ecosis-temas y la protección de los recursos (desarrollo sostenible).

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COMUNIDAD DE MADRID

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PROCESO DE GESTIÓN DELOS SUELOS CONTAMINADOSEN LA COMUNIDAD DEMADRID

Teniendo en cuenta los objetivos del Plan Regional y la experiencia acumulada en los últi-mos años, la gestión de los suelos que pueden albergar algún problema de contaminaciónen la Comunidad de Madrid se está abordando de acuerdo con un proceso que consta devarias etapas.

La estructuración del proceso de gestión en etapas pretende, por una parte, optimizar losrecursos asignados a la obtención de los datos que soportan las decisiones en cada caso y,por otra parte, flexibilizar el proceso para adaptarlo a la variada casuística que obliga ainvestigar y diagnosticar la contaminación del suelo. De este modo, los resultados de cadauna de las etapas determinan la necesidad o no de pasar a la siguiente y, en caso necesa-rio, la orientación de los trabajos a realizar. En cualquier caso, las decisiones deben estar jus-tificadas técnica, económica y ambientalmente a lo largo de todo el proceso.

El esquema adjunto sintetiza la secuencia que, en un caso genérico, sigue la gestión de unsuelo en el que existen posibilidades de contaminación.

El conjunto del proceso consta de tres grandes etapas:

• Identificación: en esta etapa se incluyen todos los trabajos que dan lugar a la identifi-cación de un emplazamiento como merecedor de ser diagnosticado en lo relativo a lapresencia de contaminación en su suelo.

• Diagnóstico: esta etapa se inicia cuando se toma la decisión de analizar la problemáticade un emplazamiento previamente identificado. En ella se pretende obtener los datos nece-sarios para decidir si es o no preciso llevar a cabo alguna actuación en el emplazamien-to y, en caso afirmativo, el tipo de actuación.

• Intervención: esta etapa se inicia cuando, a la vista de los resultados del diagnóstico, se con-cluye que es necesario poner en práctica actuaciones de recuperación y/o control y segui-miento de un emplazamiento. En ella se procede, en primer lugar, a definir en detalle lasactuaciones y seguidamente a ponerlas en práctica.

A continuación se describen las principales tareas a ejecutar en cada una de las etapasantes mencionadas y los criterios a aplicar para la toma de decisiones.

La casuística que puede dar lugar al inicio del proceso de gestión de un emplazamientopor razones de una posible contaminación de su suelo es diversa. Desde el punto de vistade las posibilidades de intervención del Órgano Ambiental de la Comunidad de Madrid(Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio), cabe diferenciar dos tipos desituaciones:

• Emplazamientos o terrenos en los que existe una intervención de la Consejería de MedioAmbiente y Ordenación del Territorio al hilo de alguno de los procedimientos contem-plados en la legislación vigente. En la actualidad, los emplazamientos encuadrados enesta categoría son los siguientes:

CAPÍTULO 3

- Emplazamientos que soportan o van a soportar actividades sometidas al procedimientode concesión de Autorización Ambiental Integrada (AAI), en cumplimiento de la Ley16/2002, de 1 de julio, de prevención y control integrados de la contaminación.

- Emplazamientos afectados por accidentes en los que se ha podido producir una con-taminación del suelo.

- Emplazamientos afectados por denuncias en los que exista sospecha de que se ha podi-do producir una contaminación del suelo.

- Terrenos sometidos al procedimiento de Análisis Ambiental, en cumplimiento de lo dis-puesto en la Ley 2/2002, de 19 de junio, de Evaluación Ambiental de la Comunidadde Madrid. Dentro de este grupo, cabe destacar el análisis del planeamiento urbanísti-co general, incluidas sus revisiones y modificaciones.

• Emplazamientos en los que, aún no teniendo por qué existir una intervención de laConsejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio, ésta puede hacerlo a peticiónde terceros (por ejemplo, en el marco de operaciones de transferencia de propiedad).

Independientemente de la casuística que justifique la conveniencia de llevar a cabo eldiagnóstico de un emplazamiento, el desarrollo del mismo se aborda en dos fases: lasdenominadas Investigación Preliminar e Investigación Detallada.

La Investigación Preliminar se inicia con un conjunto de tareas agrupadas bajo la denomi-nación de Caracterización Inicial. Esencialmente, dichas tareas son el estudio histórico delemplazamiento, el estudio básico del medio físico en el que se encuentra y la inspeccióndel emplazamiento. La información recopilada durante estas labores debe dar lugar a laelaboración del modelo conceptual inicial, en el que se reflejan las primeras hipótesis acer-ca de la problemática del emplazamiento, estructuradas desde una perspectiva de análisisde riesgos, es decir, incidiendo en las causas y focos de contaminación del suelo, los con-taminantes significativos, los mecanismos de migración de los mismos y los receptores quepueden estar razonablemente expuestos a la contaminación a través de una o más vías.

La formulación del modelo conceptual inicial debe permitir responder a la pregunta de si exis-ten o no indicios de afección de la calidad del suelo del emplazamiento. En general, cuandose considere que no existen tales indicios, se dará por finalizado el proceso, no requiriéndo-se actuaciones posteriores. No obstante, la ausencia de indicios de afección en terrenos some-tidos al procedimiento de Análisis Ambiental del planeamiento urbanístico general no eximede llevar a cabo en los mismos una caracterización analítica durante la tramitación de los ins-trumentos de planeamiento de desarrollo, con el fin de establecer el denominado BlancoAmbiental de la Situación Preoperacional. Lo mismo cabe decir para aquellos emplazamien-tos que soportan o van a soportar actividades sometidas al procedimiento de concesión deAAI, cuyos estudios de calidad del suelo deben incluir siempre la caracterización analítica delmismo.

En los casos que lo requieran, una vez finalizada la Caracterización Inicial, se acometeránlas tareas encuadradas en la denominada Caracterización Analítica. El objeto de la mismaes proceder a un primer muestreo y análisis químico sistemático de los medios que, deacuerdo con el modelo conceptual inicial del emplazamiento, puedan encontrarse afecta-dos (suelo, aguas subterráneas, aguas superficiales, etc.).

Los resultados de la Caracterización Analítica deben permitir establecer si existe o no unaafección significativa de alguno de los medios implicados. A tal efecto, se considera queexiste afección significativa cuando se superan los correspondientes Criterios Orientativosde Calidad del Suelo (COCS).

Cuando, habiéndose identificado una afección, se concluye que ésta no es significativa,como norma general deberán ponerse en práctica medidas de control y seguimiento del

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PROCESO DE GESTIÓN DE LOS SUELOS CONTAMINADOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID

- Emplazamientos incluidos en el Inventario de Suelos Potencialmente Contaminados dela Comunidad de Madrid.

- Emplazamientos que han soportado en el pasado y/o soportan en el presente activi-dades potencialmente contaminantes del suelo, de acuerdo con el desarrollo reglamen-tario de la Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos.

22

COMUNIDAD DE MADRID

Figura 3.1 Esquema general de gestión de los suelos contaminadas en la Comunidad de Madrid

Emplazamiento a diagnosticar

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CARACTERIZACIÓN INICIAL

• Estudio histórico• Estudio del medio físico• Inspección• Modelo conceptual inicial

CARACTERIZACIÓN ANALÍTICA

• Toma de muestras• Análisis químico

CARACTERIZACIÓN DETALLADA

• Modelo conceptual revisado• Toma de muestras• Análisis químico• Otros datos para análisis deriesgos• Analisis de riesgos

CARACTERIZACIÓN COMPLEMENTARIA

• Ensayos de campo• Toma de muestras y análisis• Ensayos de tratabilidad• Pruebas piloto

PROYECTO DE RECUPERACIÓN• Proyecto técnico• Estudio de Impacto Ambiental• Plan de Control y SeguimientoAmbiental

EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS DERECUPERACIÓN

DEFINICIÓN DE OBJETIVOS DE

RECUPERACIÓN

PLAN DE CONTROLY SEGUIMIENTO

AMBIENTAL

NO

RECUPERACIÓN

Control yseguimiento

Fin delproceso

Fin delproceso

Riesgoaceptable

Afecciónsignificativa

Indiciosde

afección

NO

NO

SI

SI

SI

Algunas soluciones de recuperación (por ejemplo, las basadas en disminuir los niveles deexposición mediante contención de los contaminantes in situ) exigen llevar a cabo un con-trol y seguimiento del emplazamiento una vez concluida la implantación de las mismas. Ental caso, el Proyecto de Recuperación incluirá un Plan de Control y Seguimiento Ambientaldel emplazamiento.

La implantación de las medidas de recuperación proyectadas siempre debe ir acompaña-da de la sistemática comprobación de la efectividad de las mismas. Cuando no se preciseel posterior control y seguimiento del emplazamiento, tal comprobación dará lugar a lafinalización del proceso. Cuando el emplazamiento esté sometido a control y seguimiento,la comprobación de que se cumplen las condiciones establecidas a tal efecto en el Plan deControl y Seguimiento Ambiental permitirá dar por finalizado el proceso.

Aunque no tienen un reflejo explícito en el esquema, es frecuente acometer actuaciones deemergencia en un emplazamiento a lo largo de su diagnóstico, con el fin de paliar situa-ciones de riesgo evidente y/o inmediato (fuga de productos de sus recintos de contención,presencia de condiciones explosivas en conducciones, migración de volátiles o gases aentornos habitados, etc.). Tales actuaciones constituyen de hecho medidas de recupera-ción, si bien normalmente no son suficientes para resolver el problema en su totalidad, porlo que requieren complementarse con otras actuaciones diseñadas una vez finalizado eldiagnóstico.

En todo caso, siempre que se lleven a cabo actuaciones de emergencia, sus efectos debenreflejarse en el modelo conceptual, con el fin de que el diagnóstico y el diseño de las actua-ciones complementarias de recuperación y/o control y seguimiento se ajusten a las condi-ciones reales del caso.

25

PROCESO DE GESTIÓN DE LOS SUELOS CONTAMINADOS EN LA COMUNIDAD DE MADRID

emplazamiento, previa elaboración del correspondiente Plan de Control y SeguimientoAmbiental. No obstante, es posible que, en determinadas circunstancias, no se requieraadoptar medidas de control y seguimiento ambiental, en cuyo caso se dará por finalizadoel proceso.

Si los resultados de la Investigación Preliminar indican que existe una afección significati-va de la calidad del suelo del emplazamiento, existen dos posibilidades de actuación:

a) Acometer una Investigación Detallada, cuyos resultados determinarán si es necesarioponer en práctica medidas de recuperación y/o de control y seguimiento del emplaza-miento.

b) Acometer la recuperación del emplazamiento mediante la descontaminación de losmedios afectados hasta concentraciones acordes con los COCS aplicables.

Cuando se decida acometer una Investigación Detallada del emplazamiento, ésta se inicia-rá con las tareas encuadradas en la denominada Caracterización Detallada, la primera delas cuales consiste en revisar el modelo conceptual inicial a la luz de todos los datos obte-nidos durante la Investigación Preliminar. El modelo conceptual revisado debe constituir labase sobre la que diseñar el resto de los trabajos de esta fase: la toma de muestras de losmedios afectados, su análisis químico y la obtención de otros datos necesarios para ela-borar el análisis de riesgos (parámetros determinantes de la distribución de los contaminan-tes en distintos medios y de la migración de aquéllos a través de los mismos, paráme-trosque caracterizan la exposición de los receptores potenciales, etc.).

El análisis de riesgos constituye la herramienta clave para la toma de decisiones en estafase. Si sus conclusiones indican que los niveles de riesgo son aceptables, no será precisoacometer actuaciones de recuperación del emplazamiento aunque sí llevar a cabo un con-trol y seguimiento del mismo, previa elaboración del correspondiente Plan de Control ySeguimiento Ambiental. Si, por el contrario, los niveles de riesgo no son aceptables, serápreciso acometer actuaciones de recuperación del emplazamiento, cuyos objetivos debenestablecerse como colofón de la etapa de diagnóstico.

La definición detallada de las medidas de recuperación ha de ir precedida de una eva-luación de las alternativas disponibles para alcanzar los objetivos preestablecidos. Enalgunos casos, la evaluación de ciertas soluciones de recuperación requiere obtenerdatos del emplazamiento que no eran cruciales para el diagnóstico pero sí lo son paragarantizar la aplicabilidad y viabilidad de determinadas tecnologías. En tales casos, seacometerá una Caracterización Complementaria, la cual puede incluir ensayos decampo, toma de muestras y análisis, ensayos de tratabilidad en laboratorio, pruebaspiloto de tratamiento, etc.

Una vez seleccionada la alternativa de recuperación que se considera óptima para las con-diciones del emplazamiento y demostrada su viabilidad técnica, económica y ambiental,sus características deben documentarse en el denominado Proyecto de Recuperación. ElProyecto de Recuperación consta, como mínimo, de un Proyecto Técnico que describe lasobras, instalaciones, condiciones de operación, medidas de seguridad, plazos y costes pre-vistos para el conjunto de actuaciones de recuperación.

Por otra parte, de acuerdo con la Ley 2/2002, de 19 de junio, de Evaluación Ambientalde la Comunidad de Madrid, los proyectos de descontaminación de suelos se encuadranen las actividades a estudiar caso por caso por el órgano ambiental de la Comunidad deMadrid de cara a decidir si deben o no someterse a un procedimiento ambiental. Cuandose decida que sí deben someterse, el Proyecto de Recuperación incluirá, además delProyecto Técnico, el preceptivo Estudio de Impacto Ambiental o Memoria Ambiental, en fun-ción de que el procedimiento aplicable sea el de Evaluación de Impacto Ambiental o el deEvaluación Ambiental de Actividades, respectivamente.

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COMUNIDAD DE MADRID

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OBJETIVOS DE LA GUÍA

El Plan Regional de Actuaciones en materia de Suelos Contaminados de la Comunidad deMadrid (2001-2006) incluye un Programa de Desarrollo del Marco Técnico de Gestión delos Suelos Contaminados, cuya finalidad es elaborar una serie de estudios que permitanestablecer una base técnica homogénea para la correcta gestión de aquéllos en laComunidad de Madrid.

Dentro de dicho Programa se prevé desarrollar, entre otras, varias guías temáticas queaborden aspectos de especial interés para la evaluación y corrección de la contamina-ción del suelo. Tras la publicación del documento “Determinación de niveles de fondo yniveles de referencia de metales pesados y otros elementos traza en suelos de laComunidad de Madrid” (IGME, 2002), se ha abordado el desarrollo de tres guías orien-tadas a los siguientes aspectos:

• La investigación de la contaminación del suelo.

• El análisis de riesgos para la salud humana y los ecosistemas derivado de la contami-nación del suelo.

• Las tecnologías de recuperación de los suelos contaminados.

La aplicación de las políticas de gestión de suelos contaminados ha obligado, en las últi-mas décadas, al desarrollo de tecnologías de recuperación. Son algunos países deEuropa Occidental, particularmente Alemania, Bélgica, Dinamarca y Holanda, y deAmérica del Norte, Estados Unidos y Canadá, donde las investigaciones realizadas hanpermitido el desarrollo de gran número de estas tecnologías.

Los objetivos específicos que persigue La Guía de Tecnologías de Recuperación de SuelosContaminados son los siguientes:

• Exponer los diferentes principios básicos que constituyen los mecanismos de funciona-miento de las diferentes tecnologías de recuperación.

• Identificar las técnicas de recuperación de suelos contaminados que existen actualmen-te, con particular atención a las que se están aplicando en Europa a escala real y hayandemostrado una eficacia suficientemente contrastada.

• Aportar la información técnica necesaria para apoyar la selección de la alternativa másadecuada en cada caso.

• Contribuir a la concienciación pública sobre la problemática de los suelos contaminadosy su resolución.

Algunas tecnologías de recuperación de suelos contaminados van encaminadas a la reduc-ción de las concentraciones de los contaminantes presentes en el suelo por aplicación demecanismos biológicos, físicos o químicos. Otras se basan en el principio de inmovilizar oaislar los contaminantes del suelo, sin introducir procesos de transformación de los mismos,

CAPÍTULO 4

29

OBJETIVOS DE LA GUÍA

salvo los que se producen de forma natural. En todo caso, se trata de intervenir sobre elestado del suelo de forma que los riesgos que supone para la salud humana y el medioambiente se reduzcan hasta valores aceptables.

Esta Guía de Tecnologías de Recuperación de Suelos Contaminados se basa en una unarecopilación bibliográfica y documental de la información y la experiencia disponibles delas diferentes técnicas de recuperación de suelos contaminados que actualmente se estánaplicando a escala industrial con resultados satisfactorios.

En Europa conviven actualmente distintas políticas y estrategias en materia de recuperaciónde suelos contaminados, lo cual se traduce en diferentes grados de desarrollo y aplicaciónde las tecnologías de recuperación. Exceptuando las soluciones de contención y las deexcavación del suelo contaminado y traslado del mismo a depósito o vertedero controla-do, la aplicación de tecnologías de recuperación de suelos contaminados propiamentedichas se circunscribe a unos pocos países que aglutinan la mayoría de las empresas e ins-talaciones de tratamiento existentes.

Así pues, la identificación y descripción de las tecnologías que actualmente se aplican aescala industrial fundamentalmente en Europa se ha acometido centrando la atención enlos siguientes países: Austria, Bélgica, Dinamarca, Francia, Alemania, Italia, Holanda,Noruega, España y el Reino Unido.

La información recopilada sobre las tecnologías de recuperación de suelos contaminadosque se presentan en la guía se describe para cada tecnología en los siguientes apartados:fundamentos, campo de aplicación, costes y aspectos ambientales.

Finalmente, se incluye un capítulo específico de casos prácticos, dedicado a exponer expe-riencias recientes de recuperación de suelos contaminados realizados en el ámbito de laComunidad de Madrid, en los que se han aplicado algunas de las tecnologías y principiosque se desarrollan en la guía.

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COMUNIDAD DE MADRID

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GLOSARIO

De cara a facilitar la compresión y utilización de la presente guía, a continuación se expo-nen las definiciones adoptadas para algunos términos que aparecen en la misma.

Absorción Fenómeno químico por el que un compuesto se incorpora a la estructura internade las partículas sólidas del suelo.

Acuífero Formación o cuerpo geológico permeable capaz de almacenar y transmitir aguaen cantidades aprovechables.

Adsorción Fenómeno físico por el que un compuesto presente en fase líquida o gaseosaqueda retenido en la superficie de las partículas sólidas del suelo.

Afección Cualquier alteración de la calidad natural del suelo originada por acciones antró-picas.

Afección significativa Afección de la calidad del suelo consistente en la presencia de uno omás contaminantes en concentraciones superiores a los respectivos criterios orientativosde la calidad del suelo (COCS).

Aguas subterráneas Todas aquellas aguas presentes en los intersticios o huecos bajo la super-ficie del terreno, a una presión igual o superior a la atmosférica.

Aguas superficiales Todas aquellas aguas continentales que, independientemente de su ori-gen, discurren o se localizan sobre la superficie terrestre.

Aire Medio compuesto por la fracción gaseosa de la Tierra no incluida en el suelo ni en lasaguas. En términos prácticos, puede asimilarse al conjunto del aire ambiente (1) y el aireinterior de los edificios.

Aire intersticial del suelo Fase gaseosa que se encuentra ocupando parte de los poros del suelode la zona no saturada. En zonas no afectadas por la contaminación, está generalmenteconstituido por una mezcla de gases atmosféricos tales como el oxígeno y nitrógeno, y otros,como el dióxido de carbono, producido por actividades metabólicas de los organismos delsuelo.

Análisis de riesgos Proceso de evaluación de la contaminación del suelo cuyo objetivo es deter-minar el riesgo que la misma supone para los objetos a proteger (poblaciones humanas,ecosistemas u otros recursos), de acuerdo con las características específicas del caso.

Atenuación Reducción de la concentración de un contaminante en el medio a través de pro-cesos biológicos, químicos y físicos.

Autorización Ambiental Integrada Resolución del órgano competente en materia de medioambiente por la que se permite, a los solos efectos de la protección del medio ambien-te y de la salud de las personas, explotar la totalidad o parte de una instalación, bajodeterminadas condiciones destinadas a garantizar que la misma cumple el objeto y lasdisposiciones de la Ley 16/2002, de 1 de julio, de prevención y control integrados dela contaminación.

CAPÍTULO 5

Desorción Efecto inverso a la adsorción, mediante el cual las sustancias adsorbidas a lasuperficie de las partículas del suelo vuelven al medio circundante, en general tras elaporte de energía calorífica.

Diagnóstico de la contaminación del suelo Proceso de evaluación de la contaminación del suelode un emplazamiento tendente a establecer el alcance de la misma y a evaluar los ries-gos que comporta para la salud humana y/o los ecosistemas.

Emplazamiento Ámbito territorial en el que se ubica uno o varios focos de contaminación delsuelo. Por extensión, también se puede considerar como el ámbito territorial en el que seha constatado la presencia de contaminación del suelo debida a una determinada causao actividad.

Fase libre o Fase líquida no acuosa (NAPL) Líquido inmiscible en agua que en procesos de con-taminación de aguas subterráneas constituyen una capa diferenciada del agua.

Fase líquida no acuosa ligera (LNAPL) Líquido inmiscible en agua de menor densidad que ellay que, por tanto, en procesos de contaminación de aguas subterráneas se presentan flo-tando sobre el nivel freático.

Fase líquida no acuosa pesada (DNAPL) Líquido inmiscible en agua de mayor densidad queella y que, por tanto, en procesos de contaminación de aguas subterráneas tiende a hun-dirse en la zona saturada y a acumularse en la base del acuífero.

Gradiente hidráulico Diferencia entre el potencial hidráulico de dos puntos separados unadistancia unitaria.

Intervención Etapa del proceso de gestión de un emplazamiento en la que, partiendo deldiagnóstico de la contaminación del suelo, se definen y ponen en práctica las actuacio-nes oportunas de recuperación y/o control y seguimiento.

Investigación de la contaminación del suelo Conjunto de tareas de caracterización y evaluaciónde datos sobre la contaminación del suelo de un emplazamiento que permiten estable-cer el diagnóstico de la misma.

Lixiviación Proceso de movilización de contaminantes debido al arrastre de los mismos porel agua subterránea que circula a través de un medio contaminado.

Medidas correctoras Conjunto de actividades desarrolladas con el objetivo de atenuar unefecto adverso derivado de la contaminación del suelo.

Medio Cada uno de los sistemas naturales que conforman el medio ambiente: suelo, aguasubterránea, agua superficial, aire y biota, incluyendo las relaciones que existen entreellos (4).

Migración o movilización Conjunto de procesos que afectan a los contaminantes desde queson liberados en el foco hasta que entran en contacto con los receptores. Incluye los pro-cesos de transporte, transferencia y transformación.

Modelo conceptual Esquema descriptivo de las condiciones de un emplazamiento en térmi-nos de los elementos de la cadena de riesgo: focos y distribución de los contaminantes,mecanismos de emisión y movilización, vías de exposición y receptores potenciales exis-tentes.

Multifuncionalidad Principio que persigue la protección y conservación de todas las funcio-nes posibles del suelo. De acuerdo con él, la forma en que se utiliza el suelo en el pre-sente no debe afectar a su capacidad para soportar en el futuro todo tipo de usos poten-ciales acordes con las características naturales del suelo (5).

Nivel de fondo Concentración de sustancias presentes de forma sistemática en el medionatural, que no ha sido modificada por actividades humanas localizadas.

Nivel freático Límite superior de la zona saturada en el que el agua se encuentra a presiónatmosférica.

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GLOSARIO

Biodegradación Proceso de transformación de un compuesto químico por la acción de micro-organismos o plantas.

Biomasa Cantidad total de material biótico, usualmente expresado por unidad de superficie ode volumen, en un medio, como agua, suelo, etc. Esta medida tiene interés ecológico comoexpresión de la actividad o desarrollo de las comunidades, formaciones o poblaciones bió-ticas, así como de la producción de energía en los organismos (2).

Blanco Ambiental de la Situación Preoperacional Conjunto de parámetros medibles que definenla calidad previa del suelo en el ámbito territorial donde se quiere desarrollar un pro-yecto o implantar una actividad.

Calidad del suelo Conjunto de propiedades del suelo relativas a sus procesos internos y a suestabilidad o fragilidad frente a agentes de degradación o contaminación que condi-cionan su uso.

Capacidad de intercambio iónico En edafología, expresa los moles de iones adsorbidos porkilogramo de suelo seco que pueden ser intercambiados con la solución circundante,bajo unas condiciones dadas de temperatura, presión, composición de la fase líquida yuna relación de masa-solución dada. Esta magnitud varía según el tipo de suelo, depen-diendo del contenido y tipo de minerales de arcilla y compuestos orgánicos (3).

Capacidad tampón Capacidad de una disolución para mantener estable el pH.

Caracterización Todo trabajo orientado a la obtención de datos relevantes para establecerel diagnóstico de la contaminación del suelo de un emplazamiento.

Conductividad hidráulica En hidrogeología, coeficiente que define el caudal de agua queatraviesa una sección unitaria del acuífero bajo un gradiente hidráulico unitario a unatemperatura dada.

Confinamiento Actuación de recuperación orientada al aislamiento de los contaminantesmediante la aplicación de tecnologías que crean una matriz estable en la que aquéllosquedan englobados, reduciendo su movilidad.

Constante de Henry (H) Coeficiente adimensional que relaciona la cantidad de un gas que,en condiciones de equilibrio, se disuelve en un líquido cuando ambos entras en contacto

Contaminación del suelo Introducción de contaminantes en el suelo por encima de los nivelesque producen consecuencias negativas en la salud humana, los ecosistemas o los recur-sos naturales.

Contaminante Materia o sustancia, sus combinaciones o compuestos, derivados químicos obiológicos que, al incorporarse y actuar en el suelo, alteran o modifican negativamentesus características, comportando un riesgo para la salud humana, los ecosistemas o losrecursos naturales.

Contención Actuación de recuperación orientada al aislamiento de los contaminantesmediante la aplicación de tecnologías que crean barreras físicas (normalmente elemen-tos de obra civil) que limitan la migración de aquéllos sin alterar significativamente suscaracterísticas físico-químicas.

Control y seguimiento ambiental Conjunto de actuaciones que tienen por objeto controlar loselementos determinantes de los riesgos derivados de la contaminación del suelo, sin ejer-cer ninguna acción correctora directa sobre los mismos.

Criterios Orientativos de la Calidad del Suelo (COCS) Niveles de referencia aplicables en laComunidad de Madrid para evaluar de forma genérica la contaminación del suelo.

Depuración Conjunto de actuaciones destinadas a reducir la concentración de contaminan-tes en un efluente líquido o gaseoso.

Descontaminación Actuación de recuperación orientada a disminuir las concentraciones delos contaminantes implicados hasta niveles acordes con los COCS.

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COMUNIDAD DE MADRID

Suelo Parte sólida de la corteza terrestre, desde la roca madre hasta la superficie, que inclu-ye tanto su fase líquida y gaseosa como los organismos que en él habitan, y que sopor-tan el fenómeno vital de la biosfera y, en particular, la vida de la especie humana.

Suelo contaminado Todo aquél cuyas características físicas, químicas o biológicas han sidoalteradas negativamente por la presencia de componentes de carácter peligroso de ori-gen humano, en concentración tal que comporte un riesgo para la salud humana o elmedio ambiente, de acuerdo con los criterios y estándares que se determinen regla-mentariamente y así se haya declarado mediante resolución expresa (6).

En tanto no se desarrollen reglamentariamente los criterios y estándares antes mencio-nados, se considera como tal todo emplazamiento que reúna todas y cada una de lassiguientes condiciones (7):

a) Haberse producido o producirse, de forma voluntaria o involuntaria, vertidos, fil-traciones o incorporaciones al suelo de residuos, sustancias derivadas de los mismos,materias primas o productos, cualquiera que sea su estado físico.

b) Haberse producido o producirse una movilización de contaminantes a las aguascontinentales, al suelo o a la atmósfera, que alteren sustancialmente las característi-cas físicoquímicas de fondo existentes en el entorno natural del emplazamiento.

c) Conllevar un riesgo grave para la salud humana o el medio ambiente.

Sustancias húmicas Agrupaciones complejas de moléculas (fundamentalmente compuestosaromáticos de carácter fenólico) procedentes de la descomposición de materia orgáni-ca y de compuestos nitrogenados por la acción de los microorganismos del suelo.

Toxicidad Capacidad de una sustancia, una vez incorporada en un ser vivo, de producir unefecto adverso sobre su organismo.

Zona no saturada Parte del suelo situada por encima de la superficie freática en la que loshuecos se encuentran ocupados por líquidos (normalmente agua) o gases (normalmenteaire) a presión atmosférica.

Zona saturada Parte del suelo en la que los huecos se encuentran ocupados íntegramente porlíquidos (normalmente agua) a una presión igual o superior a la atmosférica.

Fuentes:

(1) Directiva 96/62/CE, del Consejo, de 27 de Septiembre de 1996, sobre evaluación ygestión de la calidad del aire ambiente. DOCE L296 del 21 de Noviembre de 1996.

(2): Repetto, M. Toxicología de postgrado. Ed. Área de Toxicología. Universidad de Sevilla.CD-Rom. Sevilla, 2002. ISBN: 84-699-6978-1.

(3): Porta et al. 1994. Edafología para la agricultura y el medio ambiente. Mundi-Prensa,Madrid.

(4) Directiva 91/414/CEE, del Consejo, de 15 de julio de 1991, relativa a la comerciali-zación de productos fitosanitarios. DOCE 230/L del 19 de Agosto de 1991.

(5): Acuerdo de 25 de octubre de 2001, del Consejo de Gobierno, por el que se aprue-ba el Plan Regional de Actuación en materia de Suelos Contaminados de la Comunidadde Madrid (2001-2006). BOCM N.º 283 de 28 de Noviembre.

(6) Ley 5/2003 de 26 de Marzo de residuos de la Comunidad de Madrid. BOCM N.º 76de 31 de Marzo de 2003.

(7) Decreto 326/1999, de 18 de noviembre, por el que se regula el régimen jurídico delos suelos contaminados de la Comunidad de Madrid. BOCM N.º 280 de 25 deNoviembre.

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GLOSARIO

Nivel piezométrico Altura de la columna de agua en un punto de un acuífero que equilibrala presión del agua subterránea con la presión atmosférica.

Objetivos de recuperación Directrices establecidas para una actuación de recuperación de unsuelo contaminado consistentes, en general, en combinar medidas de reducción de lasconcentraciones de contaminantes en los medios afectados y medidas de reducción dela exposición de los receptores a dichos contaminantes.

Permeabilidad Capacidad de un medio para permitir el flujo de fluidos a su través.

Pluma de contaminación Referido a aguas subterráneas, ámbito de un acuífero afectado porun fenómeno de contaminación.

Población Conjunto de individuos de una misma especie que comparten un mismo ámbitoterritorial en un momento dado.

Poder calorífico Energía calorífica desprendida en la combustión completa de una materiapor unidad de masa o de volumen. Si no incluye el calor de condensación del vapor deagua generado en la combustión, se denomina Poder Calorífico Inferior (PCI); si lo inclu-ye, se denomina Poder Calorífico Superior (PCS).

Porosidad Relación, expresada en porcentaje, entre el volumen de un cuerpo ocupado porespacios vacíos y el volumen total de dicho cuerpo.

Pozo de control Perforación realizada en un acuífero y equipada con el fin de medir periódica-mente determinados parámetros del mismo. Habitualmente también se destina a tomar mues-tras de agua subterránea para determinaciones analíticas.

Presión de vapor Magnitud que expresa la presión parcial ejercida a una temperatura dadapor una sustancia en fase gaseosa en condiciones de equilibrio con la fase sólida o líquida

Pretratamiento Proceso al que se somete al suelo con objeto de prepararlo para su posteriortratamiento.

Proceso aerobio Proceso biológico que, para llevarse a cabo, requiere la presencia de oxí-geno como aceptor de electrones para el metabolismo.

Proceso anaerobio Proceso biológico que, para llevarse a cabo, no requiere la presencia deoxígeno ya que utiliza otro compuesto como aceptor de electrones para el metabolismo.

Quelante Compuesto químico capaz de fijar o secuestrar iones metálicos formando com-puestos estables.

Receptor Individuo representativo de un grupo de población humana o de otra especie,expuesto a la contaminación procedente del foco a través de una o más vías de expo-sición.

Recuperación Conjunto de medidas correctoras que tienen por objeto reducir hasta nivelesaceptables los riesgos derivados de la contaminación del suelo.

Riesgo Probabilidad de que un contaminante presente en el suelo entre en contacto con unreceptor y produzca efectos adversos en la salud de las personas o el medio ambiente.

Rizosfera En sentido estricto corresponde con la parte del suelo inmediata a las raíces,alrededor de 1 mm de espesor. En sentido amplio, se considera como la porción delsuelo que presenta raíces, y en la que tienen lugar una serie de reacciones físicas yquímicas que afectan a la estructura del suelo, proporcionándole unas característicasdiferentes.

Saneamiento Actuación de recuperación orientada a disminuir las concentraciones de loscontaminantes implicados hasta niveles acordes con los objetivos derivados del análisisde riesgos.

Solubilidad Capacidad de una sustancia de disolverse en un líquido.

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COMUNIDAD DE MADRID

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CONCEPTOS GENERALES

En su concepción más general, la gestión de riesgos es el proceso en el que, a partir delos resultados de un análisis de riesgos (simplificado o detallado), se evalúan las posiblesalternativas de actuación tendentes a controlar los riesgos analizados, se selecciona la másadecuada desde una perspectiva técnica, económica y ambiental, y se pone en prácticadicha alternativa.

Aunque tradicionalmente se ha separado evaluación y gestión de riesgos, la aplicación dela actual política de suelos contaminados de la Comunidad de Madrid prevé una estrechavinculación entre ambas, de modo que el alcance de las actuaciones de control de los ries-gos que se pueden poner en práctica a lo largo del proceso de gestión de un suelo poten-cial o realmente contaminado sea coherente con el conocimiento de la problemática delemplazamiento de que se dispone en cada momento.

Así, ya en la primera etapa del diagnóstico (Investigación Preliminar), cuando sus resul-tados indican una afección significativa de la calidad del suelo del emplazamiento, seofrecen dos posibilidades de actuación: acometer la recuperación del mismo mediante ladescontaminación de los medios afectados (es decir, saneando hasta concentracionesacordes con los COCS aplicables) o acometer una Investigación Detallada que incluye unanálisis de riesgos apoyado en las características específicas del emplazamiento. La pri-mera opción supone, en general, una actuación conservadora pero coherente con el limi-tado conocimiento del problema que en esta etapa se tiene. La segunda opción permite,en general, establecer objetivos de recuperación menos estrictos, además de incorporarmedidas de gestión de riesgos distintas del saneamiento.

Cuando los resultados de la Investigación Preliminar identifican una afección pero se con-cluye que ésta no es significativa, en general deben ponerse en práctica medidas de con-trol y seguimiento ambiental del emplazamiento, cuyo alcance se decidirá caso por caso.

Si en la segunda etapa del diagnóstico (Investigación Detallada) se concluye que los nive-les de riesgo son aceptables, no será preciso acometer actuaciones de recuperación aun-que sí llevar a cabo un control y seguimiento ambiental del emplazamiento, cuyo alcancetambién se decidirá caso por caso. Si, por el contrario, los niveles de riesgo diagnostica-dos no son aceptables, será preciso acometer actuaciones de recuperación del emplaza-miento.

La selección de las actuaciones de recuperación en los casos que las requieran constituyeuna tarea clave del proceso de gestión de riesgos. Dicha selección ha de partir de unaidentificación clara de los elementos que caracterizan las situaciones críticas, es decir, loscontaminantes y medios, las vías de exposición y los receptores para los cuales los riesgosse han considerado inaceptables.

Asumiendo que el objetivo básico de toda recuperación es reducir la exposición de losreceptores hasta niveles que supongan riesgos aceptables, las posibilidades genéricas deactuación son múltiples y se pueden encuadrar en alguna de las siguientes líneas:

CAPÍTULO 6

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CONCEPTOS GENERALES

• Disminuir las concentraciones de los contaminantes críticos en los medios que desenca-denan los riesgos inaceptables, es decir, acometer actuaciones de saneamiento de lasfuentes de riesgo.

• Actuar sobre los mecanismos de movilización de los contaminantes críticos con el fin dereducir sus concentraciones en los medios de contacto y puntos de exposición (concen-traciones de exposición). Esta línea agrupa diversas soluciones de ingeniería, algunasde las cuales van orientadas a reducir la movilidad de los contaminantes mediante lacreación de una matriz estable (confinamiento) y otras a limitar su migración hasta lospuntos de exposición mediante barreras físicas (elementos de contención, drenes deaguas o vapores, etc.).

• Reducir las posibilidades de exposición de los receptores críticos, bien modificando suspatrones de actividad (tiempo y frecuencia de exposición), bien limitando el uso de losrecursos que actúan como medios de contacto (suelo, aguas, etc.) a través de medidasfísicas (control de accesos, clausura de captaciones de agua, etc.) o de gestión (restric-ciones de uso).

Las opciones anteriores no son excluyentes y, de hecho, es frecuente que la solución ópti-ma consista en una combinación de varias medidas. En cualquier caso, para que una solu-ción de recuperación sea aceptable, debe cumplir, al menos, las siguientes condiciones:

• Ser viable desde la perspectiva técnica, económica y ambiental.

• Ser permanente, es decir, tener la robustez suficiente como para garantizar que los nive-les residuales de riesgo son aceptables no sólo a corto sino también a largo plazo, den-tro de los horizontes temporales previsibles.

Los principios básicos de gestión recogidos en el Plan Regional (consecución de la fun-cionalidad a corto y medio plazo y de la multifuncionalidad a largo plazo) tienen impli-caciones en la gestión de riesgos, las cuales se plasman, entre otros aspectos, en lossiguientes criterios a tener en cuenta a la hora de definir soluciones de recuperación:

• Las soluciones basadas en actuaciones de saneamiento de las fuentes de riesgo son pre-feribles frente a cualesquiera otras.

• Cuando no resulte viable resolver el problema sólo con actuaciones de saneamiento delas fuentes de riesgo, éstas se complementarán con otras que incidan en los mecanismosde movilización de los contaminantes.

• Las actuaciones tendentes a reducir la exposición de los receptores mediante la limitacióndel uso de los recursos que actúan como medio de contacto sólo pueden tener caráctertemporal y, en todo caso, deben ir acompañadas de medidas de saneamiento y/o reduc-ción de la migración de los contaminantes.

• Sólo excepcionalmente, y con la debida justificación, se podrá aceptar que una soluciónde recuperación no incluya ninguna actuación de saneamiento.

• El depósito directo de suelos contaminados en vertederos controlados no constituye unaactuación de saneamiento, en la medida que no se promueve activamente una reduc-ción de las concentraciones de contaminantes en el suelo. El depósito en vertedero sóloserá aceptable cuando resulte inviable cualquier tratamiento de saneamiento de los sue-los y, en todo caso, deberá incorporar medidas que permitan reducir la cantidad desuelo destinada a vertedero y/o la movilidad de los contaminantes presentes en el suelo.

Por otra parte, la gestión de riesgos ha de contemplar la urgencia que requiere la puesta enpráctica de las actuaciones de recuperación. Aparte de otros condicionantes que habitual-mente entran en juego, dicha urgencia viene determinada por la ubicación en el tiempo

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COMUNIDAD DE MADRID

(corto, medio o largo plazo) de los escenarios en los que se han diagnosticado riesgos ina-ceptables y, en relación con ella, por la previsible evolución temporal de la contaminacióna través de las rutas críticas.

A este respecto, la incorporación de la atenuación natural en la gestión de riesgos es ade-cuada siempre que las características del suelo y de los contaminantes implicados haganrazonable pensar que los mecanismos de atenuación natural van a ser relevantes. En talcaso, dichos mecanismos deberían contemplarse en el análisis de riesgos de los escenariosfuturos y, consecuentemente, sus efectos habrían de estar reflejados en las conclusiones deaquél. Sea como sea, la atenuación natural no puede considerarse como una actuación derecuperación en sentido estricto sino como un elemento a considerar en el diseño del controly seguimiento ambiental del emplazamiento.

La aplicación práctica a la gestión de riesgos de los principios de prevención y anticipa-ción se traduce en que el alcance y momento de ejecución de las actuaciones de recupe-ración tengan que guiarse por los siguientes criterios:

• Cuando los riesgos sean inaceptables tanto en la situación actual del emplazamientocomo en situaciones futuras, la recuperación se diseñará de acuerdo con la más restric-tiva. La puesta en práctica de las actuaciones de recuperación puede ser progresivasiempre que se garantice que los niveles residuales de riesgo son aceptables en todomomento.

• Cuando los riesgos sean inaceptables sólo en la situación actual o sólo en una situaciónfutura, la recuperación se diseñará de acuerdo con la situación que motiva la recupera-ción. Si la situación futura deriva de cambios de uso del suelo, la materialización de losmismos quedará condicionada a la completa ejecución de las actuaciones de recupera-ción.

Para poder evaluar la viabilidad de las distintas alternativas de actuación y compararlas, espreciso proceder a la definición básica de las mismas, la cual ha de partir del cálculo, paracada contaminante, medio de contacto y escenario con riesgos inaceptables, de las concen-traciones umbral de exposición. Dichas concentraciones son las máximas que, de acuerdocon las pautas de exposición asumidas en el análisis de riesgos, tendrían asociado un nivelde riesgo aceptable para los receptores considerados. En las alternativas que incluyan actua-ciones de saneamiento, se deben calcular además las concentraciones máximas admisiblesen los medios a sanear correspondientes a las concentraciones umbral de exposición. Talesconcentraciones máximas servirán para cuantificar los objetivos del saneamiento y evaluar laviabilidad de diferentes tecnologías.

Si la aplicación de los principios y criterios anteriores conduce a identificar varias alterna-tivas de actuación viables en términos técnicos, económicos y ambientales, habrá queseleccionar la solución óptima. El criterio general a este respecto es elegir aquélla cuyaimplantación tenga asociado el menor impacto ambiental.

La experiencia adquirida a lo largo de los últimos años en la resolución de los casos decontaminación de suelos en los que está interviniendo la Consejería de Medio Ambiente yOrdenación del Territorio ha puesto de manifiesto la complejidad que tiene definir alterna-tivas viables de recuperación y seleccionar la más adecuada para las condiciones de cadacaso concreto.

La selección de la alternativa más adecuada en cada caso se encuentra condicionada pormúltiples aspectos, entre los que cabe destacar los siguientes:

• La solución técnica elegida debe estar suficientemente probada para garantizar la via-bilidad de los objetivos que se establezcan.

• El rendimiento o efectividad de la técnica debe ser suficiente para alcanzar los objetivosde descontaminación establecidos.

• La solución elegida debe encontrarse disponible en el mercado y poder ser aplicada porempresas de probada solvencia técnica a un coste razonable.

• La disponibilidad de espacio y el plazo de tiempo para conseguir los objetivos de recu-peración deben ser compatibles con las exigencias que al respecto presenta el caso.

• El coste de implantación de la solución elegida debe ser asumible para la(s) parte(s) res-ponsable(s) de la recuperación.

En sintonía con los principios establecidos en el Plan Regional de Actuación en Materia deSuelos Contaminados, en las actuaciones que se realicen en el ámbito de la Comunidadde Madrid, la Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio se ha propuestofomentar aquellas soluciones que eviten el traslado de suelo contaminado a vertedero, quesólo debería ser contemplado en caso de no existir otra posibilidad de tratamiento delsuelo, o de existir, su aplicación sea inviable técnica y/o económicamente.

En la actualidad es posible recurrir a un gran número de tecnologías de recuperación desuelos contaminados. Algunas han sido suficientemente probadas y son de aplicación habi-tual en actuaciones de recuperación, mientras que otras son menos conocidas, o se encuen-tran todavía en fase de desarrollo o experimentación a escala piloto.

En función de los objetivos de recuperación de un suelo contaminado se distinguen lossiguientes grupos de tecnlogías:

• Técnicas de saneamientoLas tecnologías de saneamiento persiguen una reducción de las concentraciones de los con-taminantes presentes en el suelo. La cuantía de esta reducción depende principalmente deltipo y de las concentraciones de partida de los contaminantes y del rendimiento de la téc-nica aplicada.

• Técnicas de confinamiento Otra forma de enfocar la estrategia de recuperación de un suelo contaminado consiste enconfinar los contaminantes reduciendo su movilidad, de forma que se evite su migración aotros medios. La reducción de la movilidad se consigue actuando directamente sobre lascondiciones en las que se encuentran los contaminantes en el suelo.

• Técnicas de contención Las tecnologías de contención persiguen el aislamiento de la contaminación, pero sinactuar directamente sobre los contaminantes. Generalmente, se evita la extensión de la con-taminación mediante la utilización de barreras físicas.

Según el principio de acción, o la naturaleza de los procesos que tienen lugar en el sueloo en las aguas subterráneas, las tecnologías de recuperación pueden clasificarse en lossiguientes grupos:

• Procesos fisico-químicosEste grupo de tecnologías basa su principio de acción en procesos físicos, químicos o físi-co-químicos de forma combinada. Los procesos físicos utilizan las propiedades físicas delos contaminantes para separarlos de la matriz del suelo o de las aguas subterráneas enque se encuentran, por ejemplo su diferente densidad o volatilidad, sin intervenir sobre suidentidad química. Los procesos químicos actúan sobre los contaminantes mediante reac-ciones químicas que los transforman en compuestos menos nocivos.

40 41

CONCEPTOS GENERALESCOMUNIDAD DE MADRID

• Procesos biológicosLos procesos biológicos persiguen la degradación de los contaminantes orgánicos median-te la acción de microorganismos. La biodegradación consiste en la descomposición de laestructura molecular de los compuestos orgánicos en unidades más simples.

• Procesos térmicosEste grupo de tecnologías permite la eliminación, inmovilización o transformación de loscontaminantes en compuestos menos nocivos mediante el aporte de energía en forma decalor.

• Procesos mixtosAlgunas tecnologías de recuperación aprovechan simultáneamente varios principios deacción para actuar sobre los contaminantes, sin que sea fácil determinar cual de los pro-cesos es el dominante Para ilustrar estos casos, se han agrupado estas tecnologías bajo eltérmino de procesos mixtos.

Finalmente, se han empledado como criterio de clasificación la forma en que puede seraplicada, distinguiendo las tecnologías de aplicación in situ y las tecnologías de aplicaciónex situ.

• Las tecnologías aplicadas in situ, se caracterizan por actuar sobre los contaminantes ensu localización, es decir, no requieren la excavación del suelo contaminado para aco-meter su tratamiento.

• Las tecnologías aplicadas ex situ, requieren la excavación previa del suelo contaminadopara proceder a continuación a su tratamiento propiamente dicho, que se puede aco-meter dentro del propio emplazamiento (tratamiento on-site) o en instalaciones situadasfuera del mismo (tratamiento off-site).

Por lo general, la solución de recuperación se articula en torno a una técnica principal, aso-ciada a una o más técnicas auxiliares. En ocasiones también es necesario considerar, enel conjunto del proceso de recuperación de suelos contaminados, la depuración de las emi-siones de gases generados y la depuración de aguas residuales.

En la tabla 6.1 se presenta una recopilación de las principales tecnologías de recupera-ción de suelos contaminados, que incluye una breve descripción, la forma de aplicación,el estado actual estado de implantación, los contaminantes que pueden ser tratados y sise generan residuos en el tratamiento.

CONCEPTOS GENERALESCOMUNIDAD DE MADRID

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(1) Se puede considerar como una no-tecnología. Es una herramienta de gestión complementaria de la aplicación de una o más tecnologíasm Rendimiento esperable casi nulol Rendimiento limitadon Rendimiento óptimot La tecnología es aplicable para algunos de los contaminantes del grupo, no para todos

(2) Tecnología de apoyo a otras para mejorar la disponibilidad de los contaminantes(3) Pretratamiento utilizado en la aplicación de varias tecnologías ex situm Rendimiento esperable casi nulol Rendimiento limitadon Rendimiento óptimot La tecnología es aplicable para algunos de los contaminantes del grupo, no para todos

CONCEPTOS GENERALESCOMUNIDAD DE MADRID

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(4) Conjunto de tecnologías basadas en soluciones de contención del suelo mediante obra civilm Rendimiento esperable casi nulol Rendimiento limitadon Rendimiento óptimot La tecnología es aplicable para algunos de los contaminantes del grupo, no para todos

(5) Conjunto de tecnologías complementarias de todas las que incluyen la extracción de aire del suelo(6) Conjunto de tecnologías complementarias de las que incluyen el bombeo de las aguas subterráneasm Rendimiento esperable casi nulol Rendimiento limitadon Rendimiento óptimot La tecnología es aplicable para algunos de los contaminantes del grupo, no para todos

Las tecnologías de saneamiento utilizan diferentes principios de acción para recuperar lossuelos contaminados (físico-químico, biológico, térmico, mixto). Además, dependiendo dela forma de implantación, estas tecnologías se pueden considerar in situ o ex situ.

El presente capítulo está estructurado de acuerdo con estos criterios, describiéndose en primerlugar aquellas técnicas que utilizan los procesos físicos, químicos o ambos como proceso prin-cipal de descontaminación, seguidas de las tecnologías que se basan en procesos biológicos.En tercer lugar se incluyen las tecnologías de procesos térmicos, para terminar con aquellastecnologías que se basan en procesos mixtos, es decir, en las que intervienen varios tipos deprocesos a la vez, sin que se pueda claramente distinguir uno de ellos como dominante.

Las tecnologías de saneamiento que se describen, clasificadas en función de los principiosde acción, se sintetizan en la tabla 7.1.

7.1. Procesos Físico-Químicos

7.1.1. Extracción de aire del suelo

Fundamentos

La extracción de aire del suelo es una técnica de recuperación in situ aplicable fundamen-talmente a la zona no saturada. El principio de acción de esta técnica se basa en la extrac-ción de los contaminantes adsorbidos en las partículas del suelo, mediante volatilización oevaporación. La extracción del aire se puede realizar mediante pozos verticales y/o tube-rías horizontales, en función de las restricciones impuestas por los edificios o infraestructu-ras existentes en el emplazamiento. El aire con los contaminantes volátiles se dirige hacialos pozos de extracción, que lo conducen a superficie, donde se trata en instalaciones dedepuración adecuadas (filtros de carbón activo, oxidación térmica, etc.). En ocasiones laextracción de estos compuestos se puede favorecer mediante la inyección de aire a altocaudal a través de pozos de inyección.

Dado que con esta técnica se persigue la volatilización de los contaminantes, las tasas deinyección/extracción de aire son en general superiores a las aplicadas en la bioventila-ción. En general, la extracción de aire se realiza de forma continua, hasta que la concen-tración de los contaminantes en el aire extraído alcanza niveles mínimos y relativamenteconstantes. En estos casos, la extracción de aire se recomienda realizar de forma intermi-tente, lo que mejora el rendimiento dejando concentraciones residuales menores.

La extracción del aire puede llegar a ejercer una presión negativa sobre el agua subterránea,de forma que ésta se puede desplazar hacia los pozos. En caso que esto pueda ocurrir, oque se quiera aplicar la extracción de aire a la zona saturada, se debe llevar a cabo laextracción previa del agua subterránea.

47

CAPÍTULO 77.1. Procesos Físico - Químicos

7.1.1. Extracción de aire del suelo

7.1.2. Inyección de aire comprimido

7.1.3. Pozos de recirculación

7.1.4. Extracción de agua para tratamiento

7.1.5. Extracción de fase libre

7.1.6. Eliminación de la fase no acuosa pesada

7.1.7. Electromigración

7.1.8. Barreras activas

7.1.9. Lavado de suelos ex situ

7.1.10. Extracción con disolventes

7.2. Procesos Biológicos

7.2.1. Bioventilación

7.2.2. Inyección de aire comprimido (biosparging)

7.2.3. Lavado de suelos in situ

7.2.4. Biopilas

7.3. Procesos Térmicos

7.3.1. Desorción térmica

7.3.2. Incineración

7.4. Procesos Mixtos

7.4.1. Extracción multifase

7.4.2. Fitorecuperación

7.4.3. Atenuación natural

TECNOLOGÍASDE SANEAMIENTO

En caso de que la superficie del emplazamiento sea permeable, se puede sellar temporal-mente ésta con una lámina sintética para limitar la infiltración de aire atmosférico en elsuelo, reducir emisiones incontroladas de vapores a la atmósfera y aumentar el radio deinfluencia de los pozos de extracción.

Campo de aplicación

Esta técnica es aplicable a suelos contaminados con sustancias volátiles y semivolátilescon una presión de vapor de al menos 100 N/m2 y una constante de Henry superior a0,01. A estas condiciones responden algunos hidrocarburos derivados del petróleo (losde cadena inferior a 14 carbonos), algunos disolventes no clorados, hidrocarburos aro-máticos policíclicos ligeros (de 2 anillos) y los compuestos organoclorados volátiles.

No es una técnica recomendable para el tratamiento de las fracciones pesadas de loshidrocarburos derivados del petróleo (> C25), metales, PCBs o dioxinas. El espectro decontaminantes tratables se aumenta (sobre todo para semivolátiles) mediante la extrac-ción de aire estimulada térmicamente mediante diversos métodos, tales como la utiliza-ción de resistencias eléctricas, radiofrecuencias, campos magnéticos o inyección de airecaliente.

El uso de resistencias eléctricas para calentar el suelo se utiliza en suelos de baja permeabili-dad tales como arcillas y sedimentos de granulometría fina, ya que son medios bastante con-ductivos. Los electrodos se sitúan directamente en las capas poco permeables y mediante elcalentamiento se seca el suelo, el cual acaba por fracturarse, aumentando la permeabilidaddel mismo.

El método más común para el calentamiento es la inyección de aire caliente, el cual nonecesita instalaciones extras además de las necesarias para la extracción del aire delsuelo.

La presencia de fase libre sobre la superficie freática dificulta su aplicación, por lo quees aconsejable eliminar ésta antes de iniciar la extracción de aire del suelo mediante lastécnicas existentes a tal efecto.

Por otra parte, altas concentraciones de contaminantes orgánicos (orientativamente,superior a 10.000 mg/kg) tienen un efecto negativo, incrementando el tiempo de trata-miento y reduciendo el rendimiento de la técnica.

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TECNOLOGÍAS DE SANEAMIENTOCOMUNIDAD DE MADRID

Procesos Físico - QuímicosExtracción del Se aspira a través de pozos creando un gradiente In situaire del suelo de presión/concentración para la extracción de volátiles en fase gaseosa.Inyección de Inyección de aire a elevado caudal en la zona saturada favoreciendo In situaire comprimido la separación de los contaminantes presentes en la fase líquida

mediante evaporación o volatilización.Pozos de Se induce una recirculación in situ del agua subterránea, a la vez que se In siturecirculación lleva a cabo un proceso de stripping para la volatilización

de contaminantes.Extracción Mediante la instalación de técnicas de extracción de agua subterránea In situde agua para (pozos, drenes, zanjas) se trata la misma en superficie.tratamientoExtracción Diferentes técnicas de extracción de hidrocarburos en fase libre In situde fase libre (pozos, drenes, zanjas).Eliminación Extracción mediante pozos, de contaminantes en fase libre más densos In situde la fase no que el agua.acuosa pesadaElectromigración Se aplica una corriente eléctrica de baja intensidad en el suelo In situ

para desorber y movilizar metales y compuestos orgánicospolares hacia los electrodos.

Barreras activas Se instalan pantallas in situ perpendicularmente al flujo de la pluma In situde contaminación, las cuales permiten el paso de agua subterráneaa la vez que eliminan o degradan los contaminantes.

Lavado de Los contaminantes adheridos a las partículas finas del suelo se separan Ex situsuelos ex situ en un medio acuoso. El agua de lavado puede llevar agentes quelantes,

ajuste de pH y surfactantes para facilitar la eliminación de compuestosorgánicos y metales pesados.

Extracción Se utiliza un disolvente orgánico como agente extractor, que se mezcla Ex situcon disolventes con el suelo. Una vez finalizada la extracción, la mezcla se separa

y el disolvente con los contaminantes se trata.

Procesos BiológicosBioventilación Extracción y/o inyección de aire en la zona no saturada para potenciar In situ

la biodegradación.Inyección de Inyección de aire a bajo caudal en la zona saturada estimulando In situaire comprimido la actividad de los microorganismos.(Biosparging)Lavado de Estimulación de la actividad de microorganismos haciendo circular In situsuelos in situ soluciones acuosas con nutrientes/oxígeno para la degradación

de contaminantes.Barreras activas Únicamente difieren de las físico-químicas en que el relleno In situbiológicas de la pantalla potencia la biodegradación de los contaminantes.Biopilas Tecnología en la que se sitúa el suelo en camas, desarrollada In situ

normalmente en naves cerradas, con aireación del suelo mediantesoplantes o aspiradores para estimular la biodegradación.

Procesos TérmicosDesorción El suelo se calienta a baja-media temperatura para volatilizar Ex situtérmica los contaminantes orgánicos que se incorporan a una corriente

de gas a tratar antes de su emisión a la atmósfera.Incineración El suelo se somete a altas temperaturas para oxidar y volatilizar Ex situ

los contaminantes orgánicos.

Procesos MixtosExtracción Tecnología de extracción mediante pozos, de contaminantes en fase In situmultifase líquida y en fase vapor.Fitorrecuperación Se utilizan plantas para eliminar, transferir, estabilizar y destruir In situ/Ex situ

contaminantes, tanto orgánicos como inorgánicos.Atenuación Se confía a los procesos naturales presentes en el suelo (dilución, In situnatural dispersión, volatilización, biodegradación, degradación química)

la función de reducir las concentraciones de contaminantes.

Tecnologías Descripción Aplicación

Tabla 7.1 Tecnologías de Saneamiento

cuyo valor depende de muchos factores (composición y permeabilidad del suelo, contami-nantes a tratar, plazo de descontaminación, etc.).

Para garantizar la viabilidad de la aplicación de esta técnica, se deben realizar siempreestudios piloto que permitan establecer los parámetros esenciales de diseño (caudales deinyección/extracción y radio de influencia de los pozos).

Campo de aplicación

Esta técnica es aplicable a suelos y aguas subterráneas contaminadas con sustancias volá-tiles y semivolátiles con una presión de vapor de al menos 100 N/m2 y una constante deHenry superior a 0,01. A estas condiciones responden algunos hidrocarburos derivadosdel petróleo (los de cadena inferior a 12 carbonos), algunos disolventes no clorados, hidro-carburos aromáticos policíclicos ligeros (de 2 anillos) y los compuestos organocloradosvolátiles. No es una técnica recomendable para el tratamiento de las fracciones pesadasde los hidrocarburos derivados del petróleo (> C25), metales, PCBs o dioxinas.

La presencia de fase libre dificulta su aplicación, por lo que es aconsejable eliminar éstaantes de iniciar la extracción de aire del suelo. Por otra parte, altas concentraciones de con-taminantes orgánicos (orientativamente, superior a 10.000 mg/kg) tienen un efecto negati-vo, incrementando el tiempo de tratamiento y reduciendo el rendimiento de la técnica.

Cuando la contaminación se localiza en un acuífero confinado, la técnica no es aplicable,al impedir el movimiento de los contaminantes hacia la zona no saturada. La proximidadde sótanos y alcantarillas así como otras edificaciones próximas o en el emplazamiento,genera riesgos potenciales al favorecer la acumulación de contaminantes, incrementandoasí el riesgo de explosión, en estas situaciones es necesario aplicar siempre un sistema deextracción de vapores del suelo.

A fin de facilitar el movimiento del aire inyectado, el suelo debe tener suficiente permea-bilidad (orientativamente, una conductividad hidráulica mínima de 0,1 m/día). En caso detratar un suelo heterogéneo, es recomendable realizar estudios piloto previos, ya que laexistencia de zonas o estratos contaminados de baja permeabilidad puede derivar en quela técnica no sea efectiva, dejando zonas sin sanear. En todo caso, la permeabilidad delsuelo puede incrementarse mediante la técnica de fracturación.

En condiciones óptimas, se pueden alcanzar rendimientos de recuperación superiores al85%. Para alcanzar estos rendimientos es preciso un plazo que, en condiciones medias,puede situarse entre 2 y 4 años.

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TECNOLOGÍAS DE SANEAMIENTO

A fin de facilitar el movimiento del aire inyectado, el suelo debe tener una permeabili-dad suficiente (orientativamente, una conductividad hidráulica mínima de 0,1 m/día). Encaso de tratar un suelo heterogéneo, es recomendable realizar estudios piloto previos,ya que la existencia de zonas o estratos contaminados de baja permeabilidad puedeprovocar flujos preferentes de aire a través de las zonas más permeables, disminuyendoconsiderablemente la eficacia del tratamiento en las menos permeables. En todo caso,la permeabilidad del suelo puede incrementarse mediante la técnica de fracturación.

En condiciones óptimas (suelos con una permeabilidad mayor de 3 m/día y con una con-centración de contaminantes orgánicos volátiles inferior a 3.000 mg/kg), se pueden alcan-zar rendimientos de recuperación superiores al 95%. Para alcanzar estos rendimientos espreciso un plazo que, en condiciones medias, puede situarse entre 3 y 9 meses.

Además de la tipología y distribución espacial de la contaminación (en extensión y pro-fundidad) es necesario conocer los siguientes parámetros del suelo: estructura litológica,permeabilidad, granulometría, porosidad efectiva, humedad, pH, temperatura.

Para garantizar la viabilidad de la aplicación de esta técnica, se deben realizar siem-pre estudios piloto que permitan establecer los parámetros esenciales de diseño (cauda-les de inyección/extracción y radio de influencia de los pozos).

Costes

El rango típico de coste de aplicación de esta técnica varía de 10 a 15 € por m3, excluyen-do el tratamiento del aire extraído.

Aspectos ambientales

El consumo energético de una unidad de extracción de aire intersticial se sitúa en torno a 0,01kWh por m3/hora de caudal nominal de aire. Los gases extraídos del suelo pueden encontrarseen proporciones explosivas, por lo que es aconsejable disponer de equipos de medición y con-trol del riesgo de explosión. Pueden producirse molestias por ruidos y olores.

7.1.2. Inyección de aire comprimido

Fundamentos

La inyección de aire comprimido es una técnica de recuperación in situ aplicable, en prin-cipio, a la zona saturada del suelo y a las aguas subterráneas, aunque algunos contami-nantes adsorbidos en la zona no saturada pueden ser a su vez tratados mediante esta téc-nica. Para su aplicación se instalan pozos de inyección de aire en la zona saturada, dis-puestos horizontal o verticalmente. La base de aplicacición de esta técnica consiste enuna separación de los contaminantes presentes en la fase líquida, mediante su evapora-ción o volatilización (fase vapor). Mediante la inyección forzada de aire se produce undesplazamiento de los contaminantes presentes en la fase líquida hacia la zona no satu-rada (en fase vapor). Por este motivo esta técnica se suele combinar con sistemas deextracción de aire.

Esta tecnología opera con elevados caudales de aire, ya que persigue la rápida volatili-zación de los COVs disueltos en el agua subterránea y la extracción del aire contaminadoque pasa a la zona no saturada. El aire extraído es necesariamente depurado en superfi-cie mediante la técnica más apropiada para cada tipo de contaminante.

Al igual que en la extracción de aire, el radio de influencia (máxima distancia a la que,desde un pozo de extracción/inyección, se puede inducir un caudal de aire suficiente paramantener tasa de degradación aceptables en el suelo) es un parámetro clave de diseño

50

COMUNIDAD DE MADRID

lación. El hecho de que el ciclo se repita, permite reducir los niveles de contaminaciónhasta los objetivos deseados.

Con esta técnica los contaminantes disueltos en las aguas subterráneas son transferidos ala fase vapor. El aire contaminado se extrae (mediante bombas de vacío) del espacio exter-no del pozo, entre los dos revestimientos y se trata en superficie (generalmente con filtrosde carbón activo) o se vuelve a infiltrar en la zona no saturada, para degradar los conta-minantes a través de los procesos biológicos del suelo.

Se han realizado numerosas modificaciones del proceso básico de recirculación; inyecciónde nutrientes para favorecer la biodegradación, modificación del área de influencia delpozo añadiendo determinados productos químicos que favorecen la estabilización in situ demetales originalmente disueltos en el agua subterránea, etc. Algunas de las modificacionesmás comunes son procesos patentados, entre los que se encuentran:

NoVOCsTM: este método es muy similar al general descrito anteriormente. Como varia-ción, el sistema incluye una placa de deflexión que favorece la desviación de las bur-bujas de aire, mezclándose unas con otras, dando lugar a burbujas de mayor tamaño,lo que facilita la extracción de aire. El agua sale del pozo por la parte superior del filtroy el aire contaminado es extraído por vacío para tratarlo en superficie. Por otro lado,este sistema permite además, la eliminación de metales a través de una fijación in situ.El sistema está patentado por la Universidad de Stanford y comprado en 1994 porEG&G Environmental.

Unterdruck-Verdamfer-Brunnen (UVB): El sistema UVB está patentado en Alemania por IEGTechnologies Corporation. El UVB favorece la elevación del agua en el interior de la celdamediante una bomba de aire sumergible que permite mantener un caudal constante y garan-tiza el paso del agua de una zona de filtrado a otra. Además incorpora un reactor de sepa-ración por vapor que facilita el paso de contaminantes volátiles en fase líquida a fase vapor.

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TECNOLOGÍAS DE SANEAMIENTO

Aparte de la tipología y distribución espacial de la contaminación (en extensión y profun-didad) es necesario conocer los siguientes parámetros del suelo: estructura litológica, per-meabilidad, espesor de la columna de agua, pH.

Costes

El coste de instalación de un sistema de inyección de aire comprimido es muy variable ypuede estar comprendido entre 5.000 y 10.000 €. Excluyendo los costes de tratamientodel efluente gaseoso contaminado extraído, el coste de aplicación de esta tecnología derecuperación, se encuentra comprendido entre 12 y 25 € por m3.

La realización de estudios piloto de recuperación de suelos y aguas subterráneas median-te la inyección de aire comprimido suele estar comprendido entre 12.500 y 20.000 €.

Aspectos ambientales

La inyección de aire a presión es una técnica que precisa un elevado consumo energético(0,1 - 0,2 kWh por m3N/h), siendo éste el principal factor ambiental a tener en cuenta, asícomo el hecho de que hay que tratar los efluentes gaseosos tras su extracción, lo que puedeproducir molestias por ruidos y olores.

7.1.3. Pozos de recirculación

Fundamentos

Los pozos de recirculación constituyen una tecnología centrada en la recuperación in situde agua subterránea contaminada, principalmente con compuestos orgánicos volátiles(COVs).

Esta tecnología sigue los mismos principios de acción que la inyección de aire comprimi-do, mediante la cual los contaminantes disueltos en el agua subterránea se separan de lafase líquida mediante evaporación o volatilización, pasando a fase vapor. Sin embargo,la implantación y desarrollo de ambas presentan claras diferencias. Mientras que la inyec-ción de aire comprimido se lleva a cabo directamente en la zona saturada del suelo deforma que los contaminantes, una vez en fase vapor pasan a la zona no saturada dondeson recogidos, en los pozos de recirculación el aire se inyecta en el interior de un pozo yel proceso tiene lugar en su práctica totalidad en la zona saturada.

La aplicación de la técnica se basa en la creación de una celda de circulación de aguas sub-terráneas alrededor de un pozo. Para poder crear estas celdas de circulación, la configura-ción de los pozos es un aspecto fundamental. El pozo incluye un doble revestimiento y dosintervalos (tramos de filtros) separados hidráulicamente, ambos dentro de la zona saturada.El intervalo superior se sitúa al mismo nivel que el nivel freático o ligeramente por encima deél y, el intervalo inferior se sitúa próximo al límite inferior del acuífero contaminado.

Mediante la inyección de aire en el espacio interno del pozo, se favorece la recirculación delagua. El agua subterránea entra por el tramo inferior del filtro, ascendiendo por el pozo ysaliendo por el tramo superior. La ascensión del agua se produce como consecuencia de lainyección forzada de aire incrementando la superficie de contacto agua/aire y disminuyen-do la densidad del agua (cuando el agua contiene burbujas de aire tiene menor densidadque cuando carece de ellas), proceso similar a la separación por vapor. Este proceso favo-rece la volatilización de los compuestos orgánicos.

Una vez que el agua asciende y alcanza el filtro superior de pozo, sale al exterior,volviendo al acuífero y cayendo en éste por gravedad, de forma que cuando alcanzala parte inferior del pozo, entra de nuevo en el mismo creando una celda de recircu-

52

COMUNIDAD DE MADRID

Aspectos ambientales

La principal componente negativa de la aplicación de los pozos de recirculación es el ele-vado consumo energético que conlleva, el cual varía según el tipo de instalación.

7.1.4. Extracción de agua para tratamiento

Fundamentos

La extracción de agua para tratamiento es una tecnología de aplicación in situ que puedeafectar tanto a la zona no saturada del suelo como a la saturada. Presenta diferentes for-mas de implantación según los objetivos de recuperación y la zona del suelo que se veaafectada, pudiendo combinar varias técnicas.

La forma de aplicación más sencilla de esta tecnología coincide con la denominada común-mente como “Pump & Treat”, es decir, la extracción del agua subterránea contaminada parallevar a cabo un tratamiento posterior de la misma en superficie. Mediante esta tecnologíaes posible tratar únicamente la zona saturada del suelo, utilizando para ello diferentes méto-dos de extracción de agua (pozos, drenes o zanjas).

Esta tecnología es también aplicable en caso de que la zona no saturada del suelo se veaafectada por la contaminación. En estas condiciones, la extracción de agua del suelodebe ir precedida de la infiltración de agua en la zona no saturada, de forma que a medi-da que percola hacia la zona saturada tenga lugar un lavado de la zona no saturadacontaminada. Cuando el agua con los contaminantes llega a la zona saturada, ésta seextrae y se trata adecuadamente en superficie. También es útil la infiltración de aguacomo complemento del “Pump & Treat” en caso de que la inyección de agua con disol-ventes u otros compuestos químicos pueda favorecer la desorción de contaminantes delsuelo y aumentar el rendimiento de la extracción de agua. Los principales tipos de aditi-vos son:

• Tensoactivos: se utilizan fundamentalmente para eliminar compuestos orgánicos de bajasolubilidad.

• Ácidos y bases: los ácidos se utilizan para desorben metales, compuestos orgánicosbásicos y algunas sales. Las soluciones básicas pueden tratar fenoles y metales que estánligados a las partículas orgánicas de suelo.

• Agentes reductores y oxidantes: los procesos redox son fundamentales en el conjuntode reacciones que tienen lugar en el agua subterránea. A través de estudios químicosen detalle se pueden dilucidar las reacciones que podrían tener lugar en el agua sub-terránea para eliminar los contaminantes existentes.

Dentro de los métodos de infiltración de agua podemos distinguir dos grupos, los que fun-cionan por gravedad y los que funcionan a presión. Dentro de los métodos de gravedadse distinguen:

• Aplicación en zanjas.

• Galerías de infiltración.

• Irrigación de la superficie del terreno o campos de percolación.

La infiltración a presión se puede llevar a cabo mediante los mecanismos siguientes:

• Pozos de inyección verticales.

• Pozos horizontales o en ángulo.

55

TECNOLOGÍAS DE SANEAMIENTO

Density Driven Convection (DDC): este método potencia la biorecuperación, de forma queel aire extraído se infiltra de nuevo en la zona no saturada del suelo. El proceso se favo-rece, adicionando en la infiltración además de oxígeno, nutrientes. Está desarrollado ypatentado por Wasatch Environmental, Inc.

Campo de aplicación

Esta tecnología se suele aplicar para eliminar compuestos orgánicos volátiles halogenados,tales como tricloroetileno (TCE) y productos derivados del petróleo, como benceno, tolue-no, etilbenceno y xileno (BTEX). Realizando algunas modificaciones al sistema, se puedeaplicar también para eliminar compuestos orgánicos volátiles no halogenados, semivoláti-les, pesticidas y compuestos inorgánicos.

Si bien el tipo de sustrato no supone una limitación como en la infiltración de aire compri-mido, puede afectar al rendimiento del tratamiento, ya que esta tecnología se aplica deforma óptima en sustratos arenosos, obteniendo menores rendimientos en arcillas o turbas.Se debe tener en cuenta que la descarga de agua subterránea en la zona no saturadapuede producir la movilización de contaminantes a la zona saturada.

Para que esta tecnología funcione correctamente, la corriente de entrada del aire debe sersuperior a la de dispersión horizontal del agua en el acuífero, de forma que se pueda crearla celda de recirculación. Además, se debe contar con el espesor de acuífero necesariopara la recirculación, ya que si el espacio disponible en el subsuelo es muy reducido, estatécnica no se puede llevar a cabo. Durante la separación por vapor pueden producirseprecipitados químicos que pueden obstruir las paredes del pozo limitando la circulacióndel agua subterránea.

La extensión de la zona de recirculación de agua subterránea se denomina radio deinfluencia, cuyas dimensiones y forma dependen de las características del acuífero. Elradio de influencia de los pozos de recirculación se estima de forma general como 2,5veces la distancia que separa los dos intervalos de filtrado.

Esta técnica presenta como ventaja adicional a la técnica de separación por vapor(depuración ex situ) que los costes de aplicación son menores ya que generalmente esmás rentable depurar el aire extraído que efectuar un tratamiento in situ del agua subte-rránea.

Los métodos de recirculación presentan rendimientos del 70-90% para hidrocarburos tota-les derivados del petróleo y TCE, dependiendo del tipo de suelo.

En el caso del UVB, se ha demostrado que las concentraciones del agua subterránea pue-den ser reducidas (operando bajo condiciones óptimas) hasta niveles inferiores al 1% delas concentraciones iniciales.

Costes

Los costes estimados para un tratamiento mediante el sistema UVB son:

Costes de instalación: 50.000 –75.000 € por pozo.

Costes de explotación: 25.000 – 37.500 € por año.

En el caso de instalaciones DDC, los costes se estiman en:

Costes de instalación: 175.000 €

Costes de explotación: 70.000 €

54

COMUNIDAD DE MADRID

Cuando el agua está muy contaminada son preferibles las de PEAD o PP; para los dre-nes dirigidos se utiliza fundamentalmente PEAD. Además pueden incorporar revesti-mientos de fibra natural o sintética, principalmente de polipropileno. La clase de reves-timiento y el material de la tubería deben elegirse en función de la textura del suelo, ladurabilidad y resistencia química a los contaminantes presentes y la posibilidad de for-mación de precipitados.

• Zanjas de drenaje: Las zanjas de drenaje se utilizan para extraer agua subterráneahaciendo aflorar ésta mediante una excavación en el terreno hasta una cota inferior ala del nivel freático y retirándola posteriormente por gravedad o bombeo.

Por sus características, las zanjas de drenaje requieren que el nivel freático no se encuen-tre muy profundo y que el terreno excavado sea geotécnicamente estable. Aunquedepende de las características hidrogeológicas del emplazamiento, no se suelen extraergrandes caudales de agua (del orden de 1-2 m3/h) con esta técnica. Tampoco es fre-cuente realizar zanjas de drenaje de gran tamaño.

Campo de aplicación

La extracción de agua para tratamiento engloba una serie de técnicas, que como quedóreflejado previamente pueden aplicarse para la recuperación de la zona saturada o de lano saturada, utilizando técnicas de extracción de agua o combinándolas con técnicas deinfiltración.

La infiltración de agua puede presentar algunos problemas en su aplicación, tales como:

• Si el agua subterránea tiene un alto contenido en hierro (superior a unos 15 ppm), éstepuede precipitar al formarse una sal insoluble en presencia del agente oxidante.

• El medio físico de infiltración (rejillas de los pozos) puede obstruirse bien por el lavadode las partículas finas del suelo (elevadas concentraciones de sustancias coloidales),bien por el incremento de la biomasa inducido por el tratamiento.

El incremento en la movilidad de los contaminantes como consecuencia de la introducciónde agua en el medio puede impedir la aplicación de esta técnica o condicionarla a laadopción de estrictas medidas de captación y tratamiento del agua infiltrada.

Los pozos de extracción presentan como principales ventajas las siguientes: proporcionanun alto caudal en suelos permeables, permiten la extracción de agua a gran profundidad ydurante largos periodos de tiempo y permiten evitar los obstáculos subterráneos (tuberías einstalaciones enterradas). No obstante, cuando se utilizan bombas de vacío para la extrac-ción del agua, se debe tener en cuenta la limitación de altura máxima de aspiración de lasmismas (unos 8 m para las bombas de succión y unos 5 m para las bombas centrífugas).

La extracción del agua subterránea puede provocar asientos de algunos tipos de suelos(arcillas, limos, etc.). Si éstos fueran significativos y pudieran suponer riesgos, se debe con-siderar la reinfiltración de agua en el suelo para aminorar dicho efecto.

Los pozos permiten extraer caudales elevados de agua subterránea. Cuando el nivel freá-tico está profundo o cuando sufre muchas oscilaciones, los pozos dotados de bombassumergibles constituyen una solución interesante. El plazo de recuperación está condicio-nado por la transmisividad del suelo, así como por el grado de adsorción de los contami-nantes a las partículas del mismo.

Los drenes para la extracción de agua subterránea se suelen utilizar en emplazamientos consuelos de baja permeabilidad (arcillas, limos) y, preferentemente, con ausencia de obstáculosen el subsuelo (tuberías, instalaciones enterradas, etc.). Presentan varias ventajas respecto alos pozos convencionales: mayor área de contacto con el medio contaminado (con lo que se

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TECNOLOGÍAS DE SANEAMIENTO

Existen diversas técnicas que permiten la extracción del agua subterránea, dependiendodel tipo de terreno, la contaminación presente en él, los objetivos de recuperación que sequieran alcanzar, etc. Entre las diferentes técnicas de extracción cabe destacar:

• Pozos: Para construir un pozo se realiza un sondeo, en el que se instala una tubería conun tramo ciego y otro ranurado (denominado filtro). El tramo ranurado se protege conun material textil para impedir la entrada de finos. El espacio anular entre la tubería yla pared del sondeo se rellena con un empaque de gravilla. En las zonas que atravie-san capas de materiales poco permeables se coloca un sello de bentonita para impedircontaminaciones cruzadas. El pozo se remata con un cabezal adecuado al sistema debombeo que se instale. En ocasiones se instala un piezómetro próximo al pozo paramedir la profundidad del nivel freático durante la extracción de agua.

El diámetro de los pozos está condicionado por el tamaño de la bomba a instalar. Enpozos de extracción son frecuentes diámetros de 100 a 600 mm. La profundidad de lospozos depende, por una parte, de las oscilaciones que el nivel freático pueda presentary, por otra, de la longitud del filtro. En general, cuanto más largo y profundo es éste,mayor es el caudal de extracción. La tubería interior suele ser de PVC o PEAD. Dentrodel pozo se coloca un sistema de bombeo diseñado para poder elevar a superficie elcaudal de agua que se pretende. Los sistemas más habituales están basados en bombassumergidas o bombas de vacío.

Estos sistemas requieren la instalación de una batería de pozos, semejante a la que apa-rece en la figura del sellado profundo (epígrafe 9.3). Los sistemas de bombeo que se ins-talan dentro de los pozos se adaptan a cada caso particular según la profundidad delnivel freático, los caudales de extracción, la permeabilidad del acuífero, etc.

• Drenes: Los drenes se instalan mediante métodos de perforación que permiten colocaruna tubería en posición horizontal o ligeramente inclinada. La instalación de los drenescomienza verticalmente o con un cierto ángulo, continuando posteriormente de formacasi horizontal cuando se alcanza la profundidad de drenaje deseada. Existen princi-palmente dos métodos para la instalación de los drenes:

- Drenes en zanja: este método requiere un avance inicial en forma de zanja hasta quese alcanza la profundidad adecuada. A partir de esta zanja se inicia la excavaciónhorizontal. En este tipo de drenes se puede instalar una tubería ranurada o rellenar lasección excavada con materiales porosos (arenas o gravas). Se pueden instalar variosdrenes en paralelo, constituyendo un frente de alta conductividad hidráulica que per-mite captar el agua subterránea de forma rápida y eficaz. Este método no permite lainstalación de drenes a grandes profundidades (más allá de unos 10 m).

- Drenes dirigidos: la instalación se inicia perforando con un cierto ángulo y, al alcanzarla profundidad de drenaje deseada, se cambia la dirección pasando a perforar hori-zontalmente. El proceso de perforación debe controlarse cuidadosamente desde lasuperficie para no afectar a instalaciones subterráneas (tuberías, líneas eléctricas, etc.).En el interior de la perforación se coloca una tubería ranurada que ejerce la funcióndrenante. Con este sistema se pueden alcanzar profundidades de hasta 15 m, aunquese han ejecutado drenes a 60 m. La tubería puede terminar con un extremo ciego opuede volver a salir a la superficie, de forma que presente una doble entrada.

En ambos métodos puede ser preciso realizar la excavación/perforación con lodos bento-níticos y/o rebajar temporalmente el nivel freático, con el fin de garantizar la estabilidad.Cuando la topografía del terreno no permite el desagüe de los drenes por gravedad, espreciso instalar un sistema de bombeo para extraer el agua captada por los mismos.

Las tuberías empleadas en los drenes suelen ser de entre 50 y 200 mm de diámetro yestán fabricadas en PVC, polietileno de alta densidad (PEAD) o polipropileno (PP).

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COMUNIDAD DE MADRID

En caso de tener que evacuar el agua por bombeo, el consumo energético asociado esde unos 0,5-1 kWh/m3 de agua, para caudales inferiores a 10 m3/h. En este caso, loscostes de operación y mantenimiento de un sistema de zanjas drenantes pueden oscilarentre 25 y 50 €/día.

Aspectos ambientales

La extracción en profundidad del agua puede provocar disminuciones del nivel freáticoque afecten a grandes extensiones del acuífero. En algunos emplazamientos, la pérdidade humedad del suelo puede afectar a ecosistemas valiosos, efecto que se puede mitigarmediante la reinfiltración de parte del agua extraída.

7.1.5. Extracción de fase libre

Fundamentos

La presencia de hidrocarburos derivados del petróleo en concentración suficiente comopara presentarse en forma de fase libre por encima del nivel freático es un problema muycomún en los casos de recuperación de suelos contaminados.

Uno de los métodos más aplicados para la extracción de fase libre del suelo, es la extrac-ción mediante pozos verticales. La instalación y diseño de estos pozos es muy similar alos pozos de extracción de agua subterránea, aunque es recomendable utilizar materia-les de construcción compatibles con la fase libre. A diferencia de los sistemas de capta-ción mediante zanjas, este método es de aplicación para profundidades del nivel freáti-co muy elevadas (hasta 80 m).

La instalación de los pozos depende del diseño del sistema y consiste en la instalaciónde una tubería con un tramo ciego y otro ranurado (filtro), por el que se extrae la faselibre. Los filtros se colocan generalmente en la interfase agua/fase libre y su longituddebe diseñarse teniendo en cuenta los posibles cambios de posición de esta interfasedebido al bombeo y a otros factores ambientales como la oscilación estacional. El diá-metro de los pozos depende del sistema de bombeo que se utilice, presentando común-mente, diámetros entre 60 y 100 mm.

Los pozos de extracción de agua se diseñan tradicionalmente con rellenos de gravas. Sinembargo, para la extracción de fase libre se recomienda rellenos con materiales hidrófo-bos y con tamaños granulométricos inferiores a los utilizados en los pozos de agua, ya queincrementa el rendimiento significativamente. Los distintos tipos de materiales que facilitanla extracción de fase libre son todavía objeto de estudio, y por el momento los resultadosobtenidos apuntan a que cuanto menor sea el contenido en cuarzo y más heterogénea seala granulometría, mayor es el rendimiento obtenido.

Los pozos se pueden diseñar para extraer fase libre únicamente, fase libre y agua o unamezcla de ambos, distinguiendo principalmente tres métodos:

Extracción de la fase libre: los equipos que extraen únicamente fase libre operan utili-zando distintos mecanismos, siendo el más utilizado la extracción mediante bombas deskimmer. Estas bombas se sitúan en la interfase agua-fase libre y permiten la entrada selec-tiva de producto a través de una membrana que existe en el interior del skimmer, facilitan-do el paso selectivo de sustancias orgánicas. Existen dos tipos de skimmers:

• Skimmer de separación selectiva de producto, de aplicación para hidrocarburos ligerosde baja viscosidad. Funcionan con espesores de fase libre mínimos y requieren un man-tenimiento periódico debido al posible desarrollo de microorganismos.

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TECNOLOGÍAS DE SANEAMIENTO

requiere instalar sólo los pozos de evacuación del agua drenada), minimización de las áreasno drenadas que suelen aparecer con los pozos convencionales y fácil adaptación a muchastecnologías in situ (bioventilación, extracción de aire del suelo, etc.).

La duración del proceso de extracción depende, entre otros factores, del grado de adsor-ción de los contaminantes a las partículas de suelo. En este tipo de aplicación, los drenesconstituyen un sistema más rígido y de más difícil control que los pozos convencionales, alpoder mezclarse aguas de distinta procedencia y grado de contaminación.

La utilización de zanjas de drenaje es una solución sencilla de extracción del agua sub-terránea cuando las condiciones del emplazamiento lo permiten. Debe tenerse en cuentala profundidad del nivel freático original y la profundidad a la que se desea rebajarlopara evaluar si la permeabilidad y cohesión del terreno permiten garantizar la estabili-dad de la excavación. Esta técnica se aplica con mayor efectividad en terrenos poco per-meables (tipo arcillas, limos y turbas).

En cualquier caso, cuando se pretenda extraer el agua subterránea, suele ser necesaria laextracción previa de producto en fase libre (en caso de estar presente), ya sea más o menosdenso que el agua. Por otro lado, según el tipo de terreno, puede ser necesaria la aplica-ción de la fracturación.

El agua extraída debe ser depurada en todo los casos, eligiendo la(s) técnica(s) más apro-piadas al efecto.

Costes

Los costes de implantación de esta tecnología varía en función de los elementos que seannecesarios en cada caso concreto, si sólo se lleva a cabo una extracción de agua, o si serequiere infiltración.

Los costes estimados para la instalación de pozos de extracción oscilan entre 150 y 250€/m. Los costes de operación y mantenimiento se pueden cifrar en 40-125 €/semana.

Los consumos energéticos orientativos de los sistemas de bombeo con bomba sumergibleson los siguientes:

Bomba sumergible: 0,1-0,5 kWh/m3 para Q < 20 m3/h y H < 100 m.

Bomba sumergible: 0,5-1,0 kWh/m3 para Q > 20 m3/h y H > 100 m.

Los costes estimados para los principales elementos involucrados en la instalación de dre-nes son los siguientes:

Instalación de tuberías: 25€/m (excluyendo costes de movilización de maquinaria)

Excavación de zanjas poco profundas (< 5 m de profundidad): 50 €/m.

Excavación de zanjas profundas (> 5 m de profundidad): 65 €/m.

Perforación para instalación de tuberías: 75-125 €/m.

En cuanto a los costes de operación y mantenimiento, se pueden estimar a partir de los con-sumos energéticos de los sistemas de bombeo con bomba sumergible, de acuerdo con lassiguientes valoraciones:

Bomba sumergible: 0,5-1,0 kWh/m3 para Q < 15 m3/h y H < 50 m.

El coste de excavación de las zanjas de drenaje se puede estimar en 3-4 €/m3 para sue-los de consistencia blanda a media. En suelos de consistencia dura (excluidas rocas), elcoste de excavación puede ser dos o tres veces superior al mencionado.

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COMUNIDAD DE MADRID

De esta forma, y principalmente para el método de extracción de fluidos totales, es reco-mendable tratar primeramente el producto extraído con un separador de aceites para eli-minar el agua subterránea que puede acompañar a la fase libre. Una vez separadas, elagua debe ser tratada en caso de ser necesario, y la fase libre se gestiona o reutiliza.

Otra técnica de captación de la fase libre es la técnica de excavación de zanjas. Ésta serealiza de forma mecánica, en general con palas excavadoras para excavaciones a granescala y poca profundidad, o excavadoras hidráulicas para excavaciones más profundasy precisas. El material excavado debe ser gestionado de manera adecuada.

En el proceso de excavación es necesario rebajar el nivel freático para poder extraer ybombear la fase libre. La zanja se excava generalmente aguas abajo de la contaminacióny de forma perpendicular al flujo de la pluma. Debe ser de longitud igual a la anchura dela fase libre móvil y de una profundidad ligeramente inferior a la altura estacional mínimaesperada del nivel freático. En general, el ancho de la zanja no influye en su rendimiento,de forma que se suele considerar la anchura mínima necesaria para minimizar costes. Unavez realizada la zanja, la fase libre y el agua subterránea fluyen hacia ella. Posteriormente,en la zanja se lleva a cabo un bombeo, que puede ser selectivo o no, separando fases uti-lizando una bomba dual que recoja agua y fase libre de forma separada, o bombeandoambos a la vez y separándolos en superficie con un separador de grasas y aceites.

Durante la excavación y extracción de la fase libre se debe tener en cuenta la presenciade compuestos orgánicos volátiles, los cuales pueden ser emitidos a la atmósfera duranteel proceso o producir olores. Si los riesgos de volatilización son elevados, puede ser nece-sario extraer, previamente a la excavación, la parte volátil de la fase libre mediante laextracción del aire del suelo.

Una mejora de la tecnología puede conseguirse mediante la extracción de agua subterrá-nea, de forma que al rebajar el nivel freático, se incremente el gradiente hidráulico haciala zanja, lo que aumenta la tasa de extracción. También, debe diseñarse teniendo en cuen-ta la posibilidad de migración de la fase libre a capas inferiores del acuífero, antes sin con-taminar.

Las zanjas de extracción de fase libre pueden transformarse fácilmente en drenes, rellenán-dolas con el material de filtrado apropiado, principalmente gravilla, e instalando sumideroso pozos a lo largo de la misma. Se puede mejorar el rendimiento del sistema instalando tube-rías perforadas que recojan la fase libre y la canalicen más rápidamente a los sumiderospara su posterior extracción.

Campo de aplicación

Este tipo de técnicas se aplica para suelos contaminados con hidrocarburos en fase libre.Dependiendo del sistema de bombeo, puede llegar a operar a profundidades del nivel fre-ático superiores a 80 m, con lo que es aplicable en una gran variedad de emplazamien-tos.

La permeabilidad del suelo puede ser un factor limitante, ya que debe ser suficiente paragarantizar la afluencia de la fase libre a los sistemas de extracción. Otro factor que modulael tiempo de extracción es la viscosidad de los fluidos a extraer, ya que para fluidos muy vis-cosos como alquitrán o aceites de motor, el flujo hacia los pozos de extracción es muy lento.

El conocimiento del suelo, tanto en su disposición geométrica como la caracterización desus principales parámetros, es fundamental para el diseño y la aplicación de las diferentestécnicas de bombeo. Los aspectos a considerar son los siguientes:

• Profundidad del nivel freático.

• Espesor del acuífero y posición del sustrato y bordes impermeables.

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TECNOLOGÍAS DE SANEAMIENTO

• Skimmer de gravedad específica, de aplicación para volúmenes significativos de fase libre,con componentes mayoritariamente pesados, requiriendo espesores mínimos de 3 cm.

Extracción de fluidos totales: la extracción se realiza mediante una única instalación debombeo y se aplica en los casos en que los contaminantes se distribuyen de forma más omenos homogénea en el seno del agua (dispersión o disolución) o cuando existe sobrena-dante con espesores pequeños en suelos de baja permeabilidad. Para este tipo de extrac-ción se utilizan dos tipos de bombas:

• Bombas sumergibles se instalan en el interior del pozo, a la altura del filtro, de formaque extraen de forma más o menos selectiva la fase libre. Existen diversos tamaños,dependiendo de la profundidad a la que se quiera bombear y el caudal de extracción,lo cual a su vez condiciona el diámetro del pozo. Pueden extraer caudales elevados agran profundidad (hasta 80 m).

• Bombas de vacío se instalan en superficie, creando una presión negativa en el pozo, locual provoca un flujo de la fase libre hacia el pozo muy superior al que se genera en laextracción con bombas sumergibles, aumentando el rendimiento de la extracción. Laaltura máxima de aspiración de estas bombas se sitúa en torno a los 5 – 8 m.

Estos sistemas requieren una separación posterior del agua y la fase libre, que puede sercompleja si la mezcla está emulsionada. Esto se puede evitar eligiendo correctamente elsistema de bombeo. En general, las bombas centrífugas emulsionan más la mezcla quelas de diafragma o las neumáticas.

Sistemas de bombeo dual: los sistemas de bombeo dual extraen el agua y la fase libreseparadamente, situando una bomba cerca del extremo inferior del pozo, para la extrac-ción de agua, lo cual crea un cono de depresión que favorece el movimiento de la faselibre hacia el pozo. Otra bomba, situada en la parte superior del filtro extrae la fase libre.Ambas bombas disponen de sensores que controlan que el agua y la fase libre se extrai-gan por sus bombas correspondientes. Este tipo de extracción se puede realizar igualmen-te con bombas sumergibles o de aspiración (vacío). La bomba de extracción de agua debecolocarse por debajo de la interfase agua/fase libre, para minimizar el posterior trata-miento de la misma.

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La extracción de DNAPLs constituye un proceso complejo debido a las propiedades físico-químicas de este tipo de contaminantes, entre las que cabe destacar:

• Viscosidad baja: estos contaminantes pueden migrar rápidamente en el subsuelo, sien-do la movilidad proporcional al ratio densidad/viscosidad.

• Solubilidad absoluta baja: La tasa de disolución es suficientemente baja para permitir lapenetración de los DNAPLs hasta la base del acuífero, pudiendo permanecer en éldurante años.

• Tensión interfacial baja: esta característica favorece la penetración de la contaminación enpequeñas fracturas y poros, pudiendo rellenar la totalidad de la extensión de las fracturas.

• Gravedad específica alta relativa al agua (ratio de la densidad de una sustancia con ladel agua) lo que conlleva una penetración profunda en el acuífero incluso para frentespequeños de DNAPL.

• Degradabilidad baja, ya sea por métodos químicos o biológicos, lo que conlleva tiem-pos de permanencia elevados en el subsuelo.

La eliminación de este tipo de contaminación se apoya en la extracción y su posterior tra-tamiento en superficie. Para poder diseñar correctamente los sistemas de recuperación deDNAPL, es fundamental conocer su localización en el subsuelo, ya que suele ser bastanteirregular. La manera más común de caracterizar este tipo de contaminación es realizar per-foraciones con testigo continuo para identificar la extensión y orientación de la misma.

Una zona contaminada por DNAPL presenta dos componentes, los cuales son básicos a lahora de plantear el método más apropiado de extracción:

• La fuente, donde se localiza la mayor concentración de DNAPL.

• La pluma de contaminación disuelta en el agua subterránea, que suele ocupar grandesvolúmenes dentro del acuífero.

Debido a la escasa degradabilidad y bajas tasas de disolución, la fuente de DNAPL puedegenerar plumas de contaminación durante décadas. Además, hay que tener en cuenta, quea pesar de su baja solubilidad en agua, mínimas concentraciones de DNAPL en disoluciónson perjudiciales para la salud humana.

La eliminación de la contaminación densa en agua puede abordarse mediante la aplica-ción de diferentes técnicas de extracción, diferenciando tres métodos principales:

Extracción de la contaminación densa: este método persigue extraer únicamente conta-minantes más densos que el agua, evitando en la medida de lo posible la extracción deesta última. Se utilizan bombas con skimmers en su parte inferior, además de sumideros enel fondo del pozo donde se acumula la contaminación, lo cual incrementa el rendimientodel bombeo. En caso de que se localicen diferentes zonas contaminadas a varias profun-didades, deben extraerse primero las más superficiales, lo cual evita o minimiza posiblesmovilizaciones incontroladas de contaminación.

Extracción de fluidos totales: este método se basa en la extracción de agua y DNAPLsimultáneamente por una única tubería y con una sola bomba. Esto supone un abarata-miento de costes de instalación, pero disminuye el rendimiento de la extracción, ya que alextraerlos conjuntamente, disminuye la saturación de DNAPL alrededor del pozo. La extrac-ción se puede realizar con dos tipos de bomba:

• Bombas sumergibles: situadas en el interior del pozo, a la profundidad de la contami-nación densa. Necesitan espesores de contaminación superiores a 30 cm, siendo capa-ces de bombear hasta a 70 m de profundidad.

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TECNOLOGÍAS DE SANEAMIENTO

• Naturaleza litológica.

• Parámetros hidráulicos (porosidad, transmisividad, coeficiente de almacenamiento).

• Gradientes hidráulicos.

• Esquema de funcionamiento hidráulico (velocidad de circulación, sentido del flujo, áreasde recarga y descarga, etc.).

Es necesario determinar los radios de influencia y el número de pozos a través de ensayospiloto para poder diseñar correctamente la aplicación a escala real. Aquellos parámetrosque pueden afectar la permeabilidad del suelo deben tenerse en cuenta, tales como lahumedad del suelo y la granulometría del mismo.

La excavación de zanjas para la extracción de la fase libre es una técnica muy útil paraaquellos casos en los que la fracción volátil de la contaminación es reducida. En caso deno ser así, se deben tomar las medidas oportunas para evitar la emisión de volátiles y losriesgos de explosión.

Esta técnica es sólo aplicable en aquellos casos en que la contaminación es superficial,pudiendo excavar hasta la profundidad que la maquinaria lo permita. Esta tecnología seaplica además para aquellos casos en los que por características del emplazamiento, esdifícil extraerla por pozos o tratarla in situ.

Bajo condiciones óptimas, se estima que esta técnica recupera menos del 50% de la faselibre presente en el subsuelo. Gran parte de la contaminación queda adsorbida en lamatriz del suelo, aunque de esta forma la movilidad de la fase libre es mucho menor,aumentando la posibilidad de degradación y volatilización.

Costes

Los costes de un sistema de bombeo in situ oscilan entre 375 y 500 € por semana y filtro,disminuyendo su coste conforme aumenta el número de filtros a instalar. El coste del trata-miento posterior de los hidrocarburos extraídos oscila entre 150 y 250 € por m3.

Los costes de aplicación de la excavación de zanjas dependen de la capacidad de lamaquinaria de excavación que se utilice. Se considera un precio medio alrededor de2 – 2,5Û€ por m3. El principal factor que aumenta los costes de la técnica es el tratamientoposterior de los hidrocarburos extraídos que puede variar entre 150 y 250Û€ por m3.

Aspectos ambientales

La fase libre extraída puede ser recuperada como hidrocarburo, para reutilizarse en refi-nerías o como combustible de bajo poder calorífico, siempre que tenga la calidad sufi-ciente y un grado de humedad bajo.

7.1.6. Eliminación de la fase no acuosa pesada

Fundamentos

Dentro de los distintos tipos de contaminación que afectan a los suelos, se encuentran losDNAPLs (Dense Non Acqueous Phase Liquids), contaminantes más densos que el agua, que tien-den a descender por debajo del nivel freático y acumularse en la superficie de contacto entrelos materiales permeables y los menos permeables subyacentes. Los componentes más comunesdel DNAPL son disolventes clorados (percloroetileno, tricloroetileno, dicloroetileno, cloruro devinilo y tricloroetano), algunos PCBs como el aroclor, PAHs (fenantreno, naftaleno) y fenoles.

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• Electroforesis: desplazamiento de partículas coloidales cargadas eléctricamente en sus-pensión en un líquido.

• Electrólisis: transporte de iones y complejos iónicos a través del campo eléctrico al esta-blecer una diferencia de potencial entre los electrodos.

• Electroósmosis: consiste en la movilización del agua con sustancias ionizadas res-pecto a una superficie cargada eléctricamente. Es un mecanismo de menor impor-tancia, si bien favorece el transporte de contaminantes tantos orgánicos como inor-gánicos.

Para su aplicación se instalan electrodos (verticales u horizontales) en el suelo, que, gra-cias a los mecanismos antes descritos y a la acidificación inducida por la corriente eléctri-ca, provocan la desorción y el desplazamiento de los metales hacia ellos, los cuales seextraen y tratan posteriormente. La extracción de los mismos se puede realizar mediantedistintos procesos, tales como procesos de galvanizado de los electrodos, los cuales seextraen una vez agotados para su recuperación; mediante procesos de precipitación en lazona cercana a los electrodos o mediante la extracción del agua de alrededor, la cual pre-senta mayor concentración de contaminantes.

Campo de aplicación

Las condiciones de aplicación de esta tecnología son óptimas en suelos de baja o moderadapermeabilidad (arcillas y limos), y cuando la humedad se encuentra entre un 15 y un 18%.Valores de humedad inferiores al 10% reducen drásticamente la efectividad. El suelo a tratardebe estar exento de cuerpos extraños (objetos metálicos enterrados, etc.) y de minerales dealta conductividad eléctrica que pueden interferir en los campos generados. Se debe contro-lar el pH del suelo, ya que valores muy bajos del mismo pueden traducirse en una reducciónde los rendimientos de descontaminación. Los contaminantes que puede tratar son los solublesa valores de pH ácido (entre 3 y 4). Los grupos habitualmente aptos son metales pesados,aniones y algunos compuestos orgánicos polares.

En suelos de baja permeabilidad contaminados con metales pesados (Cr, Ni, Cu, Zn, Pb,Cd y As), el rendimiento suele ser del 85-95%. En función de las concentraciones de par-tida y de los objetivos de descontaminación, el tiempo requerido puede variar de unaspocas semanas a varios meses.

El rango de coste de aplicación de esta tecnología oscila entre 75 y 325 €/m3 de suelo,siendo el más habitual de 75 a 125 €/m3. Una prueba a escala piloto (siempre recomen-

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TECNOLOGÍAS DE SANEAMIENTO

• Bombas de vacío: instaladas en superficie, presentan una altura máxima teórica de bom-beo de 10 m, aunque en la práctica se reduce a 7-8 m (o incluso 5 m si se utilizan bom-bas centrífugas).

Extracción por bombeo dual: constituye el planteamiento óptimo de extracción, yaque mantiene la saturación de DNAPL alrededor del pozo. Diseños duales de extrac-ción captan contaminación densa y agua de forma separada. De esta forma, se elimi-na el agua inmediatamente superior a la zona de contaminación con DNAPL, favore-ciendo la saturación de los contaminantes alrededor del pozo. El rendimiento puedeaumentar también si se aplica vacío con una bomba en la cabecera del pozo, lo cualaumenta el espesor de la contaminación alrededor del mismo, y por tanto mejora suextracción.

Otra mejora del proceso de extracción es la utilización de disolventes, los cuales se inyec-tan en la zona contaminada y mediante procesos de disolución y desplazamiento, favore-cen el flujo de DNAPL hacia el pozo y su posterior extracción.

La instalación de los pozos de extracción suele realizarse mediante la colocación de losmismos en batería. La profundidad de los pozos debe ser la más adecuada para la extrac-ción de DNAPL, así como el sistema de bombeo instalado para tal efecto.

Campo de aplicación

Cuando se prevén extracciones prolongadas mediante filtros de vacío, es conveniente ins-talarlos en pozos equipados con empaques de grava y sellos de bentonita. Además, esrecomendable instalar en la parte superior una arqueta para facilitar el acceso a los filtrosy su limpieza.

La altura máxima teórica de bombeo es de 10 m, aunque en la práctica se reduce a 7-8m (o incluso 5 m si se utilizan bombas centrífugas). Si se tiene que realizar una extraccióna más profundidad, se puede colocar una bomba más abajo y acometer un achique porfases. Las bombas y demás equipos deben ser los adecuados al tipo de contaminaciónpara evitar obturaciones y problemas técnicos.

Costes

Los costes de instalación de filtros de vacío se estiman en 40-50 €/m para los horizonta-les y 60-75 €/m para los verticales. Los costes de operación y mantenimiento se puedencifrar en 50-125 €/semana.

Aspectos ambientales

El principal factor ambiental a tener en cuenta es el consumo energético asociado al bom-beo de la fase densa.

7.1.7. Electromigración

Fundamentos

La electromigración es una técnica aplicada in situ que se basa en establecer una corrien-te eléctrica de baja intensidad en el suelo entre electrodos instalados en el mismo lo quefavorece la movilización del agua y de los compuestos iónicos e ionizables.

En su aplicación a la recuperación de suelos contaminados por metales pesados, los meca-nismos de transporte dominantes son los siguientes:

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COMUNIDAD DE MADRID

vidad de los microorganismos presentes en el agua subterránea, de forma que se pue-den eliminar compuestos orgánicos biodegradables.

Campo de aplicación

Los grupos de contaminantes para los que se suele utilizar esta técnica son COVs, COSVsy compuestos inorgánicos. Se aplica de forma óptima en suelos arenosos, con contamina-ción a una profundidad menor de 15 m y un flujo continuo de agua subterránea. Para com-puestos inorgánicos, cualquier tipo de pantalla es válido (teniendo siempre en cuenta el ren-dimiento de cada una por contaminantes específicos), mientras que para contaminantesorgánicos sólo son viables las pantallas de degradación y de adsorción.

La duración de las pantallas es de 0,5 a 1 año sin ningún mantenimiento. El medio reacti-vo debe ser renovado periódicamente ya que, a medida que la pantalla funciona, la pre-cipitación de los metales o la actividad biológica puede limitar la permeabilidad, y los fil-tros se acaban colapsando. Se desconoce con exactitud la duración de las pantallas acti-vas ya que, al tratarse de una técnica innovadora, no existen en la actualidad pantallasque hayan estado funcionando más de dos o tres años.

En el caso de pantallas con biorreactores, se han obtenido rendimientos del 90% paracompuestos biológicamente degradables.

Deben conocerse datos referentes al gradiente hidráulico, distribución, extensión y tipode contaminantes, profundidad del nivel freático, incluyendo sus oscilaciones, caracte-rísticas geológicas y permeabilidad.

Costes

Los costes de este tratamiento no se conocen con exactitud por el momento ya que en lamayoría de los casos se ha aplicado a escala piloto, aunque la principal inversión se cen-tra en las instalaciones para una correcta supervisión de su funcionamiento.

Aspectos ambientales

Las principales características y ventajas de esta tecnología provienen del nulo consumoenergético y la posibilidad de realizar operaciones de mantenimiento de las barreras mien-tras están funcionando. Se ha estimado que el coste de este tratamiento es un 50% inferiora uno que conlleve el bombeo del agua subterránea.

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TECNOLOGÍAS DE SANEAMIENTO

dable para confirmar la viabilidad de aplicación) tiene un coste aproximado de 3.000-4.000 €.

Aspectos ambientales

El volumen de residuos generados (electrodos) se sitúa entre 0,001 y 0,005 m3 por m3 desuelo contaminado. Hay que tener en cuenta que los electrodos metálicos pueden disol-verse parcialmente e introducir en el suelo productos corrosivos. Si se utilizan electrodosconstituidos por materiales inertes (carbono, grafito o platino) este problema se evita.

Por otra parte, las reacciones de oxidación-reducción inducidas pueden traducirse en la for-mación de productos residuales indeseables (por ejemplo, cloro en forma de gas).

El consumo energético depende del objetivo de descontaminación y varía de 50 a 100kWh/m3 para rendimientos de 85 a 95%. Para alcanzar rendimientos mayores el consu-mo energético puede alcanzar de 200 a 600 kWh/m3.

7.1.8. Barreras activas

Fundamentos

Esta tecnología consiste en la instalación in situ de una pantalla perpendicular al flujo dela pluma de contaminación, la cual permite el paso del agua e impide el movimiento delos contaminantes (en forma de partículas o en disolución), quedando retenidos en el mate-rial de relleno de la barrera. Este material puede estar constituido por metales en estadoelemental, quelantes, materiales adsorbentes o microorganismos y se selecciona de formaespecífica según los contaminantes.

El relleno de una pantalla activa suele estar mezclado con arena y otros materiales poro-sos, de forma que su densidad es menor que la del suelo que la rodea. Así, se generanvías preferenciales para el agua subterránea, favoreciendo su paso por la pantalla. Un tipode pantallas de uso extendido son las de sistema “funnel and gate”, las cuales consisten enmuros de baja conductividad hidráulica (alrededor de 1.10-6 cm/s) con aberturas en lasque se dispone el material reactivo mezclado con materiales porosos, generando zonas dereacción por las que el agua circula con facilidad.

El relleno específico para la parte activa de la pantalla se define en función de los contami-nantes presentes en el emplazamiento. Dependiendo del tipo de relleno se pueden eliminarlos contaminantes mediante distintos procesos, con lo que se definen tres tipos de pantallas:

• Pantallas de adsorción: el relleno suele ser carbón activo o zeolita, que adsorben los con-taminantes del agua subterránea, reteniéndolos en su superficie.

• Pantallas de precipitación: en este caso, los contaminantes reaccionan químicamentecon el relleno de la pantalla, de forma que se transforman en sales insolubles, quedanretenidos en la pantalla. Este método ha demostrado ser eficaz para retener plomo utili-zando una barrera con cal, que neutraliza la acidez del agua en la que el plomo estadisuelto, provocando su precipitación. También se utiliza para transformar Cromo VI aCromo III, el cual queda atrapado en la pantalla.

• Pantallas de degradación: en ellas se produce la degradación de contaminantes, loscuales pasan a formas no tóxicas que fluyen a través de la pantalla con el agua. Porejemplo, utilizando gránulos de hierro se pueden degradar compuestos orgánicos volá-tiles. Actualmente se está estudiando la posibilidad de utilizar estos gránulos para la eli-minación de compuestos clorados, aunque todavía está en desarrollo. También se puedeutilizar como relleno, una mezcla de nutrientes y fuentes de oxígeno que estimula la acti-

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7.1.9. Lavado de suelos ex situ

Fundamentos

El lavado de suelos es una técnica aplicada ex situ y basada en principios de acción físi-co-químicos, mediante los cuales, los contaminantes adsorbidos en la matriz del suelo setratan en una solución acuosa. Se llevan a cabo procesos de disolución o suspensión en elagua de lavado, la cual se depura posteriormente y, con frecuencia, se recircula comoagua de proceso.

Antes del lavado propiamente dicho se suele proceder a una homogeneización del suelo,tras la que se efectúa la separación de las partículas finas y las gruesas, aprovechandométodos basados en la diferencia de densidades (hidrociclones, celdas de flotación, etc.)o de tamaños de partículas (tamices y cribas, etc.).

A continuación, se deben realizar las consideraciones oportunas para ajustar el agua delavado (pH, agentes lixiviantes, surfactantes o quelantes) y así potenciar la disolución ypuesta en suspensión de los compuestos orgánicos y metales pesados del suelo que, de estaforma, son transferidos a la solución de lavado. La elección de los aditivos y reactivos quese añaden al agua depende de la naturaleza de la contaminación a tratar. En todo caso,la adición de estas sustancias al agua de lavado repercute en una mayor complejidad deltratamiento de la misma, así como en la posibilidad de que parte de dichas sustancias que-den retenidas en el suelo.

En suelos contaminados con múltiples sustancias de distintas características, la aplicaciónde la técnica suele exigir un proceso secuencial en el que se utilizan diferentes solucionesde lavado.

Campo de aplicación

Esta tecnología presenta ciertas limitaciones en cuanto a las características del suelo a tra-tar:

• El contenido en partículas finas debe ser limitado (diámetro inferior a 63 micras) ya quela eliminación de los contaminantes adsorbidos a las mismas es de gran dificultad. Elcontenido en finos suele estar limitado a un 20 – 30 %. En general, el rango óptimo detamaño de partículas se sitúa alrededor de 0,25 y 2 mm.

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• Altos contenidos en sustancias húmicas y una elevada capacidad de intercambio catió-nico del suelo, dificultan la desorción de los contaminantes, reduciendo la efectividaddel tratamiento e incrementando su coste.

En principio, el lavado de suelos permite tratar un amplio espectro de contaminantes,encontrándose su mayor eficacia en los compuestos orgánicos semivolátiles, hidrocarbu-ros derivados del petróleo, cianuros y metales pesados. No es un método eficaz para dio-xinas y PCBs, a menos que no se requieran rendimientos de descontaminación importan-tes.

Los rendimientos que se pueden obtener varían en función de los contaminantes a tratar.Así, los compuestos orgánicos volátiles y sustancias altamente solubles se pueden eliminarhasta en un 100%, los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) hasta un 98% y losmetales pesados hasta un 90%, orientativamente.

Para analizar la viabilidad de esta técnica se requiere conocer los siguientes parámetros:

• Tipo de suelo

• Granulometría

• Humedad

• Contenido de materia orgánica

• Capacidad de intercambio iónico

• pH

• Capacidad tampón

Costes

La inversión requerida por una planta de lavado de suelos depende de varios factores(capacidad de tratamiento, procesos implantados, etc.). Es habitual manejar ratios de 10a 40 € por tonelada de capacidad anual de tratamiento.

Los costes de tratamiento dependen, entre otros, de la composición del suelo (contenido definos y materia orgánica), del tipo de contaminación y de los objetivos de descontamina-ción. Los precios habituales para las situaciones más frecuentes son de unos 45-100 €/m3.Para tratamientos complejos de suelos con alto contenido en fracción arcillosa el coste sepuede elevar hasta 200-300 €/m3.

Aspectos ambientales

Las concentraciones residuales de contaminantes presentes en la fracción fina (la cualpuede representar hasta un 20-30 % del volumen original de suelo) exigen habitual-mente tratarla mediante otras técnicas o depositarla en un vertedero. El agua de lava-do debe depurarse para su posterior recirculación; este tratamiento da lugar a unosfangos que deben gestionarse como residuo. Así, el factor ambiental principal a teneren cuenta durante la implantación de esta tecnología es la producción de residuos, yen menor medida las molestias por ruidos.

7.1.10. Extracción con disolventes

Fundamentos

Esta técnica, aplicada ex situ, se basa en la extracción de contaminantes mediante lamezcla del suelo (en estado sólido o en forma de fango) con un disolvente orgánico.El tiempo de retención en el tanque depende del tipo de suelo y contaminantes, así

como de las concentraciones de partida de los mismos; orientativamente, se sitúa entre10 y 40 minutos.

Es habitual someter al suelo a un pretratamiento de separación física, a fin de retirar mate-riales extraños y las fracciones más gruesas. Ello contribuye además a acelerar la cinéticade las reacciones, disminuyendo el contenido en metales pesados particulados.

A diferencia del lavado de suelos, que emplea agua o una solución acuosa con aditivos,esta técnica utiliza disolventes orgánicos, siendo los más frecuentes acetona, hexano, meta-nol, éter dimetílico y trietilamina. En ocasiones, también se han utilizado gases licuados(dióxido de carbono, propano, butano), aunque su manipulación y requisitos de seguridadcomplican sensiblemente la operación.

Mediante evaporación se separa el suelo tratado de los disolventes que contienen la cargacontaminante. A continuación, el disolvente se lleva hasta un separador donde se produceel tratamiento del mismo para eliminar los contaminantes, permitiendo su reutilización. Eltratamiento del disolvente se realiza mediante procesos físico-químicos (adición de otrodisolvente, etc.) o térmicos (destilación a alta presión y temperatura). El suelo tratado suelelavarse con agua para arrastrar en lo posible los restos de disolvente que incorpora.

Campo de aplicación

Esta es una técnica eficaz para tratar suelos contaminados por compuestos orgánicos comoPCBs, COVs, disolventes halogenados e hidrocarburos derivados del petróleo. También sepueden extraer junto con los contaminantes orgánicos compuestos organometálicos.

Entre los factores que suponen una limitación para la aplicación de esta técnica, ya queaumentan el tiempo de tratamiento, cabe señalar:

• Alto grado de humedad

• Alto contenido en arcillas

• Presencia de detergentes y emulsionantes

• Presencia de plomo y otras sustancias inorgánicas

Si el diseño y operación del tratamiento es el óptimo, se pueden conseguir eliminar hastaun 90-95% de los contaminantes para los que esta técnica es aplicable. La eficacia de la

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extracción para contaminantes orgánicos de muy alto peso molecular o muy hidrofílicos essensiblemente menor.

Para analizar la viabilidad de la aplicación de esta técnica es necesario conocer la distri-bución granulométrica del suelo, su pH, contenido de materia orgánica y humedad, capa-cidad de intercambio iónico y concentraciones de metales y compuestos volátiles.

Costes

El coste estimado para esta tecnología depende del tipo de suelo y contaminantes a tra-tar, así como de las concentraciones iniciales de éstos, factores que determinan los disol-ventes a utilizar y el tiempo de retención en el tanque de extracción. De acuerdo con labibliografía, el coste puede variar entre 120 y 475 € por tonelada, situándose con fre-cuencia en el rango 120-250 €/ton.

Aspectos ambientales

En la aplicación de esta técnica pueden quedar trazas de disolvente en el suelo tratado.Además se debe tener en cuenta la toxicidad del disolvente utilizado y los residuos gene-rados en el tratamiento del mismo para su posterior reutilización. Puede requerir bastanteespacio para su ejecución.

7.2. Procesos Biológicos

7.2.1. Bioventilación

Fundamentos

La bioventilación es una técnica de aplicación in situ que se centra en la recuperación dela zona no saturada. La base de esta tecnología consiste en hacer circular aire limpio abajo caudal a través del suelo contaminado, con el fin de incrementar la concentración deoxígeno y estimular la actividad microbiológica y los procesos de biodegradación.

A diferencia de lo que sucede en la técnica de extracción de aire del suelo, en la bioven-tilación se debe inyectar exclusivamente el volumen de aire necesario para favorecer laactividad biológica, tratando de evitar en lo posible la volatilización de los contaminantes.Por ello, suele ser necesario realizar ensayos previos de tratabilidad para poder estimar losparámetros de la instalación, en especial el caudal de aire a inyectar. El cálculo estequio-métrico del oxígeno necesario para la biodegradación suele ser ligeramente inferior al quese debe inyectar, ya que existen factores del medio que condicionan el resultado del pro-ceso, tales como las características del suelo (permeabilidad, tamaño de partículas, hume-dad, etc.) y la temperatura.

En los casos en que se prevea que determinados compuestos volátiles no van a ser degra-dados, es preciso instalar pozos de extracción para recogerlos. En este caso, el aire extraí-do debe tratarse posteriormente mediante la técnica más adecuada (filtros de carbón acti-vo, oxidación térmica, etc.), presentadas en el capítulo 10. La extracción del aire se puederealizar mediante pozos verticales y/o tuberías horizontales, en función de las restriccionesimpuestas por los edificios o infraestructuras existentes en el emplazamiento.

Para poder alcanzar los objetivos de recuperación de un emplazamiento mediante bioven-tilación, es fundamental tener en cuenta el radio de influencia (máxima distancia a la que,desde un pozo de inyección o extracción, se puede inducir un caudal de aire suficiente paramantener tasas de degradación aceptables en el suelo) como un parámetro de diseño clave.

El radio de influencia puede variar en función de diversos factores, tales como la permea-bilidad y humedad del suelo, contaminantes a degradar o plazo de recuperación. Suelevariar entre 3 y 30 metros.

Campo de aplicación

De forma general, la bioventilación es aplicable en suelos contaminados con compuestosorgánicos biodegradables con una presión de vapor mayor o igual a 100 N/m2 y unaconstante de Henry superior a 0,01. A estas condiciones responden algunos hidrocarbu-ros derivados del petróleo (los de cadena inferior a 25 carbonos), algunos disolventes noclorados e hidrocarburos aromáticos policíclicos ligeros (de 2 anillos). La bioventilaciónno es efectiva para tratar suelos contaminados con hidrocarburos pesados derivados delpetróleo (> C30), PCBs o hidrocarburos clorados. A pesar de que la bioventilación es apli-cable a hidrocarburos ligeros derivados del petróleo, éstos deben estar en fase vapor enla zona no saturada del suelo. En caso de que tales hidrocarburos den lugar a productoen fase libre, éste debe ser retirado previamente a la aplicación mediante las técnicasadecuadas a tal efecto.

Por otra parte, altas concentraciones de contaminantes orgánicos (orientativamente, supe-riores a 10.000 mg/kg) tienen un efecto negativo sobre la disponibilidad de la materiaorgánica para los microorganismos, retardando o deteniendo el proceso de biodegrada-ción. Aunque no está concebido para tratar suelos con contaminantes inorgánicos, la bio-ventilación puede provocar la adsorción, acumulación y concentración de los mismos enmacro y microorganismos por lo que podría ser aplicable para la reducción de estos con-taminantes en el suelo o como pretratamiento del mismo. En todo caso, esta aplicación dela técnica está todavía en fase experimental.

A fin de hacer posible el movimiento del aire inyectado, el suelo debe tener una permeabili-dad suficiente (orientativamente, una conductividad hidráulica mínima de 0,1 m/día). En casode tener que tratar un suelo heterogéneo, es recomendable realizar estudios piloto previos, yaque la existencia de zonas o estratos contaminados de baja permeabilidad puede provocar flu-jos preferentes de aire a través de las zonas más permeables, disminuyendo considerablementela eficacia del tratamiento en las menos permeables. En todo caso, se podría considerar la apli-

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TECNOLOGÍAS DE SANEAMIENTOCOMUNIDAD DE MADRID

cación de la fracturación de los estratos menos permeable para homogeneizar el suelo y mejo-rar el rendimiento de la bioventilación.

Si el nivel freático se encuentra a menos de 3 metros de profundidad y se prevé un sistemade extracción de aire mediante pozos, hay que analizar el efecto de ésta en el nivel freáti-co, que puede ascender sensiblemente, reduciendo el flujo efectivo de aire en el suelo nosaturado. Así mismo, es necesario estudiar la efectividad del sistema de inyección/extrac-ción de aire en la zona capilar, sobre todo en suelos de permeabilidad media-baja con elnivel freático próximo a la zona a tratar.

En condiciones óptimas (suelos con una permeabilidad mayor de 3 m/día y con una con-centración de contaminantes orgánicos inferior a 3.000 mg/kg), se pueden alcanzar ren-dimientos de recuperación del 90-95% para compuestos volátiles (BTEX) y superiores al40% para hidrocarburos pesados (cadenas de más de 15 carbonos). En todo caso, paraalcanzar estos rendimientos es preciso un plazo relativamente dilatado que, en condicio-nes medias, puede situarse entre 6 y 12 meses.

Además de la tipología y distribución espacial de la contaminación (en extensión y pro-fundidad) es necesario conocer los siguientes parámetros del suelo: estructura litológica,permeabilidad, granulometría, porosidad efectiva, humedad, pH, nutrientes básicos reque-ridos, temperatura y tasa de respiración. Puede ser necesario realizar ensayos de respira-ción in situ para calcular la cantidad de oxígeno necesaria para que se desarrollen los pro-cesos de biodegradación en óptimas condiciones.

Si el objetivo de saneamiento (expresado en términos de contaminantes individuales) esinferior a 0,1 ppm o se requiere un porcentaje de reducción superior al 95% (expresa-do en términos de hidrocarburos totales derivados del petróleo), es necesario llevar acabo estudios piloto en el emplazamiento para comprobar la viabilidad de la aplica-ción de la bioventilación, ya que no siempre la técnica se aplica en condiciones ópti-mas lo que dificulta alcanzar altos rendimientos.

Costes

El rango típico de coste de aplicación de la bioventilación varía de 30 a 60 € por m3,de los cuales 10 a 35 € corresponden a la inyección y extracción de aire propiamentedichas (excluyendo su tratamiento).

Aspectos ambientales

El consumo energético de una unidad de extracción de aire intersticial se sitúa en torno a0,01 kWh por m3/hora de caudal nominal de aire. Debe tenerse en cuenta que se puedengenerar molestias por ruidos y por olores.

7.2.2. Inyección de aire comprimido (biosparging)

Fundamentos

La inyección de aire comprimido suele llevarse a cabo mediante la inyección de aire aalto caudal en la zona saturada del suelo, lo que consigue la volatilización de COVs endisolución en el agua subterránea, tal y como se expuso en el apartado 7.1.2, dentro delas tecnologías de procesos físico-químicos.

Sin embargo, en ciertos casos puede ser aconsejable disminuir el caudal de inyección deaire, de forma que en lugar de favorecer la rápida volatilización de los contaminantes, sefavorezca la biodegradación de los mismos, utilizando la inyección de aire como fuente deoxígeno para potenciar la acción bacteriana. En esta variante predominan los procesos de

degradación biológica más que los físico-químicos y se suele denominar en la bibliografíacomo biosparging.

Desde un punto de vista teórico, en la aplicación de la inyección de aire comprimido parala biodegradación (biosparging), no sería necesaria la instalación de pozos de extracción,ya que si se inyecta la cantidad de aire necesaria para la correcta biodegradación, los com-puestos que quedasen en la fase vapor no tendrían porqué depurarse con métodos poste-riores. Debido a que en la práctica, la cantidad de aire a inyectar en el caso de fomentarlos procesos biológicos, es siempre superior a la calculada estequiométricamente, es reco-mendable instalar pozos de extracción de aire, ya que una pequeña proporción de conta-minantes puede arrastrarse sin degradar. Para garantizar la viabilidad de la técnica es reco-mendable realizar estudios piloto que permitan establecer los parámetros de diseño.

Campo de aplicación

Esta técnica es aplicable a suelos y aguas subterráneas contaminadas con sustancias voláti-les y semivolátiles con una presión de vapor de al menos 100 N/m2 y una constante deHenry superior a 0,01. A estas condiciones responden algunos hidrocarburos derivados delpetróleo (los de cadena inferior a 12 carbonos), algunos disolventes no clorados, hidrocar-buros aromáticos policíclicos ligeros (de 2 anillos) y los compuestos organoclorados voláti-les. Al tratarse de procesos biológicos, pueden llegarse a degradar compuestos de hasta 30carbonos. No es una técnica recomendable para el tratamiento de las fracciones pesadasde los hidrocarburos derivados del petróleo (> C25), metales, PCBs o dioxinas.

Aparte de las limitaciones de aplicación referentes a las características de permeabili-dad del suelo, las cuales son las mismas que para la variante físico-química, al tratar-se en este caso de la biodegradación de los contaminantes, existen una serie de facto-res que condicionan el rendimiento, en lo que se refiere al proceso de biodegradación.La velocidad del proceso de biodegradación depende del tipo de contaminante a tra-tar, de las características del suelo (permeabilidad, tamaño de las partículas, humedad,etc.) y de la temperatura. Temperaturas inferiores a 10°C y superiores a 45°C, inhibenel proceso de biodegradación. De igual forma, rangos de pH entre 6 y 8 son los ade-cuados para la aplicación de esta técnica.

La inyección de un gas diferente al aire (oxígeno puro, metano, ozono, nitrógeno puro uóxidos de nitrógeno) puede contribuir a incrementar el proceso de biodegradación de lassustancias volátiles ó alterar las condiciones bajo las que concurren (Ejemplo: el metanopuede ser utilizado como favorecedor dentro del proceso del cometabolismo de sustanciasorgánicas cloradas).

En general, el rendimiento de esta técnica suele ser menor que la variante físico-quími-ca, consiguiendo una reducción del 75% de la contaminación en un plazo de aproxi-madamente dos años, aunque depende de las concentraciones iniciales.

Costes

El rango típico de coste de aplicación de esta técnica varía de 10 a 35 €/m2, excluyendoel tratamiento del aire extraído.

Aspectos ambientales

Al igual que en la inyección de aire comprimido, esta tecnología es relativamente caradesde el punto de vista energético (0,1 - 0,2 kWh por m3N/h). Por otro lado, los efluentesgaseosos suelen tener una carga contaminante menor que mediante la simple extraccióndel aire, por lo que los métodos de depuración del aire residual suponen menor gasto, eincluso en algunos casos pueden llegar a ser innecesarios.

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7.2.3. Lavado de suelos in situ

Fundamentos

El lavado de suelos in situ es una tecnología cuyo principio de acción se basa en la estimu-lación de la actividad microbiana para favorecer la degradación de los contaminantes orgá-nicos presentes en el suelo y en el agua subterránea. Para llevar a cabo esta estimulación,se inyecta agua en el suelo con los componentes necesarios en disolución para que la degra-dación biológica tenga lugar. Se pueden incluir nutrientes, aceptores de electrones, produc-tos químicos que favorezcan la desorción de contaminantes o incluso poblaciones micro-bianas alóctonas que estén adaptadas a la degradación de los contaminantes a tratar, deforma que se enriquezca la capacidad degradativa del subsuelo.

El proceso de biodegradación puede ser aerobio o anaerobio. En el primer caso, el pro-ceso se potencia mediante la adición de aceptores de electrones específicos, siendo el oxí-geno el más utilizado. Si se precisa una concentración mayor que la solubilidad del oxí-geno en agua (10 mg/l), puede utilizarse el peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) quepermite alcanzar mayores concentraciones (hasta 50 mg/l).

En lo referente a los procesos anaerobios, han sido menos aplicados que los aerobios hastael momento. En general, se suelen utilizar en aquellos casos que los contaminantes pre-senten en el suelo no sean degradables por las vías metabólicas típicas del metabolismoaerobio y se requieran otros procesos de degradación. Para potenciarlos, se inyectan otrosaceptores de electrones diferentes al oxígeno, siendo los nitratos los más comunes. Estosprocesos han demostrados ser útiles para la degradación de algunos disolventes cloradoso algunos compuestos aromáticos, aunque el espectro de aplicación es limitado (no es apli-cable, por ejemplo, para la degradación del benceno).

En cuanto a la implantación de esta tecnología, la infiltración de agua en el suelo serealiza habitualmente mediante zanjas drenantes y/o pozos de inyección. En empla-zamientos donde la contaminación del suelo es poco profunda, el aporte de aguapuede conseguirse mediante riego con aspersores, nebulizadores, etc. La infiltración deagua en el suelo va en general acompañada de la extracción y posterior depuraciónde la misma. Es preciso tener en cuenta en el diseño del sistema que la capacidad de

un pozo de infiltración es del orden de un 50 a un 80% menor que la de un pozo deextracción.

Para llevar a cabo un lavado de suelos in situ, a veces es necesaria la combinación de unaserie de técnicas auxiliares que hacen posible o favorecen la aplicación del mismo. Segúnel tipo de terreno, puede ser necesario realizar una fracturación, y en caso de que existaproducto en fase libre, ya sea más ligero o más pesado que el agua, debe eliminarse pre-viamente. El agua que puede llegarse a extraer en función del caso, requiere también suposterior depuración mediante la técnica apropiada para los contaminantes presentes.

Campo de aplicación

Esta técnica es aplicable en suelos contaminados con hidrocarburos ligeros y medios deri-vados del petróleo, algunos disolventes clorados y no clorados, conservantes de la made-ra (PCPs) y los PAHs de menor peso molecular (hasta 3 anillos). Los procesos de biode-gradación son más lentos cuantos más carbonos tengan los compuestos a degradar, por loque la aplicación de esta tecnología para compuestos pesados derivados del petróleo (>C25) tiene una dudosa viabilidad.

Se han desarrollado estudios para su aplicación en suelos contaminados con compuestosclorados volátiles y con metales pesados, habiendo resultado satisfactorios para algunosclorados volátiles (por ejemplo, per, tri y dicloroeteno).

En cuanto a las características del suelo, es necesario que sea homogéneo y que tenga unapermeabilidad igual o superior a 0,5-1 m/día, de cara a garantizar la adecuada circula-ción del agua infiltrada. Si la estructura del suelo es heterogénea, es más probable la apa-rición de vías preferenciales de circulación del agua, con lo que la efectividad del trata-miento disminuye drásticamente.

En caso de que se utilicen peróxidos como aceptores de electrones, debe tenerse en cuentaque concentraciones superiores a 200 mg/l pueden ser tóxicas para los microorganismos ydisminuir su capacidad de degradación. El mismo efecto cabe atribuir a la presencia dealtas concentraciones de metales pesados, gran parte de los compuestos organoclorados ehidrocarburos de cadenas largas.

Pueden aparecer algunos problemas a la hora de infiltrar el agua con los componentesnecesarios en disolución, tales como:

• Si el agua subterránea tiene un alto contenido en hierro (superior a unos 15 ppm), éstepuede precipitar al formarse una sal insoluble en presencia del agente oxidante.

• El medio físico de infiltración (rejillas de los pozos) puede obstruirse bien por el lavadode las partículas finas del suelo (elevadas concentraciones de sustancias coloidales),bien por el incremento de la biomasa inducido por el tratamiento.

• El incremento en la movilidad de los contaminantes como consecuencia de la introduc-ción de agua en el medio puede impedir la aplicación de esta técnica o condicionarlaa la adopción de estrictas medidas de captación y tratamiento del agua infiltrada.

Esta técnica es eficaz en el tratamiento de suelos con concentraciones no muy elevadas decontaminantes (del orden de cientos de mg/kg). En este caso, los plazos de recuperaciónsuelen ser de varios meses (típicamente, menos de un año). En presencia de altas concen-traciones de contaminantes o si éstos son poco biodegradables (por ejemplo, hidrocarburospesados), los plazos de recuperación pueden extenderse a varios años.

Teniendo en cuenta lo aquí expuesto, para determinar la viabilidad de esta técnica, es pre-ciso conocer la distribución espacial (en superficie y profundidad) de la contaminación delsuelo, así como su tipología (contaminantes presentes, potencial de lixiviación, reactividad

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química, biodegradabilidad). También son necesarias ciertas características del suelo: tex-tura, permeabilidad, capacidad de almacenamiento de agua, pH, contenido en materiaorgánica, humedad y nutrientes, potencial redox, población microbiana y presencia de sus-tancias tóxicas para la misma.

Costes

El coste de aplicación de esta técnica depende mucho del tipo de contaminantes implica-dos y su distribución espacial en el emplazamiento. También es determinante del coste eldiseño concreto del tratamiento (dosificación de aditivos del agua, densidad y profundidadde los pozos, etc.). El rango de costes identificado oscila de 40 a 225 € por m3 de suelo.En condiciones favorables de tipo de suelo y contaminantes a tratar, este rango puede limi-tarse a 40-100 € por m3 de suelo.

Aspectos ambientales

En general, los aspectos ambientales más relevantes derivados de la aplicación de esta tecno-logía, son el consumo energético que requiere para la infiltración de las disoluciones y los posi-bles residuos que se produzcan en caso de que se requiera la extracción de agua posterior.

En algunos emplazamientos la aplicación de esta técnica puede traducirse en que quedenalgunos elementos enterrados en el suelo (por ejemplo, drenes profundos), con las consi-guientes implicaciones en el uso futuro de aquél.

La utilización de nitratos puede tener un impacto significativo en la calidad de las aguassubterráneas. Por otra parte, la biodegradación de algunos contaminantes puede dar lugara productos finales o intermedios más tóxicos que los contaminantes originales. Por ejem-plo, el tricloroetileno degradado en condiciones anaerobias da lugar a cloruro de vinilo(más tóxico y permanente), que se puede destruir fácilmente en condiciones aerobias. Estees un aspecto que siempre debe analizarse a la hora de evaluar la viabilidad ambientalde la aplicación de esta técnica.

7.2.4. Biopilas

Fundamentos

Las biopilas constituyen una técnica de tratamiento biológico del suelo que puede aplicar-se tanto in situ como ex situ, si bien la segunda es la forma más habitual. El principio bási-co de acción es la transformación de los contaminantes biodegradables del suelo en pro-ductos inocuos, aprovechando para ello la acción (en condiciones controladas) de deter-minados microorganismos presentes en el suelo.

De cara a optimizar las condiciones de biodegradación y los consiguientes rendimientosde tratamiento, se deben controlar diversos parámetros del suelo, entre los cuales cabe des-tacar los siguientes:

• Estructura: debe ser homogénea y facilitar la acción de los microorganismos, para locual puede requerirse la adición de enmiendas (serrín, etc.) y, en todo caso, la homo-geneización del suelo mediante mecanismos apropiados.

• pH: es un factor fundamental para el mantenimiento de la actividad bacteriana y debemantenerse en torno a pH neutro (en todo caso, entre 6 y 8). Si es necesario, se puedenañadir al suelo agentes correctores del pH.

• Contenido en nutrientes: los valores de la relación C/N/P que habitualmente se requie-ren para garantizar la biodegradación oscilan entre 100/10/1 y 100/1/0,5, depen-

diendo de los contaminantes y los microorganismos implicados. En caso de que el suelono presente el equilibrio necesario de nutrientes, se debe modificar añadiendo fertili-zantes.

• Humedad: los microorganismos requieren determinado grado de humedad para su cre-cimiento, por lo que se debe evitar tanto el exceso como la falta de agua. El rango ópti-mo suele estar entre el 40 y el 85% de la capacidad de campo, correspondiente a un12-30% en peso, aproximadamente. Lo habitual es que se tenga que añadir agua alsuelo de forma periódica para mantener una humedad óptima.

• Temperatura: la actividad microbiana desciende significativamente por debajo de 10°Cy prácticamente desaparece a menos de 5°C. Por ello, si la temperatura ambiental esbaja, se debe calentar el suelo para evitar el descenso de la tasa de biodegradación oincluso la detención del proceso. También deben evitarse temperaturas excesivamentealtas (por encima de 45°C desciende mucho la velocidad de crecimiento de las pobla-ciones bacterianas habitualmente implicadas). Se recomienda mantener el suelo duran-te el tratamiento a una temperatura comprendida entre 20 y 40°C.

• Poblaciones bacterianas: se encuentran típicamente en el rango 104-107 CFU/gramo desuelo. Por debajo de 1.000 CFU/g de bacterias heterótrofas la biodegradación es prác-ticamente inviable. Por tanto, si las poblaciones naturales en el suelo a tratar son insufi-cientes, pueden inocularse bacterias alóctonas que permitan mantener una poblaciónadecuada.

En la tecnología de biopilas el suelo, una vez pretratado y homogeneizado (separación departículas gruesas y elementos extraños, trituración de bolos arcillosos y/o partículas grue-sas del suelo), se dispone en pilas con una altura de hasta 4 metros (es habitual no superar2-3 metros) sobre un sustrato impermeabilizado y dotado de un sistema de captación y eva-cuación de lixiviados. En esta técnica, la aireación del suelo durante el tratamiento suele rea-lizarse mediante tuberías colocadas en la base que insuflan aire o lo aspiran, por lo que nose rotura (pilas estáticas). También existen sistemas en los que, desarrollándose el proceso acubierto (por ejemplo, dentro de una nave), las pilas se airean con máquinas volteadorassimilares a las utilizadas en el compostaje de residuos. En todo caso, el sistema de pilas está-ticas con aireación forzada es el que permite un mejor control de las condiciones de degra-dación y de las emisiones de compuestos orgánicos volátiles. Si éstos pueden suponer unproblema, es preferible optar por un sistema de aspiración con posterior depuración del aireextraído (con biofiltros o filtros de carbón activo, por ejemplo). Si la tempe-ratura ambientees excesivamente baja, el sistema de aireación forzada permite además inyectar aire calien-te en el suelo para garantizar una temperatura adecuada del mismo.

La tecnología precursora de las biopilas es el landfarming, en el cual el suelo, una vezpretratado se dispone en camas con una altura máxima de unos 50 cm. El sustrato delas camas está habitualmente impermeabilizado y dispone de un sistema de captación y

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evacuación de lixiviados. Durante el tratamiento, el suelo se rotura periódicamente conmedios mecánicos, consiguiendo así la homogeneización y aireación del mismo. Eshabitual tener que añadir agua para mantener unas condiciones óptimas de humedad,lo cual puede efectuarse con un sistema de riego, pulverizadores o aspersores. Cuandose alcanza el nivel de descontaminación deseado, el suelo tratado se retira procedien-do a formar nuevas camas con suelo contaminado. Es conveniente dejar parte del suelolimpio para mezclar con el contaminado, de manera que se mantiene la población bac-teriana adecuada para la biodegradación.

Es frecuente que el agua de riego incorpore nutrientes y aditivos para estimular la biode-gradación. Para este fin es recomendable instalar un sistema por goteo que facilita una dis-tribución uniforme del agua en la pila, evitando arrastres de suelo por escorrentía. En algu-nas plantas el lixiviado recogido se recircula, minimizando el consumo de agua. Es relati-vamente habitual cubrir las biopilas con un plástico para controlar la evaporación de aguay la volatilización de contaminantes, favoreciendo además la retención de calor en lamasa.

Campo de aplicación

Las biopilas han demostrado ser eficaces para tratar suelos contaminados por hidrocarbu-ros derivados del petróleo y algunos pesticidas. En el caso del landfarming, la técnicaopera con mayor eficacia para los menos pesados (orientativamente, hasta C25) y puedetener limitaciones o condicionantes en su aplicación para los más volátiles, si es precisocontrolar las emisiones de los mismos a la atmósfera. Para estos casos es recomendable uti-lizar las biopilas.

Los metales pesados, los compuestos orgánicos pesados (por ejemplo, PAHs de 4 y 5 anillos)y los compuestos organoclorados o nitrogenados son difíciles de eliminar, pudiendo ademásinhibir el proceso por ser tóxicos para los microorganismos. En primera aproximación, con-centraciones de hidrocarburos totales derivados del petróleo (TPH) superiores a 50.000 ppmy/o concentraciones totales de metales pesados superiores a 2.500 ppm suponen la inhibi-ción del tratamiento hasta el punto de hacerlo inviable.

En cuanto a las características del suelo, son aceptables suelos granulares de todo tipo, sibien los que poseen textura arcillosa o limosa son difíciles de tratar, conllevando un pro-ceso muy lento, incluso con roturación intensiva y adición de enmiendas. Para garantizarunas condiciones aceptables de aireación, se recomienda que el suelo tenga una porosi-dad superior al 25%.

En suelos de adecuadas características, los hidrocarburos ligeros se eliminan en su prácti-ca totalidad, mientras que para las fracciones medias se llega a rendimientos del 95-97%;para las fracciones pesadas es difícil superar rendimientos del 80-90%.

El tiempo necesario para dar por finalizado el tratamiento también depende de los facto-res antes señalados, así como de los objetivos concretos de descontaminación estableci-dos. En suelos de adecuadas características, el tratamiento de los contaminantes típicospuede durar entre 4 y 12 semanas (20 en ciertos casos) para alcanzar los niveles que per-miten la reutilización del suelo. Para contaminantes orgánicos pesados el tiempo de trata-miento puede sobrepasar un año, lo que en muchas ocasiones hace económicamente invia-ble su aplicación.

Además de una completa caracterización de la contaminación del suelo (naturaleza y con-centraciones, presencia de sustancias tóxicas, COVs, contaminantes inorgánicos, etc.) sedeben tener en cuenta los datos clave del propio suelo (textura, contenido en nutrientes,pH, humedad y microorganismos presentes). Las condiciones ambientales del emplaza-miento (temperatura, precipitación, velocidad y dirección del viento, disponibilidad deagua, etc.) también son importantes para diseñar el sistema de tratamiento. Es recomen-

dable llevar a cabo ensayos piloto previos para calcular los parámetros de diseño ade-cuados a cada caso concreto.

Costes

Los costes de tratamiento dependen de la duración del mismo y de las concentraciones resi-duales a alcanzar. Los rangos típicos para el landfarming se sitúan entre 30 y 60 € por m3

de suelo; para el tratamiento mediante biopilas los rangos oscilan de 50 a 100 €/m3. Eltratamiento de suelos con compuestos muy poco biodegradables puede costar entre 100 y150 € por m3.

Aspectos ambientales

El almacenamiento y manipulación de los suelos contaminados pueden generar molestias(emisiones de polvo y partículas, olores) si el sistema se desarrolla a la intemperie. En pre-sencia significativa de volátiles, las emisiones de éstos a la atmósfera sin depuración pre-via pueden representar un impacto no despreciable. Las biopilas presentas menores requi-sitos de espacio que el landfarming.

7.3. Procesos Térmicos

7.3.1. Desorción térmica

Fundamentos

La desorción térmica es una tecnología aplicada ex situ y basada en el calentamiento delsuelo contaminado a temperaturas de hasta unos 600°C en reducida presencia de oxíge-no, de modo que los contaminantes con puntos de ebullición bajos-medios se volatilicen,pasando a una corriente gaseosa que se trata posteriormente. El calentamiento del suelopara la desorción de los contaminantes se produce en un desorbedor, siendo los hornosrotativos los más habituales. En función de la temperatura alcanzada en el horno, suelendiferenciarse dos tipos de desorción térmica:

• Desorción térmica a alta temperatura, con rangos de 320 a 600°C.

• Desorción térmica a baja temperatura, con rangos de 90 a 320°C.

Es habitual proceder a un pretratamiento del suelo antes de su introducción en el desorbe-dor. En función de las características del suelo, el pretratamiento puede consistir en una ovarias de las siguientes operaciones: separación de metales férricos, trituración de la frac-

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ción gruesa (> 50 mm) procedente del cribado, trituración de la fracción arcillosa y mez-cla/homogeneización del suelo.

El sistema de avance del suelo en el desorbedor (horno rotativo) puede ser en corrien-te paralela suelo-aire o a contracorriente (aproximándose el suelo a la posición del que-mador). El quemador puede ser simple o doble. Los parámetros básicos de diseño parael horno son la temperatura de tratamiento y el tiempo de residencia. La primera es fun-ción de factores como la granulometría, poder calorífico y humedad del suelo, los con-taminantes a tratar, las condiciones de mezcla y las de transferencia de calor. En ladesorción térmica a baja temperatura es habitual que el suelo alcance hasta 200°C; enla de alta temperatura, se pueden alcanzar hasta 650°C. El tiempo de residenciadepende básicamente del tipo de suelo y contaminantes, así como del grado de des-contaminación requerido. Los valores típicos se sitúan en 2-3 minutos a la temperaturaideal de desorción y 8-30 minutos en total, pudiendo llegarse en algunos casos a 60minutos. El suelo procedente del desorbedor debe enfriarse antes de poder ser mani-pulado. Para ello, es frecuente añadirle agua hasta que alcance una temperatura deunos 90°C.

El quemador secundario o auxiliar oxida los contaminantes orgánicos del gas de salida delhorno. El rango habitual de temperatura en el mismo es de 750 a 1.200°C, en función delos contaminantes a destruir. En la desorción térmica a alta temperatura es preciso enfriarla corriente de gas saliente del quemador secundario antes de proceder a la depuracióndel mismo.

El sistema de tratamiento de gases más completo se compone de dos fases: la separa-ción de partículas mediante un ciclón y/o filtro cerámico y el lavado de gases (scrub-ber). La primera fase siempre está presente, mientras que el lavado sólo suele ser nece-sario cuando la presencia de compuestos halogenados en el flujo de gas es superior alos límites de emisión establecidos. Además, en la desorción térmica a baja temperatu-ra, el ciclón y/o filtro se coloca habitualmente antes del quemador secundario. Las par-tículas de suelo procedentes del ciclón/filtro suelen incorporarse al suelo tratado. Si elsistema incluye un lavado de gases, suele ser necesario depurar el efluente líquido delmismo, dando lugar a un agua tratada y unos fangos que deben ser gestionados ade-cuadamente.

Campo de aplicación

La desorción térmica se emplea para tratar suelos contaminados con compuestos orgáni-cos. La de baja temperatura está más indicada para las fracciones ligeras y medias de loshidrocarburos derivados del petróleo (orientativamente hasta gasóleos C) y COVs no halo-genados, aunque también se ha utilizado para compuestos orgánicos semivolátiles, si biencon una menor eficacia. La de alta temperatura está más indicada para las fracciones pesa-das de los hidrocarburos derivados del petróleo, los compuestos orgánicos semivolátiles,PCBs, PAHs y pesticidas.

Los suelos más adecuados para la aplicación de esta técnica son los que presentan conte-nidos relativamente bajos de arcilla (orientativamente hasta un 30%) y sustancias húmicas(orientativamente hasta un 2%). Los de alto contenido facilitan la aglomeración de las par-tículas y requieren mayor tiempo para la desorción. En todo caso, se aconseja que las con-centraciones de contaminantes a tratar no sean superiores al 2-3% en peso, para evitarindeseables reacciones espontáneas en el horno. En cuanto a la humedad del suelo, nosuele haber problemas hasta valores del 20%, recomendándose no exceder un 30 % paraque el coste del tratamiento no sea excesivo.

La presencia de metales pesados (en especial, los más volátiles) y disolventes clorados enlos suelos a tratar suele representar un problema, al requerir sistemas más sofisticados dedepuración de gases. La presencia de cloruros y sulfuros puede incrementar la volatilidad

de ciertos metales como el plomo. También se debe tener en cuenta que los materiales abra-sivos contenidos en el suelo pueden dañar las instalaciones.

En buenas condiciones de calidad del suelo y operación se pueden alcanzar rendimientosde más de un 99% de eliminación de contaminantes orgánicos. Habitualmente se consi-guen valores superiores al 95%.

Algunos suministradores garantizan concentraciones residuales que, para los contaminan-tes típicos, se sitúan en los siguientes órdenes: hidrocarburos derivados del petróleo (acei-tes minerales) < 20 ppm; PAHs < 1 ppm; BTEX < 0,1 ppm; PCP < 0,5 ppm.

Se requiere conocer el tipo de suelo, su granulometría, humedad y contenido de materiaorgánica, así como las condiciones de volatilización (presión de vapor y punto de ebulli-ción) de los contaminantes presentes, a fin de poder ajustar adecuadamente tanto el pro-ceso de desorción como los sistemas de depuración de gases.

Es frecuente realizar pruebas piloto para ajustar el diseño de la desorción para los dife-rentes contaminantes en función de la temperatura del horno y del tiempo de residen-cia en el mismo.

Costes

Los costes de tratamiento dependen del tipo de suelo, su humedad y de los contaminantespresentes. Los órdenes de magnitud identificados varían de 60 a 350 € por m3 de suelo,siendo los más habituales de 60 a 150 € por m3.

Aspectos ambientales

La estructura del suelo se modifica cuando es tratado a temperaturas superiores a 400-500°C. Si la desorción no alcanza estas temperaturas, los constituyentes orgánicos delmismo no se dañan, lo cual permite su reutilización en usos que requieran un soporte deactividad biológica.

7.3.2. Incineración

Fundamentos

La incineración es una tecnología de tratamiento térmico ex situ que se basa en la aplica-ción de altas temperaturas (785-1.000°C) al suelo para volatilizar y oxidar los compuestosorgánicos contenidos en el mismo. Para ello se requiere habitualmente un combustible auxi-liar que permita iniciar y mantener el proceso de combustión. Los gases procedentes de esteproceso arrastran parte de los contaminantes, por lo que deben depurarse antes de su emi-sión a la atmósfera, tanto para eliminar partículas como gases ácidos (HCl, NOx y SOx).

Los hornos de combustión más frecuentemente utilizados responden a alguno de los siguien-tes tipos:

• Horno de lecho circulante: utiliza aire a alta velocidad para generar turbulencias en la zonade combustión y destruir los contaminantes. Opera a una temperatura ligeramente inferior ala de otros incineradores (785-870°C), ya que produce una temperatura uniforme en lacámara de combustión y en el ciclón, a la vez que mezcla completamente los suelos duran-te la combustión. Ello reduce los costes de operación y las emisiones de NOx y CO.

• Horno de lecho fluidizado: utiliza aire a alta velocidad para hacer circular y poner en sus-pensión las partículas de suelo en un bucle de combustión, operando a temperaturas hastade 870°C.

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• Horno de combustión por infrarrojos: es un sistema (generalmente móvil) que utilizaelectrodos de carburo de silicio y alimentación eléctrica para calentar los suelos alas temperaturas de combustión (hasta 1.010°C) en la cámara primaria. Los electro-dos se sitúan sobre una cinta que alimenta el suelo a tratar. Mediante una soplantese suministra aire a lo largo de la cinta de alimentación para controlar la oxidacióndel suelo. En la mayoría de los casos, se dispone una cámara de postcombustiónpara tratar el material que no ha sido totalmente oxidado en la cámara primaria.Existe una unidad experimental de infrarrojos que utiliza una resistencia eléctrica otubos de uranio radiante para calentar el material, operando a temperaturas dehasta 870°C.

• Horno rotativo: es la tipología de incinerador comercial más frecuente. El horno estáformado por un cilindro revestido interiormente con material refractario y ligeramenteinclinado que, al rotar, actúa como cámara de combustión a temperaturas de hasta980°C. Está equipado con una cámara de postcombustión y un sistema de tratamientode gases.

Campo de aplicación

La incineración se emplea para tratar suelos contaminados con compuestos orgánicos,especialmente los derivados de explosivos, hidrocarburos clorados, PCBs y dioxinas.

Elevadas concentraciones de sodio y potasio dan lugar a escorias de bajo punto de fusión,que pueden ser agresivas para el revestimiento refractario o formar partículas que obstruyenlos conductos del gas. La presencia de metales pesados en concentraciones significativaspuede generar escorias que requieran un tratamiento de estabilización antes del vertido. Losmetales pueden reaccionar con elementos como el cloro y azufre, formando compuestos másvolátiles y tóxicos que los originales. Además, los metales más volátiles (plomo, cadmio, mer-curio y arsénico) se incorporan a los gases de combustión, por lo que el sistema de depu-ración de los mismos debe estar diseñado (en su caso) para poder eliminarlos.

El tamaño de las partículas del suelo a incinerar también presenta limitaciones, por lo quees habitual someter al suelo a un pretratamiento que permita separar las impurezas y grue-sos (orientativamente, partículas mayores de 50 mm).

En condiciones adecuadas de operación, la eficacia de esta tecnología en la eliminaciónde los contaminantes objetivo antes señalados supera el 99,99% y puede alcanzar nivelesde reducción de hasta el 99,9999% para compuestos del tipo PCBs y dioxinas, tal y comose contempla en las legislaciones. Se requiere conocer el tipo de suelo, su granulometría,humedad y poder calorífico, así como los contenidos en metales pesados, sodio y potasio,a fin de poder ajustar adecuadamente tanto el proceso de combustión como los sistemasde depuración de gases.

lleva un movimiento de aire en la zona no saturada, favoreciendo la entrada de oxíge-no y la degradación de los compuestos volátiles por la actividad microbiana. Cuando elnivel de la fase libre sube de nuevo, el sistema continúa con la extracción de líquidos.De esta forma, un sistema de bioslurping funciona por ciclos alternos (extracción faselibre y extracción aire del suelo), manteniendo una elevación del nivel freático relativa-mente constante a lo largo del proceso.

La fase líquida extraída por estos sistemas, se envía a un separador de grasas y acei-tes, mientras que el vapor se lleva a un separador aire-agua. El sistema debe diseñar-se para minimizar la cantidad de agua subterránea extraída, así como evitar las emi-siones de gas a la atmósfera, siendo recomendable la reinfiltración de este último en elsubsuelo.

De acuerdo con los métodos expuestos y los objetivos de recuperación, la elección deun método u otro y su diseño puede variar considerablemente, diferenciándose en eltipo de bombas y su disposición en el pozo. La instalación consiste en baterías depozos de igual estructura que los de, por ejemplo, extracción de fase libre (epígrafe7.1.5), variando los sistemas de bombeo instalados en el interior. Para su diseño sedeben tener en cuenta las estrategias que se acaban de exponer de acuerdo con losobjetivos de descontaminación.

Campo de aplicación

Esta tecnología puede aplicarse de forma simultánea para la extracción de compuestosorgánicos volátiles en fase vapor, contaminantes en disolución en fase líquida y compues-tos en fase libre (LNAPL).

La extracción multifase presenta un rendimiento mayor que una extracción del aire del sueloconvencional, en caso que el sustrato sean arcillas o arenas finas. No es recomendable uti-lizar estas tecnologías en substratos de baja permeabilidad, debido a la posibilidad dedejar zonas aisladas con contaminantes no disueltos, no obstante los sistemas de bombeodual son más versátiles, adaptándose mejor a diferentes condiciones del sustrato que losde bombeo simple.

Los factores que limitan la aplicación de estos métodos son:

• Geología del emplazamiento y características y distribución de los contaminantes. Para unaaplicación óptima se recomienda que la permeabilidad (Kw) se sitúe entre 10-3-10-5 cm/s.

• Necesidad de tratamientos posteriores para el agua y el aire extraídos.

El bioslurping se aplica en suelos contaminados con hidrocarburos en fase libre. Es una téc-nica aplicable a profundidades del nivel freático superiores a 30 m.

En el caso del bioslurping, otro factor relevante es la humedad del suelo, ya que debeser suficiente para permitir la biodegradación. Bajas temperaturas ambientales puedendisminuir a su vez la eficacia del tratamiento, como ocurre en cualquier proceso de bio-degradación. En este tipo de sistemas se extraen hidrocarburos, agua y aire del sub-suelo por un sólo pozo, de forma que las tres fases suelen mezclarse. Por ello, es nece-saria la instalación de separadores de grasas y aceites o tratamientos similares antesde poder verterla. Puede ser necesaria la depuración del aire extraído, aunque en lamayoría de los casos se requiere únicamente en las fases iniciales del tratamiento.Dependiendo del emplazamiento, la aplicación del bioslurping puede dar lugar a laextracción de elevadas cantidades de agua subterránea, la cual debe ser también tra-tada.

En general, los rendimientos que se obtienen están en torno al 95% de fase libre extraí-da.

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Costes

Los costes de tratamiento identificados oscilan entre 150 y 1.800 € por m3 de suelo con-taminado con compuestos orgánicos clorados, siendo el rango más habitual de 150-450€ por m3. Para suelos contaminados con PCBs o dioxinas el coste suele ser bastante másalto (orientativamente, entre 2.700 y 5.000 € por m3 de suelo).

Aspectos ambientales

La incineración genera una serie de residuos procedentes del tratamiento de los gases y dela propia combustión (cenizas y escorias), que deben ser gestionados de acuerdo con suscaracterísticas. A diferencia de lo que sucede con la desorción térmica, la incineracióndestruye la estructura del suelo, por lo que la reutilización del material sólido procedentedel tratamiento está limitada.

7.4. Procesos Mixtos

7.4.1. Extracción multifase

Fundamentos

La extracción multifase comprende una categoría general de tecnologías de recuperaciónin situ que extraen más de un tipo de fase de producto de forma simultánea, ya sea a tra-vés de zanjas o de pozos. Las fases incluídas son aire (fase vapor con compuestos orgá-nicos volátiles), agua (fase líquida con contaminantes en disolución) y fase libre (LNAPL).

Siguiendo la terminología de la USACE (1999) y la EPA (EPA/510/B-95/007) para clasi-ficar los distintos mecanismos de aplicación de la extracción multifase, cabe distinguir lossiguientes:

• Extracción dual: mediante este principio de acción, las fases gaseosa y líquida del suelose extraen de forma simultánea a través de conductos separados mediante la utilizaciónde diferentes bombas. En general se utiliza una configuración de doble revestimiento; enla parte interna se sitúa una bomba sumergible que extrae la fase líquida, ya sea aguao fase libre. La fase gaseosa se extrae simultáneamente a través de la zona exterior delpozo, debido a la acción de una bomba de vacío situada en la cabecera.

• Extracción de dos fases: en este caso, la extracción de ambas fases, líquida (agua o faselibre) y gaseosa, se lleva a cabo mediante un único conducto, con una bomba de vacíoo un compresor en la cabecera del pozo. Los fluidos extraídos son llevados a un sepa-rador líquido-vapor.

• Bioslurping: constituye una variante de la extracción de dos fases en la que, además, sefavorece la bioventilación de la zona no saturada. Esta tecnología utiliza un único siste-ma de bombeo por vacío que extrae la fase libre y el aire del suelo de forma conjunta.La aplicación de la bioventilación a la zona no saturada se realiza infiltrando de nuevoel gas que se extrae por el pozo de recuperación de fase libre, de forma que se mini-miza su emisión a la atmósfera. Cuando el proceso de bioslurping ha concluido, el sis-tema se transforma fácilmente en una bioventilación convencional completando la bio-rrecuperación.

Un sistema de bioslurping está constituido por un pozo en el que se instala un tubo deabsorción, el cual está conectado a una bomba. El tubo se coloca al nivel de la faselibre, extrayendo hidrocarburos y agua. Cuando el nivel de la fase libre disminuye debi-do al bombeo, el tubo de absorción comienza a extraer vapores del suelo, lo que con-

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Campo de aplicación

En términos generales, la fitorrecuperación puede emplearse para tratar una amplia variedadde contaminantes como metales pesados (cadmio, cobre, plomo, arsénico, selenio, níquel,cobalto, etc.), pesticidas, disolventes, hidrocarburos pesados derivados del petróleo y PAHs.No obstante, altas concentraciones de contaminantes pueden ejercer efectos tóxicos e inhibirel crecimiento de las plantas. Para contaminantes que se encuentran fuertemente adsorbidos(por ejemplo, PCBs) o débilmente adsorbidos, esta técnica apenas es efectiva.

La textura del suelo puede ser relevante dependiendo de las especies de plantas a utilizary los mecanismos dominantes. Si el contenido de materia orgánica y/o nutrientes es defi-citario, se puede estimular el crecimiento de las plantas mediante abonos.

En cualquier tipo de aplicación las características climatológicas pueden interferir o limitarestacionalmente el crecimiento de las plantas. Dependiendo del tipo de emplazamiento, lasespecies vegetales introducidas pueden incorporarse a la cadena trófica del entorno, porlo que es necesario establecer la concentración de contaminante que puede quedar absor-bida en el tejido vegetal y la proporción que puede pasar al resto de los componentes dela cadena trófica. En aplicaciones in situ, la incorporación de contaminantes o subproduc-tos de degradación a las aguas subterráneas también puede limitar la viabilidad de estatécnica.

En todo caso, la eficacia del tratamiento se ve condicionada por las especies vegetales uti-lizadas y, más concretamente, por su profundidad radicular. Por ello, la fitorrecuperaciónaplicada in situ sólo se utiliza cuando la contaminación se limita a las capas superficialesdel suelo (orientativamente, hasta 0,5-1 metro de profundidad), lo cual es frecuente en casosde contaminación difusa. En aplicaciones ex situ la limitación de profundidad de tratamien-to también debe tenerse en cuenta a la hora de dimensionar la superficie necesaria.

Para alcanzar los objetivos de descontaminación mediante los mecanismos naturales impli-cados en la fitorrecuperación se requiere en la mayor parte de los casos largos periodos,que pueden oscilar desde varias estaciones hasta décadas. En cualquier caso, a similitudde lo que ocurre con los tratamientos biológicos convencionales, es muy difícil conseguir

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Costes

Es dificil establecer un rango de costes para la tecnología de extracción multifase, debidoa sus distintos mecanismos y ámbitos de aplicación. De forma indicativa se pueden estimarlos siguientes costes:

Instalación de equipos: 30.000 – 100.000 €

Manteniemiento y operación: 3.000 – 8.000 €/mes.

Coste total del tratamiento: 100.000 – 500.000 €

Aspectos ambientales

El principal factor ambiental a tener en cuenta es el consumo energético, así como la pro-ducción de residuos que deben ser tratados adecuadamente.

7.4.2. Fitorrecuperación

Fundamentos

La fitorrecuperación es una técnica basada en la utilización de plantas para transferir y esta-bilizar o eliminar contaminantes presentes en el suelo y en el agua. La acción sobre los con-taminantes se ejerce por las propias plantas o por las poblaciones microbianas asociadaspresentes en la rizosfera. Esta técnica se puede aplicar in situ o ex situ. Los principales meca-nismos en que se apoya la fitorrecuperación son los siguientes:

• Biodegradación en la rizosfera: tiene lugar en la zona que rodea las raíces. Las sustan-cias liberadas por las raíces suponen una fuente de nutrientes para los microorganismosdel suelo, lo que estimula su actividad biológica. Las raíces además ablandan el suelo ycuando mueren facilitan el flujo de agua y aire. Este mecanismo provoca que el aguatienda a moverse hacia la zona superficial del suelo, disminuyendo la humedad de laszonas inferiores.

• Fitoacumulación: las plantas absorben los contaminantes a través de las raíces y los acu-mulan en tallos y hojas.

• Fitodegradación: los contaminantes son metabolizados en los tejidos vegetales, los cua-les producen enzimas (como las deshalogenasas y las oxigenasas) que catalizan ladegradación. Se está estudiando si los compuestos aromáticos y los alifáticos cloradosson susceptibles de ser degradados por este mecanismo. En general, en este proceso seobtienen productos de degradación menos tóxicos o inocuos que sus precursores.

• Fitoestabilización: las plantas producen compuestos químicos que inmovilizan los conta-minantes en la interfase raíz-suelo.

La aplicación de la fitorrecuperación comienza con la selección de las especies más ade-cuadas, la cual depende de varios factores, tales como el tipo de suelo, la profundidad ala que se encuentren los contaminantes (lo que determina la longitud de raíces deseada) yel tipo de contaminantes (por ejemplo, las gramíneas y tréboles tienen un alto rendimientode absorción debido a la disposición continua y compacta de sus rizosferas; algunas espe-cies modificadas, como el tabaco transgénico, presentan una gran tolerancia a los metalespesados y gran capacidad de absorción).

Una vez que el ciclo vital de las plantas a concluido, o al menos se han alcanzado los nive-les de descontaminación esperados, las plantas deben retirarse y gestionarse como unaresiduo (depósito en vertedero controlado, incineración, compostaje, etc.).

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son, en general, biodegradables, independientemente de su peso molecular, siempre y cuandolos microorganismos presentes en el suelo tengan un suministro adecuado de nutrientes y no veaninhibida su actividad biológica por la presencia de sustancias tóxicas. Para ello, el pH del suelodebe oscilar entre 6 y 8, la humedad entre 40 y 85% y la temperatura entre 10 y 45°C.

En los hidrocarburos pesados, menos volátiles y solubles, el mecanismo primario de elimi-nación es la biodegradación, por delante de la volatilización. En todo caso, la biodegra-dación se da más lentamente que en los hidrocarburos ligeros.

Los compuestos volátiles y semivolátiles halogenados también pueden ser atenuados deforma natural, si bien la efectividad suele ser mucho menor y los resultados sólo son apre-ciables en ciertos contaminantes particulares.

Los suelos poco permeables tienen una baja aireación, ralentizando el proceso de biode-gradación aerobia. Por el contrario, presentan la ventaja de limitar las posibilidades de dis-persión de los contaminantes.

La atenuación natural no debe utilizarse cuando se da alguna de las siguientes circunstancias:

• Las concentraciones de hidrocarburos totales del petróleo superan los 10.000 ppm.

• Hay presencia de contaminación en fase libre.

• Existen potenciales receptores en el entorno del emplazamiento que se estima puedenalcanzar los contaminantes antes de degradarse por mecanismos naturales.

• Existe la posibilidad de que la migración de los contaminantes los disperse en un ámbi-to espacial amplio antes de degradarse. Esto puede ocurrir en suelos muy permeables ofracturados. Se recomienda evitar el uso aislado de la atenuación natural en suelos conconductividades hidráulicas superiores a 10-6 m/s.

En la práctica, casi siempre se utiliza la atenuación natural como mecanismo complemen-tario de un sistema de recuperación activo. Sólo en casos en que los riesgos evaluados departida sean aceptables, y siempre que se den las circunstancias antes descritas, cabe plan-tear ésta como única medida de recuperación de un emplazamiento.

Dado que no es habitual que concurran los rangos óptimos de todos los parámetros nece-sarios para garantizar una buena biodegradación natural, siempre se debe hacer unaevaluación detallada de cada caso que permita determinar la viabilidad y efectividad deesta solución.

La atenuación natural requiere plazos mucho más largos que los métodos activos para con-seguir las mismas concentraciones residuales, en especial cuando los contaminantes impli-cados son hidrocarburos pesados.

Costes

Los costes de aplicación de esta solución son inferiores a los de la mayoría de tratamien-tos activos y están asociados a la modelización de las tasas de degradación en el estudiode viabilidad, así como a los de control y seguimiento (muestreos y análisis periódicos paracomprobar la evolución espacial y temporal de la contaminación).

Aspectos ambientales

La atenuación natural requiere la monitorización constante de la zona durante el tiempoque dure el proceso, ya que debe evitarse la posible migración descontrolada de conta-minantes.

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concentraciones residuales de contaminantes por debajo de ciertos umbrales en los que losmecanismos de biodegradación ya no son efectivos en la práctica.

Costes

La información disponible sobre costes de aplicación a escala real es limitada y varía sen-siblemente de unos casos a otros. Una estimación orientativa de rango habitual de costeoscila entre 30 y 60 € por m3 de suelo tratado.

Aspectos ambientales

En principio, la acumulación de contaminantes en plantas no tiene efectos negativos. No obs-tante, debido a las incertidumbres todavía remanentes acerca de los procesos implicados ysus efectos, la posibilidad de incorporación de contaminantes a las aguas subterráneas o acadenas tróficas puede tener importancia en algunos casos. En cualquier caso, el tratamien-to de las plantas como residuos exige una gestión acorde con sus características.

7.4.3. Atenuación natural

Fundamentos

Se incluye bajo este concepto y se diferencia de las tecnologías anteriormente descritas lasolución denominada habitualmente “atenuación natural” que, si bien consigue una dismi-nución de las concentraciones de contaminantes en suelos y/o aguas subterráneas, lo hacesin intervenciones antrópicas significativas. Por ello, se la puede considerar como una no-tecnología, aunque de suficiente interés para resolver ciertos casos de contaminación porhidrocarburos derivados del petróleo.

Se trata de un sistema de recuperación pasivo basado en aprovechar los procesos natura-les (dilución, volatilización, biodegradación, adsorción y transformación química) que sedan en el subsuelo, para reducir las concentraciones de los contaminantes hasta nivelesaceptables.

En general, para los hidrocarburos derivados del petróleo, la biodegradación es el meca-nismo de atenuación natural más importante, siendo el único que disminuye realmente laconcentración de los mismos.

La atenuación natural debe apoyarse en ciertos factores específicos de cada emplaza-miento para que pueda llevarse a cabo. Estos factores son los siguientes:

• Protección de receptores potenciales durante el proceso.

• Condiciones geológicas y geoquímicas favorables.

• Reducción de contaminantes probada y documentada en un plazo de tiempo razonable.

• Confirmación en estudios microbiológicos de la degradación del contaminante.

• Asegurar la contención de los contaminantes residuales, tanto durante como después delproceso.

Es importante realizar los modelos necesarios para caracterizar el emplazamiento en referen-cia a las tasas de degradación de los contaminantes y sus vías de migración, así como la con-centración de contaminante en receptores potenciales gradiente debajo de la fuente.

Campo de aplicación

Los contaminantes que se pueden tratar mediante esta técnica son los compuestos volátiles ysemivolátiles no halogenados, así como los hidrocarburos derivados del petróleo. Estos últimos

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Una forma de enfocar la estrategia de recuperación de un suelo contaminado consiste enconfinar los contaminantes reduciendo su movilidad, de forma que se evite su migración aotros medios. La reducción de la movilidad se consigue actuando directamente sobre lascondiciones en las que se encuentran los contaminantes en el suelo.

Las tecnologías de confinamiento que se describen, clasificadas en función de los princi-pios de acción, se sintetizan en la tabla 8.1.

8.1. Procesos Físico-Químicos

8.1.1. Estabilización Físico-Química

Fundamentos

La estabilización físico-química es una técnica aplicada ex situ que persigue reducir lamovilidad de los contaminantes del suelo, ya sea cambiando su estado químico o ais-lándolos físicamente dentro de una matriz estable. La reducción de la movilidad se llevaa cabo mezclando el suelo contaminado con los aditivos adecuados de forma que lamatriz resultante del tratamiento sea estable y presente mucha menor lixiviación que elsuelo original.

Los aditivos utilizados pueden ser orgánicos o inorgánicos. Los procesos genéricos quecomercialmente han alcanzado mayor desarrollo son los siguientes:

• Mezcla con cemento Portland o cemento puzolánico: estos materiales reaccionan con elagua del suelo, dando lugar a una matriz cementada. Además el incremento del pHfavorece la precipitación e inmovilización de algunos metales pesados.

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CAPÍTULO 88.1. Procesos Físico - Químicos

8.1.1. Estabilización Físico - Química

8.1.2. Inyección de solidificantes

8.2. Procesos Térmicos

8.2.1. Vitrificación

TECNOLOGÍASDE CONFINAMIENTO

Procesos Físico - QuímicosEstabilización Los contaminantes se inmovilizan en una masa o se reduce su Ex situFísico - Química movilidad con agentes estabilizantes mediante procesos

físico - químicos.Inyección de Inyección en el terreno de lechadas de elementos solidificantes para In situsolidificantes inmovilizar la zona contaminada.

Procesos TérmicosVitrificación Los contaminantes se estabilizan mediante aplicación de altas In situ/Ex situ

temeraturas.

Tecnologías Descripción Aplicación

Tabla 8.1 Tecnologías de confinamiento

En función del grado de estabilización e inmovilización obtenido con el tratamiento, elmaterial resultante puede ser reutilizado o debe destinarse a un vertedero controlado acor-de con sus características.

Campo de aplicación

Esta técnica es apropiada para el tratamiento de suelos contaminados con compuestosinorgánicos, principalmente metales pesados. En general, los compuestos orgánicosvolátiles no se pueden estabilizar y probablemente se emitirán a la atmósfera duranteel tratamiento. La elección del proceso adecuado de estabilización exige consideracio-nes de posibles incompatibilidades de los aditivos con componentes mayoritarios ominoritarios del suelo. El contenido de materia orgánica del suelo no debe ser superiora un 5-10%.

Los procesos de estabilización se suelen traducir en incrementos significativos del volumeninicial de suelo contaminado (hasta del doble) que, si finalmente debe eliminarse en unvertedero, supone costes de gestión importantes.

En la práctica, esta técnica consigue una reducción de la producción de lixiviados en tornoa un 90-95% cuando se aplica a suelos contaminados con sustancias inorgánicas. En sue-los contaminados con compuestos orgánicos la eficacia suele ser mucho más baja.

Además de la caracterización de la contaminación del suelo, el estudio de la viabilidad deesta técnica exige recabar otros datos, siendo los más frecuentes pH, capacidad de inter-cambio iónico, distribución granulométrica, límites de Atterberg y contenido de humedad,sulfatos y materia orgánica. Sobre el material resultante del tratamiento debe analizarse sudensidad, resistencia mecánica, permeabilidad, potencial de lixiviación, durabilidad físicay estabilidad química.

Es habitual realizar estudios a escala piloto antes de diseñar en detalle un proceso de esta-bilización físico-química.

Costes

El coste de aplicación de esta técnica depende sensiblemente del proceso concreto utiliza-do, así como de la dosificación de agentes estabilizantes. El rango de coste identificadovaría entre 70 y 225 € por m3 de suelo tratado, excluyendo los costes de vertido del mate-rial resultante, si es el caso. Como rango típico de coste de aplicación puede considerar-se 90-200 € por m3 de suelo tratado.

Aspectos ambientales

Los procesos de estabilización físico-química conllevan incrementos significativos del volu-men inicial de suelo contaminado. Si el material resultante no se puede reutilizar, debe ges-tionarse como un residuo.

8.1.2. Inyección de solidificantes

Fundamentos

La inyección de solidificantes es una técnica aplicada in situ que, mediante la introducciónen el terreno de aditivos, induce procesos físico-químicos que consiguen reducir la movili-dad de los contaminantes del suelo, formando una matriz de baja permeabilidad y poten-cial de lixiviación. Los aditivos que habitualmente se utilizan son de dos tipos:

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TECNOLOGÍAS DE CONFINAMIENTO

• Bituminización: en este proceso los suelos (en la mayoría de los casos en forma defango) se mezclan con asfalto en caliente dentro de un mezclador de paletas. La tem-peratura reduce el contenido de humedad hasta un 0,5% aproximadamente. Cuando lamezcla se enfría, el suelo contaminado queda encapsulado en el asfalto.

• Alcalinización: en este proceso se añaden al suelo fosfatos y/o álcalis que aumentan elpH y facilitan la formación de moléculas complejas de baja solubilidad. Al contrario queotros procesos de estabilización, la matriz resultante de éste no es un sólido monolítico.

La elección del proceso de estabilización adecuado depende de las posibles incompati-bilidades entre los aditivos a utilizar y los componentes mayoritarios y minoritarios delsuelo (los contaminantes orgánicos pueden afectar el comportamiento del agente estabili-zante). En todo caso, los sistemas basados en la adición de cemento son los más utiliza-dos, por presentar menores costes y un rendimiento adecuado de estabilización.

La mayoría de los sistemas de estabilización presentan un esquema básico de procesosimilar que, no obstante, es bastante flexible, permitiendo adaptaciones a las condicionesespecíficas del suelo a tratar. Genéricamente, la aplicación de esta técnica conlleva lossiguientes pasos:

• Pretratamiento del suelo, que suele consistir en un cribado para eliminar elementos grue-sos. Aunque puede variar de un caso a otro, habitualmente no deben introducirse en elproceso partículas de más de 60 mm.

• Mezcla de los aditivos (agentes estabilizantes), agua y suelo a tratar en un tanque. Elproceso de mezcla puede tener lugar en continuo o por tandas (batch).

• Almacenamiento, caracterización y gestión del material resultante (suelo tratado).

Las proporciones de aditivos estabilizantes y agua utilizados varían de un sistema a otro.Para los sistemas basados en la adición de cemento, las proporciones de aditivos depen-den de si se pretende o no reutilizar el suelo tratado para un uso comparable con el de unmortero de cemento convencional. En el primer caso, las proporciones de mezcla (en peso)están en torno a un 70% de suelo contaminado, 20% de cemento y 10% de agua; algu-nas referencias citan las ventajas de incluir otros aditivos aparte del cemento (silicato sódi-co, cenizas volantes, etc.), en cuyo caso su dosificación se sitúa en órdenes de 1-2% enpeso. En caso de no pretender la reutilización del suelo, los objetivos de estabilización pue-den conseguirse con proporciones de cemento menores (del orden de 2-5% en peso).

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COMUNIDAD DE MADRID

zar con cemento suelos contaminados con plomo). Se recomienda llevar a cabo siempreensayos de tratabilidad.

Costes

El coste de aplicación de esta técnica depende básicamente de los aditivos utilizados, sudosificación y la profundidad y tipo de suelo a tratar. A título orientativo, el coste puedeoscilar de 90 a 200 €/m3 para aplicaciones a escasa profundidad (1-2 metros) y de 200a 325 €/m3 para aplicaciones más profundas.

Aspectos ambientales

La aplicación de esta técnica supone la introducción en el suelo de materiales ajenos a sucomposición natural y la alteración de su textura. Una vez tratado el suelo contaminado,su volumen original puede aumentar en cuantías que varían de un sistema a otro, siendohabituales incrementos del orden del 10%.

8.2. Procesos Térmicos

8.2.1. Vitrificación

Fundamentos

La vitrificación es una técnica que, mediante el calentamiento del suelo contaminado a altatemperatura, transforma éste en un material cristalino y químicamente estable. Con ello seconsigue reducir la movilidad de los contaminantes inorgánicos y destruir los compuestosorgánicos por reacciones de oxidación y/o pirólisis. La técnica opera favoreciendo la fusióndel suelo para lo cual es preciso que éste contenga (o, en su defecto, hay que añadirlos) losminerales que permiten la formación de la masa vítrea (óxidos de silicio, aluminio, fósforo yplomo) y los óxidos alcalinos (Na, Li, K) que le confieren estabilidad y durabilidad.

En su aplicación ex situ, el calentamiento del suelo se puede conseguir a través de diversossistemas (plasma, corriente eléctrica directa, combustión, inducción o microondas), siendo laaplicación de una corriente eléctrica el más extendido. Una vez separados los elementosgruesos del suelo y, en caso necesario, añadidos los agentes vitrificantes, el suelo se intro-duce en un horno similar a los utilizados para la fabricación de vidrio, sometiéndolo a unacorriente eléctrica hasta alcanzar temperaturas de 1.100-1.400°C. El vapor de agua y losgases generados en el tratamiento se captan y tratan antes de su emisión a la atmósfera.

En las aplicaciones in situ, la temperatura de tratamiento es mayor (de 1.600 a 2.000°C).El proceso comienza depositando una capa de un material de alta conductividad eléctrica(por ejemplo, grafito) sobre el terreno a tratar, la cual se calienta con electrodos hasta con-seguir su fusión y la del suelo subyacente. Este proceso se repite, incrementando progresi-vamente la profundidad de suelo vitrificado. El vapor de agua y los productos resultantesde la pirólisis se recogen en una campana que funciona en ligera depresión y se condu-cen al sistema de tratamiento de gases para eliminar partículas y otros contaminantes. Paraun equipo medio (en torno a 50 t/día), la duración del proceso es de unos 10 días, nece-sitándose varios meses para que el suelo tratado se enfríe.

Campo de aplicación

Esta técnica ha demostrado su efectividad en un amplio rango de contaminantes, desdeinorgánicos (principalmente mercurio, plomo, cadmio, arsénico, bario, cromo y cianuros)

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TECNOLOGÍAS DE CONFINAMIENTO

• Aditivos inorgánicos: los más comunes son cemento, mezcla de cal y cenizas o puzola-nas.

• Aditivos orgánicos: suelen ser sustancias bituminosas o asfálticas, polietileno o parafi-nas. En este caso se produce una microencapsulación.

Las proporciones de aditivos necesarios dependen de factores como el aditivo en cuestión,la textura del suelo y el grado de inmovilización deseado. Es frecuente manejar porcenta-jes del 5-15% para los aditivos más comunes (inorgánicos).

En aplicaciones a poca profundidad (hasta aproximadamente 1 metro en suelos heterogé-neos o 3-4 metros en suelos homogéneos) la inyección del agente solidificante se puedeefectuar mediante inyectores en cabeza colocados en diferentes puntos, que proyectan elsolidificante en un radio efectivo de aproximadamente 1 metro. Para mayores profundida-des es preciso utilizar sistemas alternativos como sondeos o cajones neumáticos similaresa los empleados en cimentaciones. La instalación comprende una batería de pozos deinyección de similar disposición a los utilizados en el sellado profundo (figura del epígra-fe 9.3), aunque actuando directamente sobre el suelo contaminado.

Esta técnica se utiliza típicamente en la zona no saturada del suelo. Para tratar suelossaturados puede ser preciso rebajar, siquiera temporalmente, el nivel freático mediantebarreras o pantallas.

Campo de aplicación

Esta técnica es apropiada para suelos contaminados con sustancias inorgánicas. Su efec-tividad en suelos contaminados con compuestos semivolátiles o pesticidas es mucho menor.Los contaminantes orgánicos pueden afectar al comportamiento del agente estabilizante,por lo que siempre deben considerarse las posibles incompatibilidades.

La textura y heterogeneidad del suelo también condicionan su aplicación. En suelos de bajapermeabilidad (conductividad hidráulica inferior a 10-7 m/s, aproximadamente), la inyec-ción puede resultar difícil y de escasa efectividad. Generalmente, los suelos heterogéneosrequieren técnicas más caras y sofisticadas que los homogéneos. En todo caso, el conteni-do de materia orgánica no debe ser superior al 5-10 %.

La inyección de solidificantes in situ no suele aplicarse a profundidades superiores a 5-6metros.

Mediante esta técnica se ha conseguido reducir la movilidad (potencial de lixiviación) delos contaminantes objetivo (inorgánicos y, en particular, metales pesados) hasta en un 95%.No obstante, si el uso futuro del emplazamiento permite la acción directa de ciertos agen-tes meteorológicos (infiltración de precipitaciones, erosión, heladas, etc.) sobre el suelo tra-tado, la efectividad a largo plazo en cuanto a inmovilización de los contaminantes puedeverse comprometida.

En cuanto a datos de producción, existen equipos que permiten tratar unas 35-70 tonela-das/hora de suelo en aplicaciones a escasa profundidad (1-2 metros). Para aplicacionesmás profundas, la producción orientativa puede ser de 20-45 toneladas/hora.

Para analizar la viabilidad de la aplicación de esta técnica es necesario conocer, al menos:

• Propiedades del suelo: granulometría, humedad, capacidad de intercambio iónico, pH,contenido en materia orgánica, contenido en sustancias inorgánicas (metales y sulfatos)y contaminantes orgánicos, potencial de lixiviación.

• Posibles incompatibilidades entre los aditivos que se van a utilizar y los componentesmayoritarios y minoritarios del suelo (por ejemplo, puede haber problemas al inmovili-

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COMUNIDAD DE MADRID

En cuanto a la humedad del suelo, el rango aceptable también es muy amplio (se citancasos hasta un 70%). No obstante, para su aplicación in situ a suelos saturados de for-maciones de permeabilidad media o alta (orientativamente, de conductividad hidráulicasuperior a 10-6 m/s), se recomienda rebajar el nivel freático antes de vitrificar. En este tipode aplicación, la profundidad máxima alcanzable es de unos 6-7 metros en formacionesporosas homogéneas; en formaciones heterogéneas con alternancia de capas y presenciade niveles rocosos, dicha profundidad se reduce a unos 5 metros.

Con esta técnica se consigue una eliminación prácticamente completa de los contaminan-tes orgánicos y una inmovilización de los contaminantes inorgánicos. En el conjunto del tra-tamiento (vitrificación propiamente dicha más depuración de gases) se han comprobadorendimientos de eliminación de PCBs y COVs superiores al 99%. En cuanto a metales pesa-dos, se ha conseguido inmovilizar en la masa vitrificada porcentajes que oscilan del 70 al99%; los más volátiles (por ejemplo, mercurio) pasan en buena medida a la corriente degases a tratar antes de su emisión a la atmósfera.

El suelo vitrificado resultante del tratamiento es un material resistente, duradero y con unpotencial de lixiviación muy bajo. Es todavía una técnica de escasa aplicación a escalareal en Europa, debido a su alto consumo energético y coste.

Para analizar la viabilidad de la aplicación de esta técnica es necesario conocer, al menos,las siguientes propiedades del suelo: granulometría, humedad, contenido en sustanciasinorgánicas (en particular, óxidos de sodio, litio y potasio, sílice) y contaminantes orgáni-cos, potencial de lixiviación.

Para su aplicación in situ, conviene conocer además la distribución espacial de la conta-minación (extensión y profundidad), la densidad del suelo y la presencia de huecos ymacroporos en el mismo.

Costes

El coste de aplicación de esta técnica in situ varía entre 650 y 900 € por m3. La aplica-ción ex situ a suelos contaminados ha sido hasta el momento mucho más limitada. Los esca-sos datos disponibles indican costes entre 500 y 1.000 € por m3 para la vitrificación exsitu, de los cuales el consumo de energía eléctrica supone un 60-70%.

Aspectos ambientales

El consumo energético es elevado (entre 700 y 1.000 kWh/tonelada para las aplicacio-nes in situ). Una vez tratado el suelo, su estructura original queda totalmente modificada,por lo que la posible reutilización del mismo se ve limitada.

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TECNOLOGÍAS DE CONFINAMIENTO

hasta orgánicos volátiles y semivolátiles, pesticidas, PCBs y dioxinas. El tipo de contami-nación presente en el suelo (en particular, compuestos orgánicos y sustancias volátiles) con-diciona sobre todo el sistema de tratamiento de gases, más que el equipo de vitrificaciónpropiamente dicho. En todo caso, se recomienda que el contenido en compuestos orgáni-cos no supere el 7-10% en peso (para no dificultar ni dañar los equipos de tratamiento degases) y el de metales sea inferior al 40% en peso.

En cuanto a las características del suelo, hay que garantizar un contenido en sílice sufi-ciente para la formación de la masa vítrea y un contenido alcalino (óxidos de Na, Li, K)entre 1,4 y 15% en peso (rango óptimo de 2-5%). La mayor parte de los suelos naturalesposeen estas características, por lo que es infrecuente tener que corregir estos parámetrosmediante adiciones o mezclas.

La granulometría aceptable del suelo es muy amplia; no obstante, se debe vigilar que elcontenido de limos y arcillas no llegue a impedir la liberación del agua al calentar elsuelo. En aplicaciones in situ también es importante la textura (la presencia de huecos omacroporos dificulta el proceso) y consistencia del terreno, que pueden aconsejar unacompactación previa al tratamiento. No obstante, hay que tener en cuenta que a mayordensidad, se requerirá más energía y tiempo para la vitrificación, encareciéndola.

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COMUNIDAD DE MADRID

Procesos de vitrificación: ex situ (superior) e in situ (inferior)

Las tecnologías de contención persiguen el aislamiento de la contaminación, pero sinactuar directamente sobre los contaminantes. Generalmente, se evita la extensión de lacontaminación mediante la utilización de barreras físicas.

Las tecnologías de contención descritas se sintetizan en la tabla 9.1.

9.1. Elementos verticales de contención

Fundamentos

Esta tecnología engloba una serie de técnicas que persiguen la reducción del movimientohorizontal de la contaminación en el suelo, ya sea en forma de lixiviados o por disoluciónen agua subterránea. Pueden presentar mayor o menor complejidad, llegando a combinardiferentes técnicas según las características del emplazamiento.

Una de las técnicas más utilizadas es la instalación de muros pantalla, la cual se basa enla excavación en el suelo de una zanja profunda a lo largo de la alineación prevista, paraposteriormente rellenarla con el material constitutivo del muro pantalla. A este respecto,existen varias alternativas: las más frecuentes utilizan bien una mezcla de cemento y ben-tonita (con o sin aditivos), bien hormigón (en masa o armado). En ocasiones estos mate-riales se complementan con la colocación de láminas sintéticas.

En todo caso, el proceso constructivo se inicia con la excavación de una zanja de entre 0,4 y1,2 metros de anchura y escasa profundidad, en la que se construyen unos muros de hormigón(muros guía). La zanja tiene la función de alojar el lodo de perforación y servir de guía para eltrabajo de la excavadora. A partir de ese momento comienza la excavación en profundidad,que se desarrolla en tramos alternos (bataches) para no comprometer la estabilidad del conjun-to. En función de cómo se realizan los siguientes pasos, cabe distinguir dos variantes:

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CAPÍTULO 9

9.1. Elementos verticales de contención

9.2. Sellado superficial

9.3. Sellado profundo

9.4. Vertido controlado

9.5. Barreras hidraúlicas

TECNOLOGÍASDE CONTENCIÓN

Elementos Verticales Mediante la instalación de barreras de obra civil se impide la In situde contención migración de contaminantes de forma lateral.Sellado superficial Construcción de capas impermeables en la superficie del terreno, In situ

impidiendo la dispersión de gases y partículas a la atmósferay la infiltración de agua de lluvia.

Sellado profundo Inyección de materiales impermeables bajo la zona contaminada In situpara evitar su migración en profundidad.

Barreras hidráulicas Instalación de diversos métodos de extracción de agua subterránea In situpara impedir la migración de la pluma de contaminación.

Vertido controlado Deposición del suelo en un vertedero controlado. Ex situ

Tecnologías Descripción Aplicación

Tabla 9.1 Tecnologías de contención

utiliza una tubería de revestimiento provisional. El relleno del sondeo con lechada se efec-túa a medida que se va extrayendo la batería. Los diámetros de los pilotes suelen variarde 25 a 100 cm. Con este sistema se alcanzan profundidades de hasta 50 metros.

• Perforación con barrena helicoidal: la perforación se realiza con un cilindro hueco (eje)que lleva adosada una barrena helicoidal. El avance de la hélice desagrega el suelo,que asciende por ella. En suelos poco consolidados puede ser necesaria una tubería derevestimiento provisional. Una vez alcanzada la profundidad prevista, se rellena el son-deo con la lechada inyectada a través del eje, a medida que se va extrayendo la barre-na. Los diámetros de los pilotes suelen ser de 45 a 70 cm. Con este sistema se alcanzanprofundidades de hasta 30 metros.

Cuando se trata de crear una barrera impermeable, la construcción de los pilotes se com-plementa con inyecciones de lechada que se suelen realizar a través de perforaciones ver-ticales de menor diámetro (10-15 cm) localizadas entre los pilotes.

Otra técnica de contención vertical es el tablestacado metálico, el cual está compuestopor una sucesión de perfiles de acero con sección en forma de U o Z, que se hincan enel suelo en posición vertical siguiendo la alineación prevista para la función que debendesempeñar. Los perfiles consecutivos se enlazan entre sí aprovechando la forma de susalas. Cuando la función del tablestacado exige la estanqueidad del mismo, debe proce-derse a sellar el espacio que queda entre dos alas consecutivas, para lo cual se puedeutilizar una lechada de cemento-bentonita inyectada o cordones de sellado de poliureta-no.

Dependiendo de la textura del suelo, la profundidad de la base y de las limitaciones ambien-tales del emplazamiento (ruido, vibraciones) el método de colocación de las tablestacas puedeser por hinca (percusión), vibración o empuje. El tablestacado debe anclarse en una baseimpermeable a efectos prácticos (natural o creada mediante un sellado profundo).

Campo de aplicación

Las técnicas de contención vertical se aplican de forma óptima en suelos granulares no muycompactados. En el caso del muro pantalla, la presencia de gruesos (bolos, gravas) en elsustrato dificulta considerablemente la excavación. Se debe tener en cuenta la proximidadde la zona donde se quiere realizar la excavación a edificios e instalaciones subterráne-as. La inyección de cemento-bentonita no se recomienda hacer a menos de 5 m de edifi-cios si la profundidad de la misma va a ser superior a 3 m. En caso de utilizar un tables-

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TECNOLOGÍAS DE CONTENCIÓN

• Construcción en una fase: cada batache se excava hasta la profundidad prevista con laayuda de una lechada de cemento-bentonita que se va añadiendo y desplaza el sueloexcavado. De esta forma, la lechada cumple la doble función de lodo de perforación ymaterial constitutivo de la pantalla. Esta variante generalmente se aplica para muros depoca profundidad.

• Construcción en dos fases: cada batache se excava hasta la profundidad prevista conla ayuda de un lodo de perforación (agua con bentonita), que desplaza el suelo exca-vado, a la vez que contribuye a crear una película protectora que estabiliza las paredesde la excavación. Una vez alcanzada la profundidad prevista, se rellena la perforacióncon el material constitutivo de la pantalla (lechada de cemento-bentonita u hormigón)que, por diferencia de densidades, va desplazando al lodo hacia el exterior. Éste se eva-cúa a un depósito o se transfiere directamente a otro batache.

Construyendo con uno de estos métodos bataches alternos y posteriormente los que que-dan entre aquéllos, se consigue la continuidad del muro pantalla.

Otra técnica de gran utilidad para realizar una contención vertical de la contaminación esla inyección de cemento-bentonita, cuya instalación se realiza de la siguiente manera: seperforan una serie de sondeos siguiendo la alineación prevista hasta la profundidad dese-ada y se rellenan con una lechada de cemento o cemento-bentonita inyectada a presión,con lo cual se conforma una familia de pilotes. Éstos deben complementarse con una inyec-ción adicional de lechada que penetre en el suelo existente entre los pilotes hasta confor-mar una pantalla subterránea continua.

En ambos casos, la forma de construir los pilotes responde habitualmente a uno de lossiguientes esquemas:

• Perforación con lodos: la perforación se realiza mediante una cabeza que avanza arotación o rotopercusión con la ayuda de un fluido o lodo (agua con bentonita), el cualasciende por los laterales del sondeo arrastrando el suelo excavado, a la vez que con-tribuye a crear una película protectora que estabiliza las paredes de la perforación. Unavez alcanzada la profundidad prevista, se rellena el sondeo con la lechada de cemen-to o cemento-bentonita. Los diámetros de los pilotes suelen variar de 50 a 125 cm. Lasprofundidades habitualmente alcanzadas con este sistema son de hasta 30 metros.

• Perforación con batería: la perforación se realiza con un cilindro hueco (batería) que avan-za hasta alcanzar la profundidad deseada. Si se perforan suelos poco consolidados, se

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COMUNIDAD DE MADRID

El coste de aplicación de la inyección de cemento-bentonita depende de los factores antesseñalados. Unos rangos orientativos de coste son los siguientes:

• Pantallas permanentes hasta 15 m de profundidad:

- Perforación con lodos: 140-220 €/m2.

- Perforación con batería: 75-140 €/m2.

- Perforación con barrena helicoidal: 100-125 €/m2.

• Suplemento para profundidades de 15 a 30 m: 25%.

• Suplemento para profundidades mayores de 30 m: 50%.

El coste de aplicación de los tablestacados metálicos depende de los factores antes seña-lados. Unos rangos orientativos de coste para los principales conceptos implicados sonlos siguientes:

• Tablestacado básico de acero (hasta 15 m de profundidad): 50-75 €/m2 para instala-ciones temporales; 100-140 €/m2 para instalaciones permanentes.

• Suplemento por tratamiento de estanqueidad al agua: 15-25 €/m2.

• Suplemento por revestimiento: 5-15 €/m2.

• Suplemento por anclaje de fondo (5-6 m): 10-25%.

• Suplemento para profundidades mayores de 15 m: 15-25 €/m2.

Aspectos ambientales

Los aspectos ambientales a destacar en este grupo de tecnologías son el consumo energé-tico derivado de la maquinaria necesaria para su instalación, así como las molestias porruido derivadas de las obras de instalación.

9.2. Sellado superficial

Fundamentos

El sellado superficial es una técnica de contención cuyas finalidades principales son evitarla exposición directa a la contaminación del suelo, limitar la infiltración de agua de lluviaen el suelo contaminado y controlar la incorporación de los contaminantes volátiles a laatmósfera.

Un sellado superficial se puede conseguir con diversos materiales y técnicas constructivas.En función de ello, cabe establecer tres grandes grupos de soluciones dentro de esta téc-nica:

• Sellado con materiales naturales (suelos de textura granular mezclados o no con bento-nita).

• Sellado con obra civil (aglomerados asfálticos u hormigones).

• Sellado con láminas sintéticas (termoplásticos).

El sellado con materiales naturales utiliza suelos de textura arcillosa, o una mezcla de suelode textura arenosa o limosa con bentonita. La bentonita es un tipo de arcilla con presenciamayoritaria del mineral montmorillonita, que tiene la propiedad de aumentar su volumen ini-cial (seco) de un 350 a un 800% cuando se satura de agua. Esta propiedad hace que la ben-tonita (sola o mezclada) se autoselle cada vez que se humedece, confiriendo a la masa una

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TECNOLOGÍAS DE CONTENCIÓN

tacado metálico, se recomienda dejar una distancia de entre 5 y 25 m entre la alineacióndel tablestacado y los edificios más próximos.

En cuanto a la profundidad a la que pueden llegar cada una de las técnicas, existen clarasdiferencias. La profundidad que puede alcanzar un muro pantalla depende de la maquinariade excavación. Tradicionalmente se solían alcanzar profundidades de 50-60 m, aunque en laactualidad se alcanzan los 100 m. En el caso de la inyección de cemento-bentonita, convienetener presente que la garantía de contención que ofrece la instalación disminuye con la pro-fundidad. En general no se suelen instalar a más de 50 m. El tablestacado metálico dependedel tipo de suelo, aunque no alcanza profundidades de más de 30 m.

A la hora de llevar a cabo estas técnicas es necesario evaluar la naturaleza de la conta-minación para poder elegir los materiales de construcción adecuados, de forma que noqueden adsorbidos en las pantallas o puedan ser corrosivos a los materiales.

En relación a las producciones de estas técnicas, en la construcción de muros pantalla depen-den en gran medida del tipo de suelo, de la profundidad del muro y de la maquinaria deexcavación empleada. A título orientativo se puede considerar que con maquinaria conven-cional (cucharas bivalvas, pesadas o hidráulicas con semikelly) se pueden construir 50-100m2 por turno de trabajo; con equipos más avanzados (por ejemplo, hidrofresas) se alcanzanhasta 250 m2 por turno de trabajo en terrenos blandos. Otro factor a tener en cuenta es eltiempo que se precisa para el fraguado de los materiales constitutivos del muro que, en fun-ción de las dosificaciones y aditivos, suele variar entre una semana y un mes.

Las producciones que se pueden conseguir en la aplicación del tablestacado metálicodependen mucho de las profundidades, limitaciones de espacio de maniobra en el empla-zamiento y, sobre todo, del tipo de suelo. Con buenos materiales y una ejecución cuida-dosa, la vida útil de un tablestacado metálico puede alcanzar los 50 años, en condicionesambientales normales. Un aspecto crucial a este respecto es la posible corrosión del acerocomo consecuencia del contacto con las aguas subterráneas o con los contaminantes delsuelo y/o las aguas. Salvo condiciones excepcionales (ambientes muy corrosivos o conta-minantes muy agresivos), la protección que incorporan de fábrica las tablestacas metálicas(revestimientos o protección catódica) es suficiente para garantizar una larga vida útil. Encaso de considerarse preciso, las tablestacas se pueden someter a tratamientos especialesde protección (por ejemplo, recubrimiento con una capa de poliuretano).

Costes

Debido a la complejidad de los trabajos y al alto grado de coordinación y control de eje-cución necesarios, el coste de aplicación del muro pantalla suele ser más alto que el deotras alternativas de contención. En todo caso, el coste depende básicamente de la pro-fundidad del muro y del método de excavación necesario.

Unos rangos orientativos de coste son los siguientes:

• Para un muro pantalla estándar de unos 30 m de profundidad y 60 cm de anchura:

- Muro de cemento-bentonita construido en una fase: 100-200 €/m2.

- Muro de cemento-bentonita construido en dos fases: 125-225 €/m2.

- Muro de hormigón: 125-225 €/m2.

• Para un muro pantalla de hormigón armado de hasta 15 m de profundidad: 140-300€/m2.

• Suplemento para profundidades de 15 a 30 m: 10-15%.

• Suplemento por colocación de lámina sintética: 20-25 €/m2.

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COMUNIDAD DE MADRID

El buen comportamiento de un sellado con materiales naturales está supeditado a ciertascondiciones, entre las que cabe destacar las siguientes:

• Si se va a utilizar un material granular sin mezcla con bentonita, éste debe tener un con-tenido de partículas finas (< 2 micras) superior al 35%. En este caso, se recomienda quela capa de sellado tenga un espesor mínimo de 40 cm.

• En el caso de utilizar mezclas de materiales granulares con bentonita, el contenidode partículas finas de ésta debe ser mayor del 15%. En función de las característicasgranulométricas del material a mezclar con la bentonita, se establecerán los espeso-res mínimos recomendables, que varían de unos pocos centímetros (para materialarcilloso) a unos 25 centímetros (para material arenoso).

• Sea cual sea la solución elegida, sobre la capa de sellado propiamente dicha debe habi-litarse otra de drenaje del agua de lluvia, así como una protección que impida el creci-miento de raíces en el seno de la capa de sellado.

• Las condiciones climáticas del emplazamiento y el diseño de toda la cubierta superficialdeben garantizar que el material de sellado propiamente dicho no va a estar sometidoa frecuentes procesos de humectación-desecación, que pueden comprometer la integri-dad del mismo y su función aislante.

Debido a la rigidez estructural que las caracteriza, las soluciones de sellado con obra civiltienen una aplicación limitada si se prevén asientos diferenciales del suelo tras la recupe-ración del emplazamiento (por ejemplo, en vertederos). No obstante, soluciones menos rígi-das (como las placas prefabricadas de hormigón) pueden ser aceptables, siempre y cuan-do se garantice la estanqueidad de las juntas. Si se prevé que la capa de sellado puedeestar en contacto con lixiviados de vertederos, las soluciones de obra civil no son adecua-das, dada la agresividad de aquéllos sobre estos materiales. En todo caso, las solucionesde sellado con obra civil no garantizan la contención de los compuestos orgánicos voláti-les.

Las láminas sintéticas utilizadas en sellados superficiales deben tener al menos 1 mm deespesor. Su colocación exige rigurosos controles, en particular, de la ejecución de las unio-nes de piezas por soldadura. Al igual que en los sellados con materiales naturales, sobre lalámina debe habilitarse una capa de drenaje del agua de lluvia, una protección que impi-da que las raíces alcancen la lámina y, frecuentemente, una capa de suelo soporte de vege-tación. Si la presencia de compuestos organoclorados volátiles en el suelo contaminado essignificativa, la elección del material constitutivo de la lámina ha de ser cuidadosa, ya quepocos materiales plásticos son compatibles con estos compuestos.

Las soluciones basadas en mezclas de materiales granulares con bentonita permiten con-seguir valores de conductividad hidráulica efectiva del orden de 2 a 5 x 10-10 m/s. Conuna ejecución y posterior mantenimiento adecuados, se puede garantizar el buen funcio-namiento del sellado durante al menos 50 años. Para las soluciones mixtas prefabricadasen forma geotextil-bentonita se pueden conseguir valores de conductividad hidráulica efec-tiva del orden de 1 a 5 x 10-11 m/s.

Con una solución de sellado a partir de aglomerado asfáltico de 6 a 8 cm de espesor se pue-den conseguir valores de conductividad hidráulica efectiva del orden de 10-9 m/s. En el casode un sellado con hormigón la permeabilidad efectiva depende de la dosificación de cemen-to y áridos, siendo habitual obtener órdenes de 10-13 m/s. La durabilidad de estas soluciones,asumiendo una ejecución y mantenimiento adecuados, puede ser superior a 50 años.

Las soluciones de sellado con láminas sintéticas permiten conseguir valores de permeabilidadefectiva del orden de 10-13 m/s. Debido a que su utilización es relativamente reciente, no sedispone aún de datos contrastados acerca de su durabilidad, si bien se estima que, en todocaso, es sensiblemente inferior a las antes señaladas.

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TECNOLOGÍAS DE CONTENCIÓN

permeabilidad muy baja. Se suele aplicar mezclada con suelo arenoso o limoso en una pro-porción del 5 al 10% de bentonita.

Una forma de aplicación desarrollada hace años es la combinación de la bentonita con unmaterial geotextil (y, en ocasiones, polímeros) conformando el conjunto una lámina mixta dehasta varios centímetros de espesor que puede extenderse sobre la superficie a sellar. Otrasolución alternativa es la combinación de una lámina sintética con un material granular debaja permeabilidad (arcilla) o bentonita, que permite conseguir la permeabilidad deseadacon un menor espesor de capa de sellado.

El sellado con obra civil incluye las soluciones basadas en la utilización de aglomeradosasfálticos o de hormigones. El aglomerado asfáltico es un material fabricado a partir de lamezcla de un ligante bituminoso, arena y áridos, en el que la proporción del ligante sesitúa entre un 5 y un 10%. En su función como capa de sellado, se suele ejecutar con espe-sores de 6 a 8 cm. Para su utilización como capa de sellado puede optarse entre el hor-migón colocado in situ y la instalación de paneles o placas prefabricadas, siendo en gene-ral el sellado construido con éstas menos rígido que el que se obtiene con hormigón in situ.En ambos casos, es recomendable que el espesor sea superior a 5 cm.

El sellado con láminas sintéticas agrupa las soluciones basadas en la utilización de lámi-nas de poco espesor (principalmente entre 1 y 3 mm) fabricadas con materiales termo-plásticos. Las más utilizadas son las de polietileno de alta densidad (PEAD), con densidadde 900 a 1.000 kg/m3, aunque también se usan las fabricadas en PVC plastificado (PVC-P). Estas últimas tienen el inconveniente de que los plastificantes añadidos al PVC se pier-den con el paso del tiempo, con lo cual aumenta su rigidez y riesgo de rotura o fisuración.

Campo de aplicación

Cuando se utiliza como técnica auxiliar (en los métodos de recuperación basados en lainyección y/o extracción de aire en el suelo), conviene realizar un sellado superficial enemplazamientos con un nivel freático poco profundo (menos de 7 m) en los que el materialde cubierta del suelo no ejerce de por si la función aislante.

Cuando se utiliza como técnica principal de contención, el sellado superficial es aconse-jable siempre que se pretenda evitar la posibilidad de contacto directo con el suelo conta-minado o bien disminuir la infiltración de agua de lluvia en el suelo. Si existe un riesgo dedispersión lateral de la contaminación a través del aire intersticial del suelo, se debe evitareste tipo de sellado como solución exclusiva, siendo más efectiva una contención lateral yun sistema de captación de los contaminantes volátiles que, por su parte, puede requerirun sellado superficial (total o parcial) del emplazamiento.

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COMUNIDAD DE MADRID

La técnica se puede aplicar tanto en la zona no saturada como en la saturada. En esteúltimo caso, puede ser preciso rebajar temporal o permanentemente el nivel freático afin de evitar la migración de los contaminantes, para lo cual suelen adoptarse medidasde contención vertical.

Campo de aplicación

El sellado profundo puede utilizarse en cualquier tipo de suelo, si bien (dados sus princi-pios de acción) lo más habitual es que se aplique en suelos granulares de permeabilidadmedia-alta o en suelos de textura rocosa con un grado de porosidad/fracturación limitado.En la práctica no tiene sentido proceder a este tipo de sellado si la conductividad hidráu-lica natural del terreno es inferior a 10-6 m/s.

Dado que la precisión de la acción de los inyectores disminuye con la profundidad, laprofundidad máxima recomendada para sellados temporales es de unos 30 metros. Porla misma razón, para un sellado permanente, la profundidad máxima recomendada esde unos 20 metros.

Al tratarse de una técnica de contención, no se produce ninguna reducción en las con-centraciones de contaminantes. Con esta técnica se pueden conseguir valores de con-ductividad hidráulica efectiva del suelo del orden de 10-7 a 10-8 m/s.

Costes

El coste de aplicación de esta técnica depende básicamente de la profundidad de sella-do, los materiales empleados y el tipo de suelo. Costes de 75-120 € por m2 de superficiesellada (excluyendo la movilización del equipo) son habituales.

Aspectos ambientales

La inyección de materiales ajenos produce una alteración de las características naturalesdel suelo.

9.4. Vertido controlado

Fundamentos

El vertido controlado es una técnica que responde al principio de aislar o confinar los con-taminantes del suelo en un recinto acotado espacialmente y sometido a unas medidas decontrol que permiten minimizar los impactos de los contaminantes sobre el medio exterior.

Para que una instalación de vertido de suelos contaminados pueda considerarse controla-da es preciso que disponga de una infraestructura y procedimientos operativos mínimos,entre los que cabe destacar los siguientes: impermeabilización del sustrato en el que sedepositan los suelos, sistema de captación, evacuación y tratamiento de lixiviados, cober-turas temporales y definitivas de las celdas de vertido, sistema de control de las aguas deescorrentía superficial, sistema de captación, evacuación y tratamiento de gases (al menos,si se depositan suelos contaminados por compuestos orgánicos biodegradables y/o voláti-les), cerramiento perimetral, control de accesos y de recepción de suelos.

Campo de aplicación

En principio, en un vertedero controlado se puede depositar suelo con cualquier tipo decontaminantes, siempre que se cumplan los criterios de aceptación establecidos en elrégimen de explotación del mismo. En todo caso, no hay que descartar la posibilidad de

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TECNOLOGÍAS DE CONTENCIÓN

Costes

Los costes orientativos de algunas soluciones típicas de sellado con materiales naturales(excluyendo capas de drenaje, soporte de vegetación y protecciones) son los siguientes:

Sellado con arcilla: 6-8 €/m2 (espesor de unos 40 cm).

Sellado con mezcla arena-bentonita: 12-15 €/m2 (espesor de unos 25 cm).

Sellado con lámina sintética y mezcla arena-bentonita: 20-25 €/m2.

Sellado con lámina geotextil-bentonita prefabricada: 12-15 €/m2.

Los costes orientativos de las soluciones de sellado con obra civil se sitúan entre 20 y 40 €/m2.Para las soluciones de sellado con láminas sintéticas, estos costes pueden ser de 15 a 20 €/m2.

Los costes de los elementos de drenaje, capa soporte de vegetación y protección delsellado frente a raíces (necesarios en las soluciones de sellado con materiales natura-les y con láminas sintéticas) se sitúan en órdenes de 10 a 12 €/m2.

Aspectos ambientales

La aplicación de las técnicas de sellado superficial produce residuos y suelen afectar a unagran superficie.

9.3. Sellado profundo

Fundamentos

El sellado profundo es una técnica de contención que consiste en modificar la estructura delsuelo con el fin de disminuir su permeabilidad, limitando así las posibilidades de disper-sión de la contaminación en profundidad.

La aplicación de la técnica se apoya en la ejecución de inyecciones de materiales plastifi-cantes en el terreno a la profundidad deseada. Los materiales más frecuentemente utilizadospara tal fin son la lechada de cemento-bentonita, lechada de silicato sódico o mezclas debentonita con resinas orgánicas. Estos materiales se inyectan a presión a través de perfora-ciones verticales separadas entre si una distancia que varía según las características delterreno y el material concreto inyectado (son habituales distancias entre 0,8 y 1,5 metros).

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COMUNIDAD DE MADRID

Durante la explotación se pueden producir molestias por olores, además del frecuenteimpacto visual derivado de los grandes requisitos de espacio que conlleva este tipo de ins-talaciones.

De acuerdo con los principios establecidos en el Plan de Actuación en materia de suelos con-taminados, en las actuaciones que se realicen en el ámbito de la Comunidad de Madrid, laConsejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio se ha propuesto fomentar aque-llas soluciones que eviten el traslado de suelo contaminado a vertedero, que sólo deberíaser contemplado en caso de no existir otra posibilidad de tratamiento de suelo.

9.5. Barreras hidráulicas

Fundamentos

Las barreras hidráulicas constituyen un conjunto de tecnologías dirigidas a la contencióndel agua subterránea, de forma que se interrumpe el flujo de la misma mediante suextracción. La extracción y contención del agua subterránea puede aplicarse para laextracción de agua contaminada de forma que no alcance posibles receptores aguasabajo o zonas fuera del emplazamiento; también puede aplicarse aguas arriba delemplazamiento contaminado de forma que se impida el flujo de agua a través delmismo, evitando la contaminación de la misma.

En algunos casos puede ser necesaria la aplicación de barreras hidráulicas de forma ais-lada, siempre que la contaminación se encuentre únicamente en el agua subterránea for-mando una pluma de contaminación o baste con controlar la entrada de la misma en lafuente de contaminación, aunque en la mayoría de los casos constituyen técnicas a com-binar con otras tecnologías de contención, constituyendo soluciones integrales.

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TECNOLOGÍAS DE CONTENCIÓN

que suelos altamente contaminados por compuestos orgánicos persistentes y peligrosospuedan no ser aceptados en un vertedero controlado, debiendo buscarse para ellos solu-ciones alternativas.

Las producciones que se pueden obtener en el vertido controlado de suelos contaminadosvarían mucho en función del vertedero concreto a que se destinen (equipos y maquinariadisponible, turnos de trabajo, etc.). Como valores meramente orientativos se pueden mane-jar los de 400-500 m3 por máquina y turno.

Dado que el vertido controlado es una técnica de confinamiento y no de descontamina-ción, no cabe hablar de eficiencia, si bien las concentraciones de los compuestos orgá-nicos más fácilmente biodegradables pueden disminuir en el tiempo como consecuenciade la actividad biológica de los microorganismos presentes en el suelo o en los residuoscon los que aquél se deposita conjuntamente.

Los datos requeridos para decidir la viabilidad del depósito de suelos contaminados en ver-tederos controlados pueden depender de la calificación legal del suelo (como residuo peli-groso o no peligroso) así como de los requisitos específicos del vertedero de destino esta-blecidos en el régimen de explotación.

En cualquier caso, suele ser frecuente una caracterización físico-química del suelo, asícomo determinaciones de características peligrosas (inflamabilidad, potencial de combus-tión, etc.), tóxicas o nocivas tanto del suelo como de su lixiviado estándar de laboratorio.

Costes

El coste de aplicación de esta técnica varía sensiblemente en función del tipo y cuantía decontaminantes presentes en el suelo y de las características que, en consecuencia, debetener el vertedero para que sea aceptable el depósito del suelo contaminado en el mismo.

Los costes de la eliminación en un vertedero controlado se pueden estimar en órdenes de2 a 10 € por tonelada, si su calificación es de residuo no peligroso, y de 30 a 40 € portonelada si se califican como residuo peligroso.

Aspectos ambientales

Mediante la técnica de vertido controlado el suelo contaminado tan sólo se confina en unrecinto en el que sus condiciones están controladas, siendo en general poco significativaslas transformaciones de los contaminantes. Por otra parte, se generan diversos residuos(lixiviados y, en algunos casos, gases) que es preciso recoger y tratar adecuadamente.

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COMUNIDAD DE MADRID

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TECNOLOGÍAS DE CONTENCIÓN

La extracción del agua para contención mediante barreras hidráulicas se realiza mediantetécnicas de extracción de agua convencionales (pozos, drenes o zanjas de drenaje), y lainstalación y funcionamiento de las mismas es el expuesto en el capítulo 7.1.4.

Para llevar a cabo de forma adecuada las barreras hidráulicas mediante pozos, es funda-mental el radio de influencia como parámetro de diseño, ya que se debe asegurar el sola-pamiento de los mismos para que la barrera sea efectiva.

Campo de aplicación

Esta tecnología se aplica en aquellos casos en los que sea necesaria la extracción de aguasubterránea, ya sea agua contaminada aguas abajo de un emplazamiento o agua sin con-taminar, aguas arriba.

En cuanto a las condiciones de aplicación de cada técnica de contención de agua (pozos,drenes o zanjas de drenaje) corresponden con las expuestas en el capítulo 7.1.4.

Costes

Los costes son los mismos que se especifican en el capítulo 7.1.4.

Aspectos ambientales

Como cualquier otra tecnología de extracción de agua, se puede provocar disminucionesdel nivel freático que afecten a grandes extensiones del acuífero. En algunos emplaza-mientos, la pérdida de humedad del suelo puede afectar a ecosistemas valiosos, efecto quese puede mitigar mediante la reinfiltración de parte del agua extraída.

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COMUNIDAD DE MADRID

Las tecnologías de depuración de aire contaminado se sintetizan en la tabla 10.1.

10.1. Biofiltros

Fundamentos

La biofiltración es una técnica para el tratamiento de contaminantes biodegradables en fasegaseosa, basada en la transformación aerobia de los mismos en sustancias inocuas (bási-camente, CO2, agua y sales inorgánicas). En su aplicación a la recuperación de suelos con-taminados, es una técnica complementaria de las que incluyen la extracción del aire (con-taminado) del suelo.

En la biofiltración el aire contaminado se introduce por la base de un lecho filtrante sobreel que se mantiene una película de agua, que actúa como soporte para los microorganis-mos, favoreciendo los procesos de biodegradación. Los materiales filtrantes más utilizadosson compost, turba y raíces de plantas leñosas. El aire tratado sale del lecho filtrante porsu parte superior. A fin de optimizar las condiciones de biodegradación, se puede añadiral agua del biofiltro, nutrientes o poblaciones bacterianas.

Para aplicaciones de larga duración, es necesario cambiar el material del lecho filtrante;las frecuencias habituales de cambio son cada 2-5 años.

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CAPÍTULO 10

10.1. Biofiltros

10.2. Biorreactores

10.3. Filtros de carbón activo

10.4. Filtros percoladores

10.5. Oxidación catalítica

10.6. Oxidación térmica

TECNOLOGÍASDE DEPURACIÓNDE AIRE CONTAMINADO

Biofiltros El efluente gaseoso atraviesa un lecho de suelo y los contaminantes Ex situquedan adsorbidos en él para biodegradarse.

Biorreactores Se depuran los contaminantes del aire mediante la acción Ex situde microorganismos que se desarrollan en un soporte adecuado dentrode un tanque con agua.

Filtros El aire contaminado circula por un lecho de microorganismos desarrollados Ex situpercoladores sobre soportes plásticos en un tanque, por el que circula agua

a contracorriente.

Filtros de Los gases atraviesan columnas que contienen carbón activo, el cual Ex situcarbón activo adsorbe los contaminantes en su superficie.

Oxidación Los contaminantes del efluente gaseoso se depuran mediante la utilización Ex situcatalítica de un catalizador específico.

Oxidación térmica Los contaminantes orgánicos se destruyen a altas temperaturas. Ex situ

Tecnologías Descripción Aplicación

Tabla 10.1 Tecnologías de depuración de aire contaminado

10.2. Biorreactores

Los biorreactores constituyen una técnica de depuración biológica utilizada en generalpara la depuración de agua subterránea, aunque puede utilizarse también con frecuenciapara la depuración de aire contaminado con compuestos orgánicos biodegradables. Unbiorreactor está constituído por un depósito por el que circula el agua a través de un sopor-te plástico sobre el que se asienta la biomasa que lleva a cabo la depuración. Para que eltratamiento sea eficiente, se debe inyectar aire en el depósito, de forma que se aporte eloxígeno necesario para la biodegradación.

Este aporte de aire permite la utilización de la tecnología como tratamiento de aire conta-minado además de agua, ya que al pasar el aire inyectado a través del lecho biológico seconsigue también su descontaminación.

Los detalles de esta técnica se describen en el epígrafe 11.5. ya que se utiliza más común-mente para la depuración de aguas.

10.3. Filtros de carbón activo

Fundamentos

La filtración con carbón activo es una técnica para el tratamiento de contaminantes orgá-nicos en fase gaseosa, basada en la adsorción física de los mismos en las partículas de unlecho adsorbente (carbón activo). En su aplicación a la recuperación de suelos contami-nados, es una técnica complementaria de las que incluyen la extracción del aire (contami-nado) del suelo. La corriente de gas a tratar se hace circular a través del lecho adsorben-te hasta que se alcanzan las concentraciones deseadas en el gas efluente. La configuraciónmás habitual de un filtro de carbón activo consiste en una serie de celdas o cartuchos lle-nos de carbón activo en forma granular colocados en serie y/o paralelo.

La capacidad de adsorción de un filtro de carbón activo depende de múltiples factores,entre los que cabe destacar el tipo y concentración de contaminantes en el gas influente,el tipo de carbón activo, el tiempo de residencia en el filtro y la temperatura, humedad ypresión del gas a tratar. Los suministradores de carbón activo disponen de datos de equi-librio para compuestos y tipos de carbón específicos.

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TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN DE AIRE CONTAMINADO

Campo de aplicación

Esta técnica es aplicable al tratamiento de compuestos orgánicos volátiles y semivolátilesno halogenados. Para los halogenados, su eficacia es en general menor, al ser más difí-cilmente degradables. El tratamiento de algunos contaminantes inorgánicos (amoniaco,ácido sulfhídrico) puede ser problemático debido a su capacidad de acidificar el lecho fil-trante e inhibir los procesos de biodegradación.

En términos generales, la concentración de contaminantes tratables en el aire de entrada al bio-filtro no debe exceder 1 gramo/m3, con un contenido de partículas inferior a 20-50 mg/m3.Para garantizar un funcionamiento adecuado del biofiltro, se debe mantener una humedadsuperior al 95% en el mismo y una temperatura del aire de entrada en el rango 10-40°C. Enlo posible, se recomienda limitar la carga volumétrica específica a 600 m3/m2/h, a fin de man-tener un consumo energético bajo.

En todo caso, el proceso es sensible a variaciones bruscas del caudal y concentracionesde contaminantes en el aire a tratar.

Los rendimientos que se pueden alcanzar con esta técnica dependen del propio diseño yoperación de la instalación, el tipo de contaminantes y sus concentraciones en el aire a tra-tar y la temperatura y humedad del filtro.

Dependiendo del tipo de contaminantes presentes, la capacidad de degradación de un bio-filtro varía entre 5 y 10 gramos por hora y m3 de material filtrante. El rendimiento de la téc-nica en condiciones normales de operación alcanza eficacias en la eliminación de conta-minantes del 50-75%.

Costes

La inversión media necesaria para instalar un biofiltro es de unos 700 € por m3 de materialfiltrante. El coste de operación oscila entre 0,2 y 1 euro por cada 1.000 m3 de aire tratado.

Aspectos ambientales

A diferencia de los filtros de carbón activo, que transfieren los contaminantes a otro mediopero no los destruyen, los biofiltros degradan los compuestos orgánicos a sustancias ino-cuas. En la medida que sea preciso sustituir el lecho filtrante, se generan unos residuos quehay que gestionar adecuadamente (sobre todo mediante vertido o compostaje).

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COMUNIDAD DE MADRID

peración de suelos contaminados, es una técnica complementaria de las que incluyen laextracción del aire (contaminado) del suelo.

En la percolación biológica el aire contaminado se introduce por la base de una columna delavado formada por un lecho en el que se introduce agua a contracorriente, que actúa comosoporte para los microorganismos. Los contaminantes del aire se absorben en la fase acuosay se degradan como consecuencia de la actividad microbiana. Los materiales más utilizadoscomo lecho son lava volcánica, poliuretano y otros materiales sintéticos absorbentes.

El aire tratado sale del lecho filtrante por su parte superior. El agua con los contaminantesabsorbidos se debe tratar, tras lo cual es posible reutilizarla en la columna. A fin de opti-mizar las condiciones de biodegradación, se puede añadir al agua nutrientes (nitrógeno yfosfatos) o poblaciones bacterianas.

Campo de aplicación

Esta técnica es aplicable al tratamiento de compuestos orgánicos volátiles y semivolátilesno halogenados. Para los halogenados, su eficacia suele ser menor, al ser más difícilmen-te degradables. No obstante, se han comprobado rendimientos de descontaminación delorden del 70% para algunos compuestos clorados (diclorometano, dicloroetano), siempreque se evite la acidificación del medio absorbente. La descomposición de sustancias comoel amoniaco o el ácido sulfhídrico puede incrementar la acidez del agua y disminuir el ren-dimiento, por lo que su presencia es indeseable.

En términos generales, la concentración de contaminantes tratables en el aire de entradaal percolador no debe exceder 2 gramo/m3, con un contenido de partículas inferior a 20-50 mg/m3. Para garantizar un funcionamiento adecuado, se debe mantener una tempera-tura del aire de entrada en el rango 10-40°C y se recomienda limitar la carga volumétricaespecífica a 600 m3/m2/h.

Por lo demás, esta técnica presenta pocas limitaciones para su aplicación, siempre que semantenga una mezcla rica en nutrientes y con pH próximo al neutro, se evite un crecimientoexcesivo de la biomasa y se limite la carga contaminante con vistas a garantizar un tiem-po de retención suficiente para dar lugar a la biodegradación de los contaminantes. Entodo caso, el proceso es sensible a variaciones bruscas de las concentraciones de conta-minantes en el aire a tratar.

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TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN DE AIRE CONTAMINADO

Cuando el carbón de un filtro se satura debe sustituirse por carbón activo virgen o por carbónactivo regenerado. La regeneración se puede realizar en el propio emplazamiento o en insta-laciones externas, desorbiendo los contaminantes volátiles mediante vapor a baja presión o ungas inerte (nitrógeno) caliente. La decisión de utilizar filtros desechables o regenerables sueleestar guiada por motivos de coste (facilidad de desorber los contaminantes, coste de elimina-ción de filtros saturados, etc.). A título orientativo, algunas referencias indican que los filtrosdesechables son competitivos cuando la vida útil de los mismos es superior a tres meses.

Campo de aplicación

Esta técnica es aplicable a compuestos orgánicos volátiles (COVs) clorados y no clora-dos de peso molecular medio y alto (superior a 45) si no se va a regenerar el carbónactivo. Si se utilizan unidades regenerables, se aconseja limitar su aplicación a los COVsde peso molecular entre 45 y 130, ya que los más pesados (menos volátiles) son difíci-les de desorber. En todo caso, la técnica es más efectiva para gases de composiciónhomogénea que para gases con mezclas de volátiles ligeros y pesados.

Para conseguir rendimientos óptimos de adsorción de COVs, la concentración de los mis-mos en el gas a tratar debe estar comprendida entre 100 y 10.000 ppm. Para concentra-ciones inferiores, los rendimientos disminuyen. La temperatura del gas a tratar debe ser infe-rior a 38-40°C; a temperaturas superiores, la capacidad de adsorción suele disminuir,empeorando la eficacia del tratamiento. Una mayor presión del gas a tratar suele redun-dar en incrementos en la eficacia de adsorción de los COVs por el filtro. La humedad delgas a tratar debe ser inferior al 50% para limitar la condensación en el filtro y no reducirsu capacidad de adsorción.

Un alto contenido en partículas en el gas influente o el desarrollo de sustratos microbianosen el filtro pueden reducir el caudal efectivo y la eficacia del tratamiento.

En condiciones normales de diseño y operación, se obtienen rendimientos de adsorción deCOVs mayores del 95% para concentraciones en el gas a tratar superiores a 100 ppm. Eshabitual que las concentraciones en el gas efluente sean del orden de 50 ppm, con valo-res del orden de 5-10 ppm para compuestos específicos.

Las velocidades del gas en el filtro suelen estar comprendidas entre 0,05 y 0,5 m/s. Lostiempos de residencia oscilan de unos pocos segundos a un minuto.

Costes

Los costes de aplicación de esta técnica dependen de las concentraciones de COVs a tratar enel aire. La inversión (excluyendo el coste del carbón activo) es de 2 - 2,5 € por m3/hora deaire a tratar. El coste de operación oscila entre 2 y 10 € por cada 1.000 m3 de aire tratado.

Aspectos ambientales

El filtro de carbón activo es un sistema seguro y fiable dentro de su ámbito de aplicación.Los filtros agotados constituyen residuos que deben gestionarse adecuadamente.

10.4. Filtros percoladores

Fundamentos

Los filtros percoladores constituyen una técnica para el tratamiento de contaminantes bio-degradables en fase gaseosa, basada en la transformación aerobia de los mismos en sus-tancias inocuas (básicamente, CO2, agua y sales inorgánicas). En su aplicación a la recu-

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COMUNIDAD DE MADRID

Campo de aplicación

En principio, la técnica es aplicable para el tratamiento de compuestos orgánicos volátiles(COVs) no halogenados (benceno, tolueno, xilenos, metanol, etanol, propanol, isobutanol,etc.). No obstante, se han desarrollado y probado algunos catalizadores que permiten untratamiento efectivo de algunos compuestos organoclorados volátiles, como el tricloroete-no, tricloroetano, cloruro de metileno y 1,1-dicloroetano.

Para que la técnica sea competitiva, los rangos típicos de concentraciones de COVs en elaire a tratar deben situarse entre 100 y 2.000 ppmv. En todo caso, dicha concentracióndebe ser inferior al 25 % del Límite Inferior de Explosividad (LIE), de cara a evitar riesgosde explosión; si es superior, se diluye el aire contaminado con aire limpio hasta alcanzarel rango señalado.

La acumulación de partículas, COVs condensados, hidrocarburos polimerizados y/o com-puestos de azufre, fósforo, metales (As, Sb, Hg, Pb, Zn, Sn) y compuestos halogenados enel catalizador puede deteriorar sus propiedades, dando lugar a lo que se conoce comoenvenenamiento del catalizador. En tal caso, éste ha de ser sustituido.

En la medida de lo posible, se debe evitar que se produzcan oxidaciones incompletas, quepodrían dar lugar a la aparición de compuestos más tóxicos que los contaminantes a tratar.Para ello, es importante respetar las limitaciones de concentraciones iniciales de COVs, vigi-lar las condiciones de operación (temperatura, tiempo de residencia) y seleccionar cuidado-samente el catalizador a utilizar para que sea compatible con la composición del aire a tra-tar.

En condiciones normales de operación y dentro de los límites indicados de concentracio-nes de contaminantes en el aire a tratar, el rendimiento del proceso en términos de elimi-nación suele alcanzar un 98%.

Costes

La inversión requerida para una instalación de oxidación catalítica varía de 28 a 40 € porm3/hora de aire tratado. El coste del catalizador oscila entre 2 y 15 € por m3/hora. Elcoste de operación se sitúa entre 2 y 8 € por cada 1.000 m3 de aire tratado.

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TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN DE AIRE CONTAMINADO

Los rendimientos que se pueden alcanzar con esta técnica dependen del propio diseño yoperación de la instalación, el tipo de contaminantes y sus concentraciones en el aire a tra-tar y la temperatura del aire.

Dependiendo del tipo de contaminantes presentes, la capacidad de degradación de unpercolador biológico varía entre 10 y 50 gramos por hora y m3 de material filtrante. El ren-dimiento de la técnica en condiciones normales de operación alcanza eficacias en la eli-minación de contaminantes del 75-95%.

Costes

La inversión media necesaria para instalar un percolador biológico es de unos 1.200 €por m3 de material filtrante. El coste de operación oscila entre 0,2 y 1 euro por cada 1.000m3 de aire tratado, excluyendo el coste de depuración del agua, en caso necesario.

Aspectos ambientales

A diferencia de los filtros de carbón activo, que transfieren los contaminantes a otro mediopero no los destruyen, los filtros percoladores degradan los compuestos orgánicos a sus-tancias inocuas.

El consumo energético es relativamente bajo (entre 1,6 y 3 kWh por cada 1.000 m3 deaire tratado). El agua puede contener concentraciones importantes de fosfatos, condicio-nando su tratamiento o vertido.

10.5. Oxidación catalítica

Fundamentos

La oxidación catalítica es una técnica para el tratamiento de contaminantes orgánicos enfase gaseosa, basada en la transformación de los mismos en productos inocuos (dióxido decarbono y agua) mediante el suministro de oxígeno y la aplicación de altas temperaturas.En su aplicación a la recuperación de suelos contaminados, es una técnica complementariade las que incluyen la extracción del aire (contaminado) del suelo.

Como práctica habitual, el proceso se lleva a cabo en un horno de cámara única, revesti-do de materiales refractarios y dotado de uno o varios quemadores alimentados por uncombustible fósil (propano, gas natural). En ocasiones, el calentamiento del aire se realizausando energía eléctrica. El aire calentado a temperaturas entre 310 y 370°C se hacepasar por un sustrato catalizador situado al final de la cámara de combustión. Los tiemposde residencia medios son de 0,5-1 segundo. El catalizador permite acelerar la tasa de oxi-dación, adsorbiendo el oxígeno y los compuestos orgánicos, que reaccionan para formarlos productos de la oxidación. Con ello se consigue que las reacciones de oxidación seproduzcan a temperaturas sensiblemente inferiores a las de la oxidación térmica conven-cional. Los catalizadores más habituales están formados por óxidos metálicos (óxido deníquel, óxido de cobre, dióxido de manganeso u óxido de cromo) o metales nobles (plati-no y paladio).

Los productos de la oxidación se desorben del catalizador y se incorporan a la corrientede aire de salida. Si se desea reducir el consumo de combustible, se puede instalar un inter-cambiador de calor a la salida del horno.

Si el contenido de sustancias orgánicas en el aire es bajo, se debe añadir combustible paramantener la oxidación en condiciones adecuadas. Por ello es recomendable que la con-centración de compuestos orgánicos volátiles sea superior a 3-5 gramos/m3.

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COMUNIDAD DE MADRID

Para que la técnica sea competitiva, los rangos típicos de concentraciones de COVs en elaire a tratar deben situarse entre 1.000 y 5.000 ppmv. En todo caso, dicha concentracióndebe ser inferior al 25 % del Límite Inferior de Explosividad (LIE), de cara a evitar riesgosde explosión; si es superior, se diluye el aire contaminado con aire limpio hasta alcanzarel rango señalado.

Dependiendo de las condiciones de operación y de las concentraciones de contaminantesen el aire a tratar, el rendimiento del proceso en términos de eliminación varía entre un 90-99%. Para concentraciones iniciales superiores a 2.000 ppmv y condiciones de operación(temperatura y tiempo de residencia) como las indicadas, es frecuente obtener rendimien-tos superiores al 98% para la mayor parte de los COVs. Para concentraciones iniciales infe-riores a 2.000 ppmv se suelen obtener concentraciones residuales de 20 ppmv en el aireefluente del tratamiento.

Costes

La inversión requerida para una instalación de oxidación térmica varía de 40 a 60 € porm3/hora de aire tratado. El coste de operación varía entre 5 y 20 € por cada 1.000 m3

de aire tratado.

Aspectos ambientales

Debido a deficientes condiciones de operación y/o a la presencia de compuestos organo-clorados en el aire a tratar, durante la oxidación térmica se pueden formar compuestos conun impacto ambiental negativo (como CO, NOx, SO2, HCl y, eventualmente, dioxinas).

El mantenimiento de altas temperaturas en el horno conlleva habitualmente un consumoenergético alto, que puede reducirse con la instalación de un intercambiador de calor.

121

TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN DE AIRE CONTAMINADO

Aspectos ambientales

Aún evitando problemas de envenenamiento, el catalizador debe reemplazarse con unafrecuencia de 2-5 años. En general, las emisiones de contaminantes en el aire tratadomediante oxidación catalítica son menores que en la oxidación térmica. Las reaccionesincompletas de oxidación o el envenenamiento del catalizador pueden producir com-puestos más tóxicos que los que se pretende eliminar.

10.6. Oxidación térmica

Fundamentos

La oxidación térmica es una técnica para el tratamiento de contaminantes orgánicos enfase gaseosa, basada en la transformación de los mismos en productos inocuos (dióxi-do de carbono y agua) mediante el suministro de oxígeno y la aplicación de altas tem-peraturas. En su aplicación a la recuperación de suelos contaminados, es una técnicacomplementaria de las que incluyen la extracción del aire (contaminado) del suelo.

Como práctica habitual, el proceso se lleva a cabo en un horno de cámara única, revestidode materiales refractarios y dotado de uno o varios quemadores alimentados por un com-bustible fósil (propano, gas natural). Las temperaturas en el horno se encuentran habitual-mente entre 650 y 870°C y los tiempos de residencia medios entre 0,5 y 1 segundo. Si elcontenido de sustancias orgánicas en el aire es bajo, se debe añadir combustible para man-tener la oxidación en condiciones adecuadas. Por ello es recomendable que la concentra-ción de compuestos orgánicos volátiles sea superior a 5-10 gramos/m3.

A fin de reducir el consumo de combustible, se suele instalar un intercambiador de calor ala salida del horno que aprovecha parte de la energía del aire tratado para el proceso deoxidación. La oxidación de compuestos organoclorados da lugar a ácido clorhídrico, quese incorpora en el aire de salida. Cuando esto ocurre, es necesario depurar éste median-te un lavador de gases antes de su emisión a la atmósfera.

Campo de aplicación

La técnica es aplicable para el tratamiento de compuestos orgánicos volátiles (COVs) halo-genados y no halogenados, básicamente benceno, tolueno, xilenos, mono y diclorobence-no, cloruro de vinilo, diclorometano, metanol, etanol, propanol, isobutanol, etc.

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COMUNIDAD DE MADRID

Las tecnologías de depuración de agua contaminada descritas, se sintetizan en la tabla11.1.

11.1. Filtros de arena

Fundamentos

Los filtros de arena constituyen un método físico de depuración de agua contaminada, quesuele aplicarse como complemento a otras tecnologías. El material de filtrado más común es laarena, aunque existen filtros multicapa, combinando arena y antracita, que presentan un altorendimiento.

La filtración de agua contaminada se utiliza para separar sólidos en suspensión, tanto orgá-nicos como inorgánicos. El proceso de filtrado consiste en repartir uniformemente el agua con-taminada sobre el lecho del filtro, goteando sobre el material filtrante a la vez que se intro-duce aire en el lecho en la misma dirección del agua o a contracorriente. En el fondo del

123

CAPÍTULO 11

11.1. Filtros de arena

11.2. Separadores de aceites

11.3. Separadores por vapor

11.4. Biodiscos

11.5. Biorreactores

11.6. Filtros de carbón activo

11.7. Filtros de membrana

11.8. Intercambio iónico

11.9. Oxidación química

11.10. Precipitación

TECNOLOGÍASDE DEPURACIÓNDE AGUA CONTAMINADA

Filtros de arena El agua contaminada circula a través de un lecho de arena que Ex situretiene partículas en suspensión.

Separadores Tanques de separación de hidrocarburos más densos que el agua. Ex situde aceitesSeparadores Volatilización de COVs mediante la distribución a presión del agua Ex situpor vapor con nebulizadores.Biodiscos Se basa en procesos de biodegradación llevados a cabo por Ex situ

microorganismos dispuestos en soportes circulares que giranen el agua contaminada.

Biorreactores Se depuran los contaminantes del agua mediante la acción Ex situde microorganismos que se desarrollan en un soporte adecuado dentrode un tanque.

Filtros de El lecho de carbón activo adsorbe en su superficie los contaminantes Ex situcarbón activo en disolución.Filtros Diferentes tipos de materiales de filtración con diferentes tamaños Ex situde membrana de poro se utilizan para separar los contaminantes del agua.Intercambio Intercambio de partículas cargadas entre el agua contaminada Ex situiónico y la superficie de intercambio específica.Oxidación El agua contaminada fluye a través de un tanque al que se añaden Ex situquímica diferentes agentes oxidantes fuertes que destruyen los contaminantes.Precipitación Transformación de contaminantes en disolución en sólidos insolubles Ex situ

para facilitar su posterior extracción.

Tecnologías Descripción Aplicación

Tabla 11.1 Tecnologías de depuración de agua contaminada

Costes

La capa de contaminantes retenida en los filtros de arena debe ser gestionada posterior-mente en función del tipo de residuo que constituyan. El coste por retirarlo suele estar alre-dedor de 125 €/t. Los costes de tratamiento por m3 de agua tratada, excluyendo su pos-terior gestión, son:

Aspectos ambientales

En el caso de filtros de agua que funcionan de forma continua, el gasto energético es de0,5 kWh/m3.

11.2. Separadores de aceites

Fundamentos

El objetivo de esta técnica es separar las grasas orgánicas y los aceites del agua, ya quepueden ser productos peligrosos o resultar problemáticas a la hora de aplicar tratamientosposteriores, atascando instalaciones, descomponiéndose o produciendo olores. Las grasasy aceites pueden presentarse de distintas formas, según las cuales se tratarán por distintosmedios:

• En forma libre, sin disolverse y emulsionarse: se pueden separar por cámaras de flota-ción simples, las cuales no suelen conseguir elevados rendimientos de tratamiento inclu-so para tiempos de retención elevados.

• En forma emulsionada: los tamaños de las partículas en este caso son muy inferiores alos anteriores, de forma que es necesaria la utilización de separadores de coalescencia.

En forma disuelta: en estos casos se deberán utilizar otras técnicas como la extracción condisolventes, absorción o ultrafiltración.

125

TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN DE AGUA CONTAMINADA

depósito hay un espacio vacío para evacuación del filtrado e inyección del aire y fluidos delavado. Una placa soporta el lecho filtrante, la cual puede llevar colectores ranurados quepermiten la salida del agua pero no de la arena, que es de granulometría uniforme.

Además de retener los sólidos en suspensión, este proceso elimina materia orgánica disuelta ypermite la nitrificación. Los sólidos que han quedado retenidos en el filtro se eliminan por un lava-do a contracorriente con aire y agua, una vez que el material del filtro ha quedado saturado.

Filtros multicapa

La eficacia de los filtros se multiplica cuando el lecho de filtrado está constituido por variascapas. Los más utilizados son los de doble capa, en general con una capa de antracita yotra de arena. La antracita se sitúa en la capa superior y la arena en la inferior. La granu-lometría superior y la menor densidad hace que la antracita se mantenga en la capa supe-rior a lo largo del proceso de filtrado. La principal ventaja de este sistema es que la filtra-ción tiene lugar a través de todo el filtro en lugar de únicamente en las capas superficialescomo en los anteriores.

Campo de aplicación

La principal ventaja de este método es que combina de forma sencilla diferentes efectos dedepuración, tales como:

• Eliminación de materia orgánica biodegradable

• Eliminación de sustancias difíciles de degradar o no degradables.

• Eliminación de compuestos de nitrógeno y fósforo.

• Eliminación de los sólidos en suspensión

• Eliminación de compuestos tóxicos, como metales pesados.

El rendimiento de los filtros de arena depende de varios factores:

• Carga hidráulica: a menor carga, mayor eficacia.

• Tamaño de las partículas del lecho: a menor diámetro, mayor eficacia

• Profundidad del lecho: a mayor profundidad, mayor eficacia.

• Utilización de coagulantes y/o floculantes: pueden aumentar el rendimiento de retenciónsobre todo para partículas pequeñas.

Pueden retener entre 0,5 – 5 mg/l de partículas en suspensión.

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COMUNIDAD DE MADRID

Caudal (m3/h) Coste por m3 (€)

< 10 0,37510-25 0,17525-50 0,15

11.3. Separadores por vapor

Fundamentos

La separación por vapor es un tratamiento físico-químico de aguas ex situ a través del cual,los compuestos volátiles se separan del agua al aumentar la superficie de contacto entre elagua y el aire. Se pueden utilizar distintos tipos de aireación, tales como torres de relleno,tanques de aireación o aireación difusa.

En el tratamiento de agua subterránea se suelen utilizar generalmente las torres de relleno,que incluyen un pulverizador en la parte superior de la torre, el cual distribuye el agua con-taminada sobre el relleno, un ventilador que introduce el aire a contracorriente y un sumi-dero en la parte inferior que recoge el agua descontaminada. Se puede añadir equipa-miento auxiliar incluyendo calentadores de aire para aumentar el rendimiento, sistemas decontrol automático, control y tratamiento de emisiones de gases y oxidantes térmicos o cata-líticos. Las torres de relleno pueden ser fijas o móviles.

Otro sistema muy extendido son los tanques de aireación, que separan los compuestosvolátiles inyectando aire en un tanque que contiene el agua contaminada. Un inyector delaire junto con tuberías de distribución aseguran el contacto aire-agua sin la necesidad demateriales de relleno. Los tabiques o las múltiples unidades del tanque aseguran un tiempode residencia adecuado para la volatilización. El tamaño de los tanques de aireación esbastante menor que el de las torres (menos de 2 m en lugar de 5-12m) y se adaptan fácil-mente a diferentes composiciones/flujos de entrada, añadiendo o quitando bandejas ocámaras. Una innovación reciente es lo que se denomina separación por vapor de bajoperfil, que se lleva a cabo por una serie de bandejas en una cámara muy pequeña quemaximiza el contacto aire-agua y minimiza el espacio.

Campo de aplicación

Esta técnica se utiliza para separar compuestos orgánicos volátiles halogenados o no halo-genados del agua. La constante de Henry determina si la separación por vapor es aplica-

127

TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN DE AGUA CONTAMINADA

El proceso de separación de grasa y aceites, se realiza por etapas, que pueden llevarse acabo en un único tanque de separación o en varios.

• Decantación: en caso de que el agua de entrada tenga un alto contenido de partículasen suspensión, es conveniente separarlas previamente en un predecantador, lo cual evitael ensuciamiento continuo de los separadores. En caso de que el agua no lleve altas con-centraciones de partículas, se puede prescindir de un decantador separado, ya que losseparadores disponen de precámara de decantación.

• Flotación y separación de fases ligeras: del decantador o de la precámara de decan-tación se pasa al separador de hidrocarburos. En este elemento se realiza la separa-ción de las dos fases, de forma que la fase ligera contendrá aceites, grasas o disol-ventes inmiscibles, y la pesada, agua. Esta parte del proceso es el núcleo de la insta-lación. En el caso de los separadores por coalescencia, se hace pasar el agua a tra-vés de una serie de lamelas coalescedoras que originan un flujo laminar. La fase lige-ra es separada y vertida al depósito de almacenaje con mayor rendimiento que conun separador convencional.

• Almacenaje de aceite: el aceite separado es conducido por gravedad a un depósitodonde se almacena para ser finalmente recogido y gestionado.

Campo de aplicación

Los separadores convencionales se utilizan para aquellas grasas y aceites que seencuentren en fase libre, y los de coalescencia para aquellas que se encuentran en formade emulsión en el agua subterránea. La separación de las mismas se produce por elascenso de las grasas formando una capa continua en la superficie. El funcionamientode este sistema no depende del contenido en hierro y manganeso ni de la dureza delagua.

Un separador de aceites convencional suele producir efluentes con concentraciones de 100mg/l de grasas, mientras que uno de coalescencia, llega a concentraciones finales de 5 –20 mg/l.

Costes

Los costes de eliminación y vertido de las capas de aceite están alrededor de 150 – 250€/t. El coste del tratamiento por metro cúbico, excluyendo la eliminación de los aceites resi-duales, depende del caudal a tratar:

Aspectos ambientales

La eliminación de grasas y aceites por este tipo de sistemas llevan unos costes energéticosasociados muy bajos. En el proceso de tratamiento, se pueden liberar compuestos orgáni-cos volátiles, que deben recogerse y tratarse, utilizando generalmente filtros de carbón acti-vo.

Los productos residuales de los separadores de grasas y aceites deben ser tratados por ungestor autorizado. Deben implantarse las medidas de seguridad necesarias para el mane-jo de las grasas eliminadas.

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COMUNIDAD DE MADRID

Caudal (m3/h) Coste por m3 (€)

Hasta 10 0,110-25 0,07525-50 0,05

A medida que el biodisco gira, la película de microorganismos que se desarrolla en susuperficie, alterna el contacto con el agua a tratar y con el aire. De esta forma, cuandoestá en contacto con el aire acumula oxígeno que utiliza para degradar los compuestosque absorbe al estar en contacto con el agua. El propio rozamiento del agua con la bio-masa hace que se desprenda la biomasa sobrante, manteniendo un espesor constante.

Otro rasgo importante de esta técnica es la capacidad para degradar amonio. La nitrifi-cación por biodiscos depende de la carga hidráulica y de la carga de DBO, la cual debeser inferior a 5 g/m2/dia.

Campo de aplicación

Esta técnica se utiliza para degradar compuestos orgánicos biodegradables, con un tiem-po de tratamiento de 0,5 – 2 horas.

Presenta varias ventajas en relación con otros sistemas de depuración biológica, ya que norequiere personal especializado para su mantenimiento, no se necesita controlar el oxíge-no disuelto, no produce olores y ocupa poco espacio. En cuanto a desventajas, la instala-ción es más cara que en otros sistemas, y la reparación en caso de roturas es también máscostosa, necesitando mantenimiento constante.

El rendimiento de esta técnica depende del tipo y concentración de los compuestos que sepretenda eliminar.

Costes

Los costes por tratamiento dependen del caudal de agua a tratar, siendo:

Aspectos ambientales

El rendimiento energético de los biodiscos es alto, ya que la tasa de degradación es alta,presentando un gasto energético alrededor de 0,05 – 0,1 kWh/m3. Las emisiones de com-

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TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN DE AGUA CONTAMINADA

ble o no, teniendo que ser siempre superior a 0,01 atm.m3/mol. Entre los compuestos quepueden ser eliminados se incluyen BTEX, cloroetano, TCE, DCE y PCE.

Esta tecnología requiere limpiezas periódicas debido a la posible acumulación de com-puestos inorgánicos en la estructura o el desarrollo de microorganismos. En el caso de con-taminantes con baja volatilidad, puede ser necesario un calentamiento previo del agua sub-terránea. Se deben tratar las emisiones gaseosas que se producen.

El rendimiento se sitúa alrededor del 99% para torres de 4,6-6 m con relleno convencio-nal. El rendimiento se puede aumentar añadiendo una segunda torre en serie con la pri-mera, calentando el agua contaminada o cambiando el relleno de la torre. Una posibleaplicación es la instalación de unidades térmicas de tratamiento para emisiones de gaseslas cuales se pueden utilizar a su vez como fuente de calor. En el caso de los tanques, elrendimiento aumenta al añadir cámaras o bandejas o aumentando el aire a circular, segúnel diseño del tanque.

A la hora de seleccionar correctamente el tamaño y el relleno de la torre, se deben teneren cuenta los siguientes datos: flujos de entrada de agua, rango de temperaturas del aguay del aire, forma de operación (en continuo o intermitente), restricciones de altura, con-centraciones y tipos de contaminantes, contenido inorgánico, pH y restricciones de conta-minación para el agua y gas efluentes.

Costes

El factor más importante dentro el coste global de la separación por vapor es la electrici-dad requerida para las bombas de agua y el inyector de aire. Los costes dependen a suvez del rendimiento que se requiera, es decir, de la concentración de contaminantes quese pretenda alcanzar en el efluente. El mayor o menor rendimiento se consigue utilizandouna o varias unidades en serie, lo que hace variar los costes. En el caso de disolventes clo-rados, el coste depende de la concentración de entrada, siendo:

Aspectos ambientales

La aplicación de los separadores por vapor requiere una depuración posterior del aire, yasea con filtros de carbón activo o con biofiltros. El consumo energético depende del trata-miento de aire posterior, siendo de 0,3 – 0,5 kWh/m3 si se utilizan filtros de carbón acti-vo, y entre 0,1 – 0,2 kWh/m3 para los biofiltros.

11.4. Biodiscos

Fundamentos

Los biodiscos son un proceso biológico de tratamiento de aguas contaminadas. La parti-cularidad de esta técnica reside en que el 95% de la biomasa está fija en un soporte obiodisco constituido por un conjunto de placas de material plástico, ensambladas a un ejehorizontal que gira lentamente, de forma que un 40% de su superficie se encuentra sumer-gida en el agua.

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COMUNIDAD DE MADRID

Nº de unidades Concentración (µg/l) Coste (€/m3)

1 1.000 0,22 en serie 10.000 0,353 en serie 100.000 0,625

Caudal (m3/h) Coste por m3 (€)

Hasta 10 0,2510-20 0,220-30 0,15

puestos volátiles u otros gases del sistema son muy bajas. Si las concentraciones en elefluente son altas, se pueden aplicar tratamientos terciarios como filtros de arena o filtrosde carbón activo. Puede ser necesaria la adición de nutrientes dependiendo de la compo-sición del agua a tratar.

11.5. Biorreactores

Fundamentos

Los biorreactores son una tecnología de depuración biológica de aguas contaminadas, yestán constituidos por tanques rellenos de materiales generalmente plásticos de alta super-ficie específica por los que circula el agua. De esta forma, se dispone de una gran super-ficie de adhesión sobre la que los microorganismos se desarrollan, obteniendo gran canti-dad de biomasa en un volumen pequeño, por lo que la velocidad del tratamiento es másalta lo que permite tiempos de retención del agua más reducidos . Puede ser necesario aña-dir algún nutriente en el agua contaminada para optimizar la actividad de los microorga-nismos, en general nitrógeno y fósforo.

En los biorreactores, el material de soporte más utilizado es poliuretano. El biorreactor cons-ta de varias capas en serie, rellenas de poliuretano reticulado, completamente sumergidas,de forma que el agua fluye a través del reactor, a la vez que cada capa es aireada con elaire de la capa precedente lo cual evita el paso a estado gaseoso de compuestos volátiles.

Campo de aplicación

La principal condición para aplicar esta tecnología, es la presencia de contaminantes orgá-nicos que puedan ser biodegradados en 0,5 – 1 hora. Si el contenido en hierro supera los25 mg/l, el agua debe ser tratada antes de entrar en el biorreactor.

Esta técnica no es recomendable para aquellos casos en los que se extraigan pequeñascantidades de agua subterránea, ya que la biomasa no tendría tiempo de desarrollarse encantidades adecuadas sobre el soporte y la biodegradación sería mínima.

El rendimiento de esta tecnología depende del tipo y concentración de la contaminación.Basándose en experiencias previas, se pueden establecer los siguientes rendimientos:

Costes

Los costes de tratamiento suelen situarse entre los siguientes valores, dependiendo del caudal:

Aspectos ambientales

Como aspecto ambiental a destacar, debe tenerse en cuenta el consumo energético aso-ciado a la implantación de esta técnica, así como la producción de residuos.

11.6. Filtros de carbón activo

Fundamentos

La filtración con carbón activo es una técnica para el tratamiento de contaminantes orgá-nicos, basada en la adsorción física de los mismos en las partículas de un lecho adsor-bente (carbón activo). Esta técnica se utiliza, tal y como se comentó en el epígrafe 10.3,para la depuración de aire contaminado, utilizándose también para la depuración deagua contaminadas, mediante el mismo principio de acción que para el aire. El agua atratar se hace circular a través del lecho adsorbente hasta que se alcanzan las concen-traciones deseadas en el efluente. Las características de los filtros y su funcionamiento esel mismo para el agua contaminada que para el aire, por lo que no se incluyen a con-tinuación.

Campo de aplicación

Esta técnica es aplicable a aguas contaminadas con hidrocarburos, COSVs y explosivos. Elrendimiento es inferior para COVs halogenados y para pesticidas. Los filtros de carbón acti-vo presentan su mejor rendimiento para contaminantes a baja concentración (menos de 10mg/l), independientemente del caudal de agua a tratar. Si se pretenden eliminar grandesconcentraciones de contaminantes, se debe reducir el caudal del agua, aumentando el tiem-po de residencia de la misma.

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TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN DE AGUA CONTAMINADA

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COMUNIDAD DE MADRID

Contaminantes Rendimiento(%) Efluente (µg/l)

Aceite mineral 50 – 99% 50

Aromáticos 85 - >99% 2

Naftaleno 85 - >99% < 0,1

PAH 65 - >99% < 0,1

Clorobenceno 90 - >99% 10

Caudal (m3/h) Coste por m3 (€)

Hasta 10 0,2510-20 0,220-30 0,15

Contaminantes Rendimiento(%) Efluente (µg/l)

Aceites Minerales 50-99 50

Compuestos Aromáticos 85-99 2

Naftaleno 85-99 <5

PAHs 65-99 <5

Clorobenceno 90-99 10

y el límite o umbral de peso molecular también influyen en la capacidad de rechazo. Estascaracterísticas se deben tener en cuenta en función de la composición del agua a depurar.

La composición del agua y su temperatura son fundamentales para los procesos de mem-brana. Las bajas temperaturas hacen el filtrado muy lento. Las membranas suelen ser capa-ces de filtrar a temperaturas de hasta 90°C, de forma que si el agua a filtrar está a tem-peraturas superiores, debe ser enfriada previamente. Dependiendo de la composición deentrada puede ser necesario algún pretratamiento, sobre todo para los procesos a alta pre-sión. Debido al tamaño de poro tan pequeño, es bastante frecuente que estas membranasse colmaten, por eso es conveniente realizar tratamientos anteriores para eliminar partícu-las y algunos compuestos que pueden precipitar al entrar en contacto con la superficie dela membrana, como es el caso de algunos metales (calcio, manganeso, hierro, etc.) y algu-nos compuestos orgánicos.

La cantidad de agua que se recupera tras el filtrado es superior en el caso de la microfil-tración y la ultrafiltración que en las otras dos técnicas.

Campo de aplicación

Microfiltración

El tamaño de poro de las membranas de microfiltración oscila entre 0,01 y 10 µm, siendocapaces de retener partículas coloidales y microorganismos. Algunos iones pueden quedaratrapados en caso de que precipiten a su paso por la membrana. Cuando la carga de con-taminación en forma de partículas muy finas sea elevada, se puede realizar una coagula-ción previa a la microfiltración.

Ultrafiltración

Este método es capaz de eliminar compuestos particulados o coloidales, macromoléculasy microorganismos, ya que presentan tamaños de poro entre 0,005 y 0,3 µm. Se suele uti-lizar como un pretratamiento de la ósmosis inversa, como separador de aceite-agua y para

Un alto contenido en partículas en el influente o el desarrollo de sustratos microbianos enel filtro pueden reducir el caudal efectivo y la eficacia del tratamiento.

En condiciones normales de diseño y operación, se obtienen rendimientos de adsorción deCOSVs mayores del 95% para concentraciones bajas en el agua a tratar.

Costes

Los costes del tratamiento dependen del caudal a tratar:

Aspectos ambientales

Al igual que para el tratamiento de aire contaminado, en el caso de agua, los filtros decarbón activo son un sistema seguro y fiable dentro de su ámbito de aplicación. Los filtrosagotados constituyen residuos que deben gestionarse adecuadamente (vertido controladoo regeneración).

11.7. Filtros de membrana

Fundamentos

Los filtros de membrana son barreras selectivas que impiden el paso de algunos com-puestos y permiten el paso de otros. Para que se produzca el paso por la membrana serequiere algún tipo de fuerza (por ejemplo, una diferencia de potencial). Los procesos defiltración por membrana se suelen clasificar por el tipo de fuerza que interviene, inclu-yendo presión, concentración, potencial eléctrico y temperatura. Los métodos que se dis-cuten a continuación, únicamente incluyen fuerzas de presión.

Dentro de los procesos de membrana por presión se suelen distinguir cuatro categorías enfunción del tamaño del poro: microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inver-sa. Los rangos de presión son los siguientes:

Los procesos a alta presión, como la nanofiltración y la ósmosis inversa tienen un tamañode poro relativamente pequeño comparado con los otros dos, y eliminan contaminantesprincipalmente por difusión química. La microfiltración y la ultrafiltración eliminan los con-taminantes por procesos físicos de filtrado. Los primeros tienden a eliminar un rango másamplio de contaminantes, aunque a costa de un mayor gasto energético.

La composición química de las membranas y en particular la carga superficial y su hidrofo-bicidad, juegan un papel importante en las características de rechazo de contaminantes, yaque las membranas también los eliminan por adsorción. La configuración de la membrana

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TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN DE AGUA CONTAMINADACOMUNIDAD DE MADRID

Caudal (m3/h) Coste por m3 (€)

Hasta 10 0,1510-25 0,25-50 0,075

Proceso de Membrana Rango de presión (psi)

Microfiltración 5 – 45

Ultrafiltración 7 – 100

Nanofiltración 50 – 150

Ósmosis inversa 100 - 150

Proceso de Membrana Rango de presión (psi)

Microfiltración 99%

Ultrafiltración 95%

Nanofiltración 85%

Ósmosis inversa 30–85%

Una vez que el proceso ha finalizado y la resina ha agotado toda su capacidad de inter-cambio, se debe regenerar. En primer lugar se realiza un lavado contracorriente que eliminalos sólidos en suspensión. A continuación se introduce la solución de regeneración que trans-forma la resina a su composición original para que vuelva a ser utilizada. La solución de rege-neración se debe tratar a continuación y poder ser utilizada. El proceso de regeneración sueletardar entre 1 y 2 horas.

Campo de aplicación

El intercambio iónico es aplicable en la depuración de aguas contaminadas por metales disuel-tos y radionucleidos en solución. También puede tratar compuestos inorgánicos (nitratos, nitróge-no amoniacal y silicatos). La tecnología trata rangos de contaminación entre 200 y 500 ppm.

La presencia de aceites y grasas y contenidos de sólidos en suspensión mayores de 10 ppmen las aguas subterráneas, puede obstruir el material de intercambio iónico (resinas). Lassustancias oxidantes del agua a tratar pueden deteriorar el material de intercambio iónico.

Con la aplicación de esta técnica se pueden obtener concentraciones de iones de hasta10-20 µg/l en el efluente. El rendimiento de esta técnica depende de la selectividad y lacapacidad del intercambiador.

El pH del agua a tratar es un parámetro clave a la hora de seleccionar el material de inter-cambio iónico. Datos como naturaleza y concentración de contaminantes (contenido de óxi-dos, concentración de iones inorgánicos, metales) así como capacidad de intercambio de losmateriales a utilizar son parámetros relevantes a la hora de efectuar su diseño.

Costes

El rango típico de coste de aplicación de esta técnica varía de 0,09 € a 0,25€ por 1.000l. Este coste incluye los pretratamientos necesarios, el consumo de resinas y su regenera-ción. El coste de la operación varía entre 0,07 y 0,16 € por m3 de agua tratada.

Aspectos ambientales

El proceso de regeneración de la resina da lugar a una disolución concentrada que requie-re tratamiento. El consumo energético es bajo y se centra sobre todo en el suministro a losequipos de bombeo.

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TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN DE AGUA CONTAMINADA

eliminar compuestos orgánicos. En este tipo de filtración, los compuestos disueltos (iones)pasan a través de la membrana, aunque al igual que en la anterior, pueden quedar rete-nidos los iones que precipiten.

Nanofiltración

La nanofiltración es un proceso de membrana con características intermedias entre unaultrafiltración y una ósmosis inversa y un tamaño de poro de unos 0,5 µm. Funciona deforma óptima con moléculas de gran tamaño, y supone un gran ahorro de energía y aditi-vos comparado con la ósmosis inversa.

Osmosis inversa

Este tipo de filtración separa partículas de muy pequeño tamaño, menores de 0,1 nm, utili-zando altas presiones. En algunos casos, el agua y los productos separados pueden ser reu-tilizados, ya que el grado de depuración es muy elevado. Se suele aplicar para metales,sales, ácidos, bases y compuestos orgánicos presentes en el agua subterránea. Debido a lacapa de agua pura que cubre la membrana, los iones no pueden atravesarla. Se suele apli-car para procesos de desalinización de agua potable o depuración de lixiviados.

La utilización de las membranas y la adecuada elección de la misma dependen de unaserie de parámetros relacionados con el agua a tratar, tales como su dureza y el conteni-do en hierro, silicatos y partículas.

El rendimiento óptimo de la filtración con membranas es de 90–99%.

Costes

El coste de la filtración depende del tipo de membrana que se quiera utilizar y de la con-centración de contaminantes en el efluente que se quiera alcanzar. En general, los costesse sitúan entre 1 y 8 € / m3.

Aspectos ambientales

Los productos retenidos en las membranas presentan contaminantes, metales y sales en ele-vadas concentraciones, de forma que deben ser gestionados o tratados adecuadamente.El gasto energético es alto debido a las bombas de presión.

11.8. Intercambio iónico

Fundamentos

El intercambio iónico es una técnica de aplicación ex situ consistente en la adsorción deiones de la fase acuosa mediante el intercambio de cationes ó aniones entre los contami-nantes y un medio diseñado específicamente para el proceso. Los materiales comúnmenteutilizados son resinas de materiales orgánicos sintéticos que contienen grupos funcionalesiónicos que permiten el intercambio con los iones del agua contaminada. También seemplean materiales naturales y polímeros orgánicos, como las zeolitas. Los materialesempleados (resinas) una vez agotados pueden ser regenerados.

Una resina orgánica de intercambio está compuesta por polielectrolitos de alto peso mole-cular que pueden intercambiar sus iones móviles por iones de carga similar que se encuen-tren en el medio circundante. Cada resina tiene un número definido de iones móviles, loque marca el número máximo de posibles intercambios.

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COMUNIDAD DE MADRID

oxidantes pueden ser soluciones (hipoclorito sódico) ó un gas (ozono). Los agentes oxidantescomúnmente utilizados son el ozono el peróxido de hidrógeno, hipocloritos, cloruros y dióxi-dos clorados. Las reacciones que se producen en la oxidación constituyen principalmente unamineralización de los compuestos orgánicos a dióxido de carbono, agua y sales.

Campo de aplicación

La oxidación química por radiación ultravioleta es aplicable en el tratamiento de com-puestos orgánicos volátiles halogenados y no halogenados, orgánicos semivolátiles y PCBsy más específicamente hidrocarburos del petróleo, hidrocarburos clorados utilizados comodisolventes y limpiadores en la industria y sustancias explosivas como el TNT (trinitrotolue-no). Esta técnica es más efectiva para contaminantes que presentan enlaces dobles (triclo-roetileno, percloroetileno y cloruro de vinilo), así como para compuestos aromáticos sim-ples (benceno, tolueno, xilenos y fenoles).

En la práctica ningún contaminante orgánico que reaccione con el radical hidróxilo puedeser tratado a través de esta técnica.

Puede ser necesario tratar previamente el agua contaminada en aquellos casos que pre-sente una gran turbidez, ya que si se pretende utilizar un sistema con radiación ultraviole-ta, la turbidez puede dificultar su transmisión. Los sistemas de UV/Peróxido de hidrógenoson más sensibles a la turbidez del agua que los de UV/Ozono.

Por otro lado, el agua a tratar debe tener un contenido bajo de iones metálicos pesados (menosdel 10%) y de grasas y aceites insolubles para evitar que se ensucie la camisa de cuarzo. Lossólidos en suspensión ó sólidos formados por la precipitación del hierro ó del manganeso pue-den obstruir también la camisa de cuarzo, necesitando un pretratamiento para eliminarlos.

La oxidación incompleta ó formación de compuestos contaminantes intermedios puede ocu-rrir dependiendo del tipo de contaminantes y de los agentes oxidantes empleados. Cuandose utiliza como agente oxidante los cloruros, pueden generarse productos no deseadoscomo el clorometano.

El coste del proceso es excesivamente elevado para altas concentraciones de contaminan-tes, debido al volumen de agentes oxidantes necesarios para llevar a cabo el proceso.

Para tratamientos de compuestos aromáticos, EOX, disolventes clorados y fenoles, puedenalcanzarse rendimientos del 99%.

Los factores que influyen en la implantación del sistema incluyen:

• Naturaleza y concentración de los contaminantes (selección y dosis del oxidante, inten-sidad de la luz ultravioleta y duración del tratamiento).

• Grado de destrucción de los contaminantes.

• Ratios de agua.

• Pretratamiento ó postratamiento.

Costes

Los costes del tratamiento se estiman, para PAHs en concentraciones de 100 – 10.000µg/l, alrededor de 1,5 – 3 €/m3 de agua tratada.

Aspectos ambientales

El consumo energético es relativamente alto, dependiendo de la concentración final en elefluente que se requiera. Deben tomarse las medidas de seguridad necesarias para elmanejo de los productos químicos.

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TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN DE AGUA CONTAMINADA

11.9. Oxidación química

Fundamentos

Oxidación química por radiación ultravioleta

La oxidación química es un proceso de reducción de la toxicidad de las sustancias quími-cas (orgánicas y explosivas) presentes en el agua, las cuales son oxidadas a través de lairradiación de luz ultravioleta (fotocatálisis), adicionando agentes oxidantes químicos alproceso. Los agentes químicos comúnmente usados son el peróxido de hidrógeno y elozono. El agente es inyectado en la unidad de tratamiento ultravioleta en forma de solu-ción acuosa, y en el caso del ozono, se genera electrolíticamente y se inyecta como un gas.

Las reacciones de oxidación se alcanzan mediante la acción sinérgica de la luz ultraviole-ta en combinación con ozono y/o peróxido de hidrógeno produciendo radicales hidróxi-los activos que típicamente mineralizan los contaminantes del agua dando lugar a dióxidode carbono, agua y sales (cuando la destrucción es completa). La principal ventaja de estatécnica radica en que es un proceso de transformación de contaminantes frente a otras téc-nicas en las cuales los contaminantes son extraídos y separados en fases (separadores devapor, carbón activo).

El proceso de oxidación por radiación ultravioleta se realiza generalmente con lámparasde baja presión que operan a 65 watios de electricidad para los sistemas de ozono y entre15 y 60 watios para los sistemas de peróxido de hidrógeno.

UV Fotólisis

La fotólisis por ultravioleta es el proceso por el cual los enlaces químicos de los contaminan-tes son rotos bajo la influencia de la luz ultravioleta. Los productos de la foto degradaciónvarían en función de la matriz en la cual el proceso ocurre, sin embargo la conversión com-pleta de un contaminante orgánico a dióxido de carbono y agua es poco probable.

Oxidación química

La técnica consiste en la mezcla de aguas contaminadas con agentes oxidantes en un reac-tor y con un tiempo de residencia tal que asegure las reacciones de oxidación. Los agentes

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COMUNIDAD DE MADRID

11.10. Precipitación

Fundamentos

La precipitación ha sido durante mucho tiempo el principal método para tratar aguas residua-les con altos contenidos en metales. Debido al buen funcionamiento de esta técnica, se utilizaigualmente para la precipitación de metales pesados del agua subterránea, y algunas vecesconstituye un pretratamiento para otras tecnologías (tales como oxidación química o la sepa-ración por vapor) en las que la presencia de metales puede interferir con algún elemento delproceso.

El proceso de precipitación consiste en la conversión de los metales solubles en salesinsolubles, de forma que al precipitar, son fácilmente separables del agua por medio demétodos físicos como la decantación y el filtrado. El proceso suele requerir varios pasos,como un ajuste de pH, adición de un precipitante químico y floculación. En general, losmetales precipitan en forma de hidróxidos, sulfuros y carbonatos. En algunos casos, elproceso permite la generación de lodos que pueden someterse a procesos de reciclajede metales.

Coagulantes y floculación

En los procesos de precipitación, los agentes coagulantes y floculantes se utilizan paraincrementar el tamaño de las partículas favoreciendo su agregación. Los procesos de pre-cipitación pueden generar partículas de muy pequeño tamaño que se mantienen en sus-pensión por las cargas electrostáticas de su superficie, y que dan lugar a fuerzas repulsi-vas que impiden la agregación. Los agentes coagulantes se suelen añadir para eliminar oreducir estas fuerzas repulsivas, y que suelen ser de tres tipos: electrolitos inorgánicos (talescomo cal, cloruro férrico y sulfato ferroso), polímeros orgánicos y polielectrolitos sintéticoscon grupos funcionales aniónicos o catiónicos. Tras la adición de los coagulantes, se mez-clan despacio con el agua para favorecer el contacto entre partículas.

La tasa de coagulación-floculación depende de la oportunidad de contacto, que varía porel flujo, la profundidad del tanque de mezcla, los gradientes de velocidad del sistema, laconcentración de partículas y la granulometría.

Campo de aplicación

Esta tecnología se aplica para eliminar del agua contaminada metales tóxicos y radionu-cleidos. Dependiendo del diseño del proceso, los metales extraídos pueden ser reciclados.

En el caso de tener mezclas de diferentes metales, la extracción de todos ellos puede sercomplicada, ya que las condiciones óptimas de precipitación de alguno de ellos puedenser inadecuadas para los demás. En este proceso pueden generarse lodos tóxicos, deforma que la adición de algunos reactivos debe ser controlada para no dar lugar a con-centraciones no aceptables de contaminantes en los efluentes residuales. En el caso delcromo hexavalente, se requieren tratamientos previos a una precipitación-floculación.

La tasa de eliminación de metales se sitúa alrededor del 33,5%, aunque varía dependien-do de cada diseño específico del proceso.

Se requieren ensayos de laboratorio para determinar los parámetros de operación, talescomo tipo de reactivos y dosis, pH óptimo, tiempo de retención, flujo, temperatura, selec-ción de floculantes, tasas de filtración y decantación y características y volumen de fangos.

Costes

El coste de este tipo de plantas depende del caudal de diseño. Para caudales de 75-250l/min, los sistemas de precipitación oscilan entre 100.000 € y 135.000 € respectiva-mente.

El principal factor que influye en las condiciones de operación es el coste de los reactivosy la mano de obra. Los costes se estiman (sin incluir el posterior vertido) en 0,09Û€ - 0,21€

cada 1.000 l de agua tratada que contenga una concentración en metales de hasta 100mg/l. El vertido de fangos puede incrementar el coste en 0,15 € por cada 1.000 l. Loscostes del vertido se estiman en 350 €/t.

Aspectos ambientales

La principal característica de este proceso es la transformación de los contaminantesdisueltos en fangos o precipitados, lo que hace necesaria la gestión posterior de losmismos.

La dosificación de productos químicos puede afectar a la calidad del agua subterránea atratar, la cual puede requerir tratamientos posteriores.

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TECNOLOGÍAS DE DEPURACIÓN DE AGUA CONTAMINADA

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COMUNIDAD DE MADRID

Las tecnologías auxiliares descritas a continuación, se sintetizan en la tabla 12.1.

12.1. Contención vertical del terreno

Fundamentos

Las tecnologías utilizadas para llevar a cabo la contención vertical del terreno (muro pan-talla, inyección de cemento-bentonita y tablestacado metálico) pueden constituir una tec-nología de recuperación en sí, tal y como quedó reflejado en el capítulo 9.1. Sin embar-go, en ciertas condiciones pueden constituir tecnologías auxiliares que hacen posible o faci-litan la aplicación de otras tecnologías.

Las técnicas de contención vertical suelen ir asociadas a la excavación del terreno, depen-diendo de la textura del mismo, de forma que garantiza su estabilidad mientras se lleva acabo la excavación.

En otros casos, pueden ser necesarias como apoyo a otras técnicas de extracción de aguapara rebajar el nivel freático, en circunstancias en que las propias técnicas de extracción(pozos, drenes, zanjas) no sean suficientes.

Aparte de las técnicas comentadas en el capítulo 9.1, y que no se volverán a tratar en éste,existe otra técnica de contención vertical muy utilizada para mantener el terreno establemientras se excava, la entibación.

Se trata, por tanto, de una técnica que se aplica con carácter temporal, en tanto sea nece-sario garantizar la estabilidad de la excavación.

La entibación se basa en hincar en el suelo unas piezas sensiblemente planas en posi-ción vertical, que delimitan el ámbito a excavar. A medida que la excavación avanza en

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CAPÍTULO 12

12.1. Contención vertical del terreno

12.2. Sellado superficial

12.3. Fracturación

12.4. Extracción de agua

12.5. Infiltración de agua

TECNOLOGÍASAUXILIARES

Contención Mediante la instalación de barreras de obra civil se prepara In situvertical del terreno el terreno para otras tecnologías.Sellado superficial Construcción de capas impermeables en la superficie del terreno. In situFracturación Se provocan fracturas en suelos de baja permeabilidad o muy In situ

compactados para abrir vías que aumenten la efectividadde las extracciones u otros tratamientos in situ

Extracción Mediante la instalación de técnicas de extracción de agua In situde agua subterránea (pozos, drenes, zanjas) se disminuye el nivel freático

para la aplicación de otras tecnologías.Infiltración de agua Se infiltra agua en el terreno mediante la instalación de pozos. In situ

Tecnologías Descripción Aplicación

Tabla 12.1 Tecnologías auxiliares

Al tratarse de una técnica de mera contención temporal, no se produce ninguna reducción enlas concentraciones de contaminantes. No obstante, la entibación permite acometer excava-ciones de suelos contaminados en condiciones seguras para los operarios implicados.

La eficacia de la aplicación de esta técnica se traduce en hacer viable una excavación endeterminadas circunstancias, a costa de reducir sensiblemente los rendimientos de la exca-vación propiamente dicha, que dependerán en gran medida del tipo de suelo implicado,profundidad de excavación, sistema de entibación utilizado, etc.

Costes

El coste de aplicación de la entibación depende de los factores antes señalados (tipo y hume-dad del suelo, profundidad de excavación, sistema de entibación utilizado, etc.). Unos ran-gos orientativos de coste en función de la profundidad de excavación son los siguientes:

• Para profundidades de hasta 4 metros: 10-35 € por m2 entibado.

• Para profundidades entre 4 y 6 metros: 25-50 € por m2 entibado.

Aspectos ambientales

En la aplicación de la entibación ningún factor ambiental destaca sobre los demás, aunquequizás las molestias por ruido y el consumo energético sean los prioritarios. El resto de las tec-nologías de contención vertical fueron analizadas con anterioridad.

12.2. Sellado superficial

Fundamentos

El sellado superficial es una técnica de contención cuyas finalidades principales son evitar laexposición directa a la contaminación del suelo, limitar la infiltración de agua de lluvia en elsuelo contaminado y controlar la incorporación de los contaminantes volátiles a la atmósfera.Al poder actuar como una técnica de recuperación en sí misma, los fundamentos en detalle hanquedado explicados en el capítulo 9.2.

Campo de aplicación

Cuando se utiliza como técnica auxiliar (en los métodos de recuperación basados en lainyección y/o extracción de aire en el suelo), conviene realizar un sellado superficial enemplazamientos con un nivel freático poco profundo (menos de 7 m) en los que el materialde cubierta del suelo no ejerce de por sí la función aislante.

Los costes son los mismos que se especificaron en el capítulo 9.2.

Aspectos ambientales

La aplicación de las técnicas de sellado superficial produce residuos y suelen afectar a unagran superficie.

12.3. Fracturación

Fundamentos

La fracturación es una técnica auxiliar aplicada in situ que se basa en incrementar la poro-sidad, fisuración o fracturación natural del suelo. De este modo, se mejora la disponibili-

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TECNOLOGÍAS AUXILIARES

profundidad, se van colocando piezas transversales en posición horizontal y encajadasen las verticales, que aumentan la resistencia del conjunto y permiten proseguir la exca-vación a mayor profundidad. Esta operación puede efectuarse básicamente de dos for-mas:

• Hincando las piezas verticales hasta la profundidad final prevista para la excavación yencajando progresivamente las piezas transversales a medida que aquélla avanza.

• Hincando un tramo de las piezas verticales, excavando y colocando una pieza transversal,para repetir el ciclo hasta alcanzar la profundidad final prevista. En este caso, las piezasverticales son más cortas y deben estar diseñadas para enlazar rígidamente unas con otras.

Las piezas verticales son en la mayoría de los casos, tablones de madera o placas deacero. Las piezas transversales son metálicas (acero o aluminio).

Campo de aplicación

El campo de aplicación de las técnicas de contención vertical quedó ya explicado en elcapítulo 9.1, por lo que a continuación únicamente se expone la entibación.

Esta técnica es aplicable para excavaciones en suelos granulares poco cohesivos o en sue-los cohesivos que no garantizan la estabilidad de las paredes de excavación a las pro-fundidades deseadas. En suelos heterogéneos o con presencia de objetos enterrados, laaplicación puede ser difícil al encontrar obstáculos a la hinca. En todo caso y en todomomento (durante la entibación, tras finalizar la excavación y en la retirada de la entiba-ción) debe garantizarse la estabilidad de las paredes.

No suele aplicarse la entibación para excavaciones de más de 6 metros de profundidad.La anchura de excavación (distancia entre piezas verticales) debe ser de al menos 1 metroy está limitada por la rigidez de los apeos que se utilicen, por lo que se aplica típicamen-te a excavaciones cuya anchura no rebasa su profundidad (excavación en zanjas y pozos).Si es preciso excavar por debajo del nivel freático, la estabilidad de los elementos de con-tención puede verse comprometida, por lo que no se suele utilizar esta técnica.

La aplicación de la entibación resulta particularmente interesante en emplazamientos urba-nos rodeados de edificios y con poco espacio disponible para la operación de maquina-ria pesada. No obstante, la producción de ruidos y vibraciones puede ser un factor limi-tante para su uso en algunos emplazamientos.

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COMUNIDAD DE MADRID

Mediante fracturación se puede incrementar la permeabilidad del suelo no saturado en ran-gos que oscilan de 4 a 30 veces la del terreno natural, incrementando así la eficiencia dela posterior aplicación de tecnologías de extracción.

En condiciones medias, se puede obtener una producción de entre 15 y 25 fracturas pordía, con un alcance horizontal de 4-6 metros hasta profundidades de unos 30 metros.

Costes

El coste de aplicación de esta técnica depende de la compacidad y humedad del suelo.Los rangos más habituales oscilan entre 8 y 14 € por m3 de suelo.

Aspectos ambientales

Esta técnica requiere un alto consumo energético, así como puede producir molestias porruidos.

12.4. Extracción de agua

Fundamentos

La extracción de agua puede constituir una técnica única a aplicar en un emplazamientocontaminado, como puede ser el caso del “Pump & Treat” o del lavado químico in situ delsuelo (epígrafe 7.1.4). Sin embargo, en muchos casos puede constituir una técnica auxiliarla cual facilita o hace posible la aplicación de otras tecnologías en ciertas circunstancias.Tal es el caso de la aplicación de las técnicas de extracción de agua para rebajar el nivelfreático de forma temporal, y poder así aplicar técnicas como la bioventilación, la extrac-ción del aire del suelo o la excavación en la zona saturada del sustrato.

Las técnicas aplicables a la extracción de agua como tecnología auxiliar son las mismasque en el caso de la extracción de agua para tratamiento: pozos, drenes y zanjas de dre-naje. En este capítulo no se desarrollan de nuevo las características de estas técnicas,pudiéndose consultar en el capítulo 7.1.4.

Hay que recordar que como buena práctica ambiental, en cualquier proceso de extracciónde agua que esté o haya indicios de estar contaminada, debe aplicarse un proceso dedepuración posterior mediante la tecnología más adecuada en cada caso.

12.5. Infiltración de agua

Fundamentos

La infiltración de agua en el suelo no constituye una tecnología en sí, sino que puede sercomplementaria a otras, ya que en algunos casos mejora su rendimiento o reduce el tiem-po de proceso. La infiltración de agua puede además reducir ciertos efectos adversos pro-ducidos al extraer agua subterránea, tales como la desecación.

En los procesos de bombeo y tratamiento del agua subterránea (Pump & Treat), la infiltra-ción de agua hace que el lavado del suelo se realice más rápidamente.

Cuando el agua infiltrada ha sido previamente extraída, la aplicación suele llevarse a cabocon un sistema cerrado de tuberías, de forma que se consigue una recuperación del 100%del agua tratada. Para su óptimo funcionamiento, los pozos de extracción y de inyeccióndeben instalarse separados a la distancia apropiada.

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TECNOLOGÍAS AUXILIARES

dad de los contaminantes, aumentando la efectividad de algunos tratamientos in situ. Estatécnica tiene dos modalidades de aplicación:

• Fracturación neumática: las fracturas se provocan inyectando aire a una presión de unos10 bares en pozos perforados en la zona no saturada. La inyección se efectúa por tra-mos aislados de unos 60 cm de longitud en intervalos cortos de tiempo (unos 20 segun-dos). Esta operación debe repetirse tantas veces como sea necesario para alcanzar elgrado de fracturación deseado.

• Fracturación hidráulica: las fracturas se producen mediante inyección de agua a presióna través de pozos previamente perforados. Una vez realizada la operación, las fractu-ras pueden rellenarse con un material poroso (por ejemplo, fango de arena gruesa) quegarantiza el mantenimiento a largo plazo de una alta permeabilidad del suelo.

Campo de aplicación

La fracturación se utiliza principalmente para suelos con textura limosa, arcillosa y areno-sa con bancos de arenisca que presenten valores de conductividad hidráulica inferior a 10-

6 m/s aproximadamente. En suelos no arcillosos, las fracturas tienden a cerrarse a medioplazo, por lo que es necesario repetir el proceso cada seis meses o un año si el plazo totalde recuperación es largo. Esto es particularmente notorio cuando se utiliza fracturaciónneumática; con fracturación hidráulica las fracturas perduran más en general.

Para decidir la conveniencia de aplicar la fracturación se debe tener en cuenta la posibili-dad de que se favorezca la migración de los contaminantes (en fase gas, disueltos o en faselibre sobre el manto freático) a través de las mismas. También es necesario considerar lasposibles afecciones a conducciones, instalaciones o estructuras subterráneas.

La fracturación no debe aplicarse en zonas de significativo riesgo sísmico ni en emplaza-mientos donde se puedan producir asentamientos del suelo como consecuencia de la pos-terior extracción de aguas subterráneas.

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COMUNIDAD DE MADRID

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TECNOLOGÍAS AUXILIARES

Algunos problemas que pueden aparecer en la aplicación de esta técnica son los siguien-tes:

• Si el agua subterránea tiene un alto contenido en hierro (superior a unos 15 ppm), éstepuede precipitar al formarse una sal insoluble en presencia del agente oxidante.

• El medio físico de infiltración (rejillas de los pozos) puede obstruirse bien por el lavadode las partículas finas del suelo (elevadas concentraciones de sustancias coloidales),bien por el incremento de la biomasa inducido por el tratamiento.

El incremento en la movilidad de los contaminantes como consecuencia de la introducciónde agua en el medio puede impedir la aplicación de esta técnica o condicionarla a laadopción de estrictas medidas de captación y tratamiento del agua infiltrada.

Con la aplicación de esta técnica se obtienen los siguientes resultados:

• Se corrigen los efectos no deseables derivados de la extracción de agua subterránea,tales como la reducción del nivel freático o daños por desecación o cambios en la com-posición.

• Se consigue un lavado del suelo mucho más rápido.

Costes

Los costes dependen de si la técnica se aplica como una simple infiltración de agua o comoun sistema de recirculación del agua extraída y tratada previamente. Este último caso seda en aplicaciones como pozos profundos o drenajes, con lo que sus costes son mucho máselevados que una mera infiltración.

Aspectos ambientales

Las repercusiones ambientales pueden variar dependiendo de las características hidro-geológicas del emplazamiento y las técnicas de infiltracióm empleadas, por lo que serecomienda considerar ambas implicaciones en detalle. El bombeo de agua desde pozosrequiere un elevado consumo energético.

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COMUNIDAD DE MADRID

13.1. Estabilización de suelos contaminados por metales pesadosAutor: Covitecma S.A. Ingenieros Consultores

Antecedentes y problemática

La rehabilitación de un antiguo emplazamiento industrial localizado en la Comunidad deMadrid supuso, entre otros trabajos, la recuperación de suelos contaminados por metalespesados mediante técnicas de estabilización on site.

En el emplazamiento existió una industria metalúrgica dedicada a la obtención de estañopor fundición de minerales no férricos que desarrolló su actividad entre los años 1941 y1984. A partir de ese momento la actividad disminuyó sensiblemente, cesando definitiva-mente en 1998. Las materias primas y residuos del proceso productivo, con alto contenidoen metales pesados, eran almacenados sobre el terreno en diferentes puntos de la parcelasin ningún tipo de medida de protección ambiental.

En 1999 el terreno cambió de titularidad con el propósito de desarrollar el planeamientourbanístico programado (viviendas, zonas verdes y vías periurbanas), para lo cual se pro-cedió a principios del año 2000 a la demolición de las antiguas naves de la fábrica y laconsiguiente gestión de los residuos inertes generados por la operación.

A continuación se inició una investigación detallada del emplazamiento con vistas a caracte-rizar los residuos abandonados procedentes de la antigua actividad industrial y el impactoque éstos pudieran haber tenido sobre el suelo. Los trabajos de investigación realizados enel emplazamiento pusieron de manifiesto que los residuos que habían sido acopiados pre-sentaban un elevado contenido en metales pesados y que como resultado de la lixiviación dedichos residuos el suelo subyacente estaba contaminado por encima de los niveles acepta-bles, principalmente por arsénico, cadmio, cobre, plomo y zinc, así como sulfatos.

Las características geológicas e hidrogeológicas locales condicionaron, sin embargo, que lacontaminación se limitara a las capas más superficiales del suelo (hasta 1,5 metros comomáximo) y no afectara a las aguas subterráneas. El estudio determinó que el volumen exis-tente de residuos abandonados ascendía a 7.300 m3 repartidos en tres acopios diferencia-dos, a los que había que añadir un volumen adicional de 7.100 m3 de residuos incorpora-dos al suelo a lo largo del periodo de actividad. La afección al suelo subyacente se estimóen una superficie máxima de 15.000 m2 hasta una profundidad máxima de 1,5 m.

Alternativas de recuperación

El estudio de las alternativas técnicamente viables para la recuperación del suelo de la parce-la identificó como mejor opción la excavación selectiva y gestión a través de ver-tedero de losresiduos y de los suelos contaminados existentes en el emplazamiento. Por ello, antes de comen-zar los trabajos se llevó a cabo una caracterización y clasificación como residuo de los dife-

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CAPÍTULO 13

13.1. Estabilización de suelos contaminados por metales pesados

13.2. Sellado superficial y pantalla de impermeabilización y drenaje

13.3. Tratamiento in situ por extracción en dos fases

13.4. Tratamiento del suelo por biopilas

13.5. Tratamiento y remediación de un suelo contaminado pordisolventes

13.6. Barreras hidraúlicas y de interceptación de la contaminación

EJEMPLOS DE APLICACIÓNEN LA COMUNIDADDE MADRID

Proceso de estabilización

El tratamiento adoptado para la estabilización se basa en la incorporación de un agentealcalino al suelo a estabilizar de tal forma que se logre la precipitación en medio básicode los iones metálicos en forma de hidróxidos. De esta manera se obtiene una matriz muypoco soluble al agua con lo que se reduce de forma significativa el potencial de migraciónde los contaminantes (metales pesados y sulfatos).

Antes de proceder a la estabilización del suelo contaminado existente en el emplazamien-to, se llevaron a cabo ensayos de viabilidad en laboratorio, diseñándose tanto el tipo deestabilizante que se iba a utilizar como la proporción óptima de aplicación. Estos ensayosdeterminaron que el agente estabilizante fuera hidróxido cálcico aplicado por vía seca enuna proporción 10:1 de suelo/agente estabilizante.

El tratamiento se realizó en un área específica dentro del propio emplazamiento (on site),donde se iban acopiando y extendiendo los lotes de suelo excavado. Una vez extendidauna capa de 0,3 m de espesor se aplicaba el tratamiento de estabilización antes de pro-ceder al extendido y tratamiento de otra tongada. Este tratamiento se llevaba a cabomediante un tren de estabilización por vía seca, según el siguiente procedimiento:

• Dosificación del agente estabilizante en una capa uniforme sobre la zona a estabilizarmediante un tractor que lleva incorporado un depósito (fotografía nº 1).

• Mezclado enérgico del suelo y el agente estabilizante en una capa de 30 cm de espe-sor utilizando un tren de estabilización dotado de cuchillas rotatorias. El tren de estabi-lización utilizado tenía una capacidad de tratamiento aproximada de 500 t/día (foto-grafías nº 2 y 3).

• Control analítico del material estabilizado para comprobar los criterios de aceptación yajustar los parámetros de operación según el resultado obtenido.

• Retirada del suelo estabilizado con medios mecánicos, incluyendo carga en camiones ytransporte al vertedero de destino (fotografía nº 4).

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EJEMPLOS DE APLICACIÓN EN LA COMUNIDAD DE MADRID

rentes materiales, para poder definir el destino adecuado de cada uno de ellos atendiendo ala legislación aplicable. De acuerdo a esta caracterización, los residuos acopiados en el empla-zamiento se gestionaron mediante su retirada y transporte a Depósito de Seguridad.

En cuanto a los suelos contaminados, el estudio de soluciones se orientó hacia la excavacióny eliminación en una instalación de vertido externa adecuada a sus características. De acuer-do a la legislación vigente, el contenido de metales pesados (As, Cd, Cu, Pb, Zn) y sulfatos(SO4=) presentes en los suelos contaminados, aunque elevado en la capa más superficial, nolos caracteriza como residuo peligroso, y puede por tanto ser eliminado en un vertedero con-trolado que presente las medidas de protección ambiental adecuadas (R.D. 1484/2001).

Con objeto de cumplir con los requisitos de admisión establecidos en el vertedero de des-tino y minimizar el volumen de suelos a gestionar fue preciso controlar los parámetros deadmisión en todos los lotes de suelo retirados, sometiendo a un proceso de estabilizaciónfisicoquímica aquellos lotes que excedían los umbrales permitidos.

Las tareas de recuperación de los suelos contaminados se realizaron de acuerdo alsiguiente esquema de trabajo:

• Excavación selectiva de suelos. Se definieron 50 celdas de control de 220 m2 de super-ficie aproximada y se excavaron de forma sucesiva en pasadas de 0,3 m de espesor,correspondientes a 100 toneladas de suelo aproximadamente dentro de cada una delas celdas. El material excavado era acopiado temporalmente hasta obtener los resulta-dos de los análisis de control.

• Control de parámetros de calidad. Sobre cada lote de suelo excavado se controlaron lasconcentraciones de metales pesados y sulfatos en eluato obtenido en laboratorio, parapoder definir el tratamiento adecuado en función de su potencial de lixiviación.Asimismo, se controló el contenido de metales pesados en el suelo remanente de cadacelda de control para comprobar el grado de cumplimiento con los objetivos de recu-peración y decidir si era preciso continuar la excavación.

• Tratamiento de estabilización. Aquellos lotes de suelo excavado cuyo contenido de meta-les pesados o sulfatos eran superiores a los admisibles fueron sometidos a un tratamien-to de estabilización fisicoquímica con objeto de reducir la movilidad de los contami-nantes por lixiviación.

• Gestión de suelos contaminados. Todo el suelo excavado fue transportado y depositadoen vertedero en celda impermeabilizada. En total, se gestionaron 13.590 toneladas desuelos, de las cuales 8.381 corresponden a suelos sin tratamiento y 5.209 a suelos quehan recibido el tratamiento de estabilización.

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COMUNIDAD DE MADRID

Celda de control

Excavaciónselectiva

Retirada y depósitoFin excavación

Estabilización

Fotografía nº 1: Agente estabilizante extendidosobre el suelo a tratar.

Fotografía nº 2: Maquinaria utilizada para mez-clado del agente estabilizante y el suelo.

Fotografía nº 3: Aspecto final del suelo mezcladocon el agente estabilizante.

Fotografía nº 4: Carga y transporte del suelo esta-bilizado al vertedero de destino.

Controldel sueloexcavado

Controldel sueloexcavado

Controldel sueloexcavado

III

I

I

IIIIIV

I [SO4] > Objetivo

II [SO4] < Objetivo

III [Metales] > ObjetivosIV [Metales] < Objetivos

=

=

El análisis de riesgos para la salud humana efectuado indicó la ausencia de riesgos aun-que se recomendaba la mejora de la cubrición de los residuos para evitar la exposiciónde los posibles receptores a los contaminantes. Por otra parte el análisis de riesgos paralos ecosistemas que también se llevó a cabo, indicaba una posible incidencia debido ala presencia de nitratos en las aguas subterráneas.

Dada esta situación los objetivos de la actuación de remediación en este emplazamientose han dirigido a evitar el contacto de los residuos con el agua subterránea, implantar unsistema de desgasificación del vertedero y mejorar el sistema de sellado para evitar laentrada de aguas pluviales.

Descripción de la actuación

Se diseñó un sistema de desgasificación del vertedero por extracción pasiva, consistenteen la instalación de unas zanjas de captación horizontal y una chimenea para la emisióndel biogás. Las zanjas de captación horizontal se dispusieron transversalmente a la direc-ción de elongación del vertedero, unidas a su vez por una zanja longitudinal en la que seinstaló la chimenea de emisión.

153

EJEMPLOS DE APLICACIÓN EN LA COMUNIDAD DE MADRID

Resultados

Las tareas de recuperación se llevaron a cabo en dos fases consecutivas. La primera deellas se centró en la gestión de los residuos existentes en el emplazamiento, acopiados entres escombreras abandonadas (16.545 toneladas) y bajo la rasante del suelo (10.169toneladas), mediante su retirada, traslado y eliminación en el vertedero controlado de SanFernando de Henares.

La segunda fase tuvo como principal objetivo recuperar y gestionar los suelos contamina-dos subyacentes a los residuos. Las tareas de excavación selectiva han supuesto la movili-zación de 13.590 toneladas de suelos contaminados.

El proceso de estabilización posibilitó la gestión ex situ de los suelos contaminados en ver-tedero autorizado de la Comunidad de Madrid, mientras que el proceso de control de cali-dad en suelo excavado y remanente permitió optimizar el tratamiento que debían recibircada uno de los lotes de suelo excavado. De esta manera se pudo alcanzar una significa-tiva reducción del coste final de recuperación del emplazamiento.

En función de los resultados obtenidos en las tareas de control se estabilizaron 5.209 tone-ladas de suelo mediante la adición y mezcla con hidróxido cálcico por vía seca. Estos sue-los se trasladaron a vertedero controlado junto con el resto de suelos sin estabilizar, queascienden a un total de 8.381 toneladas.

13.2. Sellado superficial y pantalla de impermeabilización ydrenajeAutor: UTE TPA– Covitecma

Antecedentes y problemática

El emplazamiento es un antiguo vertedero de Residuos Sólidos Urbanos de una poblaciónde la Comunidad de Madrid. Se sitúa en la margen de un arroyo, a lo largo de unos 300metros paralelos a su curso y separado por un gavión. El emplazamiento se engloba enuna unidad de protección especial, en área clasificada como suelo no urbanizable.

La actividad en el vertedero se inició a principio de los años 70 y finalizó en los primeros añosde la década de los 80, realizándose algunos trabajos de acondicionamiento entre los años2000 y 2001 que consistieron en la mera cubrición superficial de los residuos y en la construc-ción de un gavión de protección del arroyo para evitar el derrumbamiento de los residuos.

La superficie de vertido alcanza los 16.000 m2 con un volumen de residuos de unos44.500 m3 constituidos básicamente por sólidos de origen urbano, otros residuos como res-tos de madera, plásticos, vidrios, papeles, etc, y puntualmente algunos residuos no peli-grosos de origen industrial (escorias).

En el emplazamiento existe un nivel de aguas subterráneas a escasa profundidad que inter-ceptaba la masa de residuos como consecuencia de lo cual producía una alteración de sucalidad, fundamentalmente por presencia de amonio, cloruros y fenoles en concentracio-nes que se encuentran por encima de los valores de referencia. No se apreció, sin embar-go, una movilización relevante de estos contaminantes fuera de los límites del vertedero nitampoco se detectaron en el arroyo indicios de afección.

Por tratarse de un vertedero antiguo y de escaso espesor, la tasa de generación de meta-no es baja al igual que la tasa de generación de lixiviados. En cuanto a la calidad de lossuelos la afección se limita a pequeñas zonas localizadas y, fundamentalmente, en la fran-ja de contacto con los residuos.

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COMUNIDAD DE MADRID

El relleno de la zanja se realizó mediante una capa de grava sobre la que se colocó unatubería de PEAD ranurada de 90 mm a una profundidad variable entre 0,50 y 1,00m.Sobre ella se extendió grava hasta completar 0,50 m de espesor y sobre ésta una capa dearcilla de espesor variable en función de la profundidad de la zanja.

Cuatro zanjas longitudinales se unen mediante otra zanja transversal, que se encuentraconectada con una chimenea de 2,5 m de altura para evacuación del biogás. En el otroextremo del vertedero, las tuberías incorporadas en las zanjas de desgasificación muerenen la estructura del gavión, lo que permite debido a la pendiente de las zanjas, el drena-je natural del condensado.

Para evitar la afección del agua subterránea por el contacto con los residuos se diseñó unapantalla de interceptación del flujo subterráneo en todo el frente de contacto para evitar laconsiguiente generación de nuevos lixiviados.

La barrera de interceptación se localiza en los límites Oeste y Sur del vertedero, por dondese produce la recarga lateral del acuífero, y está constituida por una pantalla impermeabi-lizante y otra pantalla drenante situada aguas arriba y en contacto con la primera.

La pantalla impermeabilizante es una pantalla de cemento-bentonita cimentada en el sus-trato (materiales limosos de permeabilidad baja a media) que tiene por objeto impedir laentrada de las aguas subterráneas en profundidad. Tiene una longitud de 526 m, un espe-sor de 40 cm y una profundidad variable entre 3,50 y 6,50 m, penetrando 0,50 m en elsustrato. El material de relleno es una mezcla de cemento (150 a 300 kg/m3) con bento-nita (30 a 50 kg/m3).

Por su parte la pantalla drenante tiene por objeto reconducir las aguas subterráneas inter-ceptadas por la pantalla impermeable, dándoles salida aguas abajo en la zona del arro-yo. Se ejecuta en el trasdós de la pantalla impermeabilizante. La salida del agua subte-rránea interceptada de la pantalla drenante al arroyo se realiza mediante una tubería ente-rrada de PVC de 315 mm de diámetro en cuyo punto de vertido al arroyo se construyó unaarqueta con un enrejado de armaduras y una escollera al pie.

La pantalla drenante está constituida por grava 20/25, tiene aproximadamente 1 metrode espesor y su base tiene una pendiente del 0,55 % al objeto de facilitar el drenaje delas aguas subterráneas hacia al arroyo.

Por último el sellado superficial, que tiene por objeto evitar el contacto de las aguas de llu-via y/o superficiales con la masa de residuos, consta de una primera capa de material deregularización sobre la que se extiende una capa de arcillas de 40 cm de espesor. Sobreésta se colocan 50 cm de la tierra vegetal en la que se realiza una siembra de mezcla desemillas y la plantación de tamarix y majuelos.

Resultados

Como resultado de esta actuación se intercepta el flujo de agua subterránea (barrera) y seeliminan las recargas superficiales por pluviales (sellado) impidiendo la generación de nue-vos lixiviados.

Con el objeto de confirmar que los objetivos de la actuación se mantienen en el tiempo, seha diseñado un Plan de control y vigilancia periódico de la calidad de las aguas superfi-ciales y subterráneas del entorno y del gas emitido por el vertedero a la atmósfera.

13.3. Tratamiento in situ por extracción en dos fasesAutor: TPA, Técnicas de Protección Ambiental S.A.

Antecedentes y problemática

En 1999 se produjo un vertido de gasolina debido a la falta de estanqueidad en uno delos depósitos subterráneos de una estación de servicio que data de los años 1960 y quese localiza en las afueras de una localidad de la provincia de Madrid.

Con posterioridad se produjeron varios episodios de olores a gasolina en viviendas cer-canas que parecían provenir del colector de saneamiento al que también vierte la estaciónde servicio. Ante esta situación se lleva a cabo una investigación del suelo del emplaza-miento con el fin de establecer el alcance, la naturaleza y las vías de movilización de lacontaminación, así como su relación con los problemas de olores.

La estación de servicio se sitúa sobre materiales de relleno de naturaleza granular con unapotencia media de 2,0 metros que se apoyan sobre un nivel constituido por materiales dealteración del sustrato de naturaleza granítica.

A través de estos materiales granulares que presentan una baja permeabilidad y a favor dela pendiente del sustrato, se moviliza un nivel de agua subterránea de escasa importanciacuyo nivel freático se localiza a unos 2 m de profundidad respecto al nivel de suelo, lo quesignifica que los depósitos subterráneos de almacenamiento de combustible se encuentranparcialmente sumergidos en el agua. A esa misma cota y a unos 25 metros de pendientetopográfica debajo de la estación de servicio se encuentra el colector de saneamiento porel que se movilizaron los gases que ocasionaron los problemas de olores en las viviendas.

El vertido de gasolina ocasionó una pluma de contaminación de hidrocarburo en forma decapa líquida flotante sobre el nivel de agua subterránea (LNAPL) que alcanzó un área deunos 200 m2, abarcando gran parte de la superficie de la estación de servicio y finalizan-do en el contacto con el colector que había ejercido de barrera física para el hidrocarburolíquido.

En esta situación, la entrada al colector del hidrocarburo líquido de su entorno se habría pro-ducido por infiltración a través de fisuras en arquetas o tuberías, juntas en mal estado, etc.

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EJEMPLOS DE APLICACIÓN EN LA COMUNIDAD DE MADRID

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COMUNIDAD DE MADRID

La actuación de descontaminación coneste sistema se mantuvo en operacióndurante un periodo de 4 meses, ajustandolos parámetros de trabajo en función de laevolución de los espesores en las diferen-tes zonas de tratamiento.

Resultados

Como resultado de los trabajos de des-contaminación se extrajo un volumen totalde 2.700 litros de hidrocarburo, se trata-ron más de 550 m3 de agua subterránea ymás de 800.000 m3 de aire del suelo.

A medida que se iba produciendo la actuación de descontaminación se observó una dis-minución paulatina de los espesores de la capa de hidrocarburo líquido hasta su total eli-minación.

Dada la posible afección a los receptores del entorno se estableció como objetivo de la actua-ción de descontaminación la eliminación de la capa de hidrocarburo líquido con el fin de evi-tar su entrada al colector.

Método de tratamiento

Se llevaron a cabo varios ensayos de tratabilidad consistentes en ensayos de bombeo simplecon bomba sumergible y pruebas de extracción en dos fases (“dual phase extraction”) median-te un equipo de vacío, concluyéndose que era más eficaz el empleo del sistema de extracciónen dos fases.

En base a los resultados de estos ensayos se diseñó la actuación de descontaminacióncuyos elementos principales se describen a continuación.

Se construyó una red de pozos verticales de extracción distribuidos por la zona de trata-miento constituida por un total de 10 pozos con los filtros situados en la zona saturada.

Los pozos fueron conectados a una unidad móvil de extracción y tratamiento que se tras-ladó al emplazamiento, mediante la construcción de una red de zanjas de interconexiónpara el alojamiento de las diferentes conducciones de extracción.

La planta de extracción y tratamiento que se desplazó a la zona estaba constituida por 3unidades:

• La unidad de extracción gas / líquido compuesta por una bomba de alto vacío con unacapacidad de vacío de hasta –980 mbar y un separador de fases gas / líquido.

• La unidad de tratamiento de aire del suelo mediante adsorción con carbón activado, y

• La unidad de tratamiento de aguas constituida por un separador de hidrocarburos decoalescencia.

Asimismo, se instalaron los necesarios automatismos y sistemas de control para permitir elfuncionamiento continuado las 24 horas en adecuadas condiciones de seguridad.

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EJEMPLOS DE APLICACIÓN EN LA COMUNIDAD DE MADRID

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COMUNIDAD DE MADRID

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Hid

roca

rbur

o ex

traÑd

o (k

g)

MensualAcumulado

1 mes 2 mes 3 mes 4 mes

Evolución extracción de hidrocarburos

Descripción de la actuación

La excavación de los terrenos se llevó a cabo de forma selectiva, efectuando un control ana-lítico en campo mediante el uso de analizadores portátiles del contenido en hidrocarburostotales del petróleo (TPH). Los materiales impactados fueron segregados y acopiados enfunción de su calidad en el propio emplazamiento hasta su tratamiento.

El diseño del tratamiento consistió en conformar en una superficie de hormigón de 40m x 12m(cubeto) 3 biopilas de sección triangular de 1,5 metros de altura y 4m de base con el materialexcavado, seleccionado y homogeneizado. De este modo se disponía de una capacidad totalde tratamiento simultáneo de 270 m3 de terreno.

En cada una de las biopilas se colocaron 3 líneas de ventilación que se unían a un colec-tor principal conectado a un ventilador dispuesto en extracción (en lugar de impulsión) demodo que se forzaba a pasar el aire de la atmósfera a través de los materiales apilados.

Las líneas de ventilación estaban constituidas por tuberías ranuradas envueltas en láminade geotextil para evitar su taponamiento por finos. El aire, después de pasar a través delterreno contaminado, llegaba al ventilador desde donde se impulsaba a un módulo de fil-tración de carbón activado para la retención de los hidrocarburos volátiles.

En las biopilas se instalaron puntos de monitorización del tratamiento a través de los cua-les se medía para su control y seguimiento los siguientes parámetros: temperatura, con-centración de oxígeno, dióxido de carbono y concentración de hidrocarburos volátiles. Lospuntos de monitorización consistían en tramos de tubería de PVC de 1 pulgada de diáme-tro con el extremo interior en contacto con los materiales en tratamiento y con un filtro paraevitar taponamientos.

Durante el tratamiento fue necesario aportar humedad a los materiales para compensar laspérdidas por evaporación, aunque no fue preciso adicionar nutrientes debido a la exis-tencia previa de una relación adecuada de C:N:P.

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EJEMPLOS DE APLICACIÓN EN LA COMUNIDAD DE MADRID

Una vez alcanzado el objetivo de la actuación de descontaminación (eliminación de lacapa de LNAPL) se procedió a iniciar un Plan de Control y Seguimiento Ambiental. Laactuación se confirmó como medio eficaz de eliminar los olores asociados a la entrada dehidrocarburos en el colector.

13.4. Tratamiento de suelos por biopilasAutor: TPA Técnicas de Protección Ambiental, S.A.

Antecedentes y problemática

El emplazamiento es una antigua depuradora de aguas residuales urbanas situada en laComunidad de Madrid en un antiguo entorno industrial, desmantelado en 1999 y sobre elque se desarrolló posteriormente una actuación urbanística. Durante los trabajos de des-mantelamiento de la depuradora se realizó una investigación de la posible contaminacióndel subsuelo, detectándose una afección por hidrocarburos en un área de unos 700 m2 yuna profundidad de hasta 2 metros, estimándose un volumen de terreno afectado de entre1.000 y 1.400 m3.

No se detectó afección en suelos de ningún otro parámetro por encima de los estándaresde calidad considerados en está proyecto y para el futuro uso previsto (uso no industrial).Elsubsuelo del emplazamiento esta constituido por materiales areno limosos de permeabili-dad media baja que habían reducido la migración vertical de la contaminación.

Los valores de concentración de hidrocarburos en la franja de terreno impactada oscilabanentre los 1.000 mg/kg y los 8.000 mg/kg con un valor medio de unos 4.000 mg/kg. Elobjetivo de la actuación se estableció en 1.000 mg/kg.

Selección de la metodología de tratamiento

Se plantearon 2 alternativas principales de tratamiento de los terrenos afectados. En primerlugar, la excavación y gestión ex situ a vertedero autorizado y, por otro lado, una actua-ción en el propio emplazamiento mediante tratamiento biológico por landfarming o biopi-las.

Con el fin de confirmar la viabilidad de un tratamiento biológico on site se llevaron a cabovarios ensayos de biodegradación en laboratorio con resultados satisfactorios.

• Las concentraciones de hidrocarburos de partida se encontraban dentro del rango quehacía admisible su tratamiento en periodos de tiempo razonables (concentraciones entorno a 4.000 mg/kg).

• Condiciones favorables de pH entre 8 y 9, bajo contenido en metales pesados y rela-ción C:N:P adecuada (100:20:3).

• Población microbiana suficiente para llevar a cabo una degradación biológica de tipoaerobio, básicamente bacterias y actinomicetes, aunque existían también levaduras.

• Adicionalmente la tipología de los hidrocarburos (cadena media) y la granulometría delos materiales a tratar (arenas/limos) favorecían la utilización de este tipo de técnicas.

Dada esta situación favorable a los tratamientos biológicos se diseñó una actuación basa-da fundamentalmente en la utilización de biopilas, debido a las limitaciones del espaciodisponible en el emplazamiento, aunque también se combinó con el tratamiento mediantelandfarming de una parte de los terrenos afectados que presentaban una menor concen-tración inicial.

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COMUNIDAD DE MADRID

El tratamiento mediante landfarming de 220 m3 obtuvo los siguientes resultados:

El suelo tratado (1200 m3) se dispuso de nuevo en el emplazamiento, procediéndose a rea-lizar un muestreo y análisis de comprobación final para la validación de los trabajos deremediación.

La zona tratada fue posteriormente destinada a infraestructura viaria en una zona urbanizada.

13.5. Tratamiento y remediación de un suelo contaminado pordisolventesAutor: United Research Services España S.L.

Antecedentes y problemática

Investigaciones del subsuelo llevadas a cabo en 2000 pusieron de manifiesto la presenciade disolventes en una zona de una planta industrial localizada en las proximidades deMadrid. La presencia de este compuesto en el subsuelo parece debida a antiguas pérdidasaccidentales de aguas residuales de lavado afectadas por tricloroetileno (TCE) a través decolectores situados en esta zona. Tras la detección del origen de la afección al subsuelo,la empresa corrigió la situación eliminando la posibilidad de futuras pérdidas.

Las máximas concentraciones detectadas de este compuesto en la zona afectada se pre-sentan en la tabla siguiente:

En este mismo año se realizó un análisis de riesgos cuantitativo utilizando la metodologíaCONCAWE para receptores potenciales fuera y dentro del emplazamiento y para variosusos del mismo. En base los resultados obtenidos se definieron los valores objetivo de reme-diación para suelos y agua subterránea:

• Reducción de TCE en fase gaseosa en el suelo hasta una concentración por debajo de25 ppm.

• Reducción de TCE disuelto en agua subterránea hasta una concentración por debajo de186 µg/l.

El emplazamiento se localiza en materiales del Terciario formados por argilitas, arenasy calcarenitas. El nivel piezométrico se detectó a aproximadamente 11 m de profundi-dad.

Metodología utilizada para la remediación

El TCE es un compuesto más denso que el agua que, en fase libre, tiende a migrar con una

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EJEMPLOS DE APLICACIÓN EN LA COMUNIDAD DE MADRID

Paralelamente a las actuaciones de tratamiento biológico mediante biopilas se llevó a caboun tratamiento por landfarming de 220 m3 de terrenos con concentraciones de hidrocar-buros entre 600 y 800 mg/kg.

Este tratamiento se llevó a cabo en una superficie de unos 1.000 m2 y durante un periodode 2 meses en los que se efectuaron labores de volteo y control del proceso, obteniéndoseuna reducción del 60% de la concentración inicial.

Resultados

Con la primera fase de biopilas se efectuó el tratamiento hasta objetivo de calidad final deun total de 370 m3 de terrenos en un periodo de 4 meses de acuerdo con la siguiente evo-lución de concentraciones.

En una segunda fase se trataron 600 m3 adicionales de terrenos, alcanzándose el objetivoen un plazo de 3 meses en que se observó la siguiente evolución analítica.

160

COMUNIDAD DE MADRID

Concentración de hidrocarburos (mg/kg)

INICIAL 1 mes 2 meses 3 meses 4 meses

Biopila 1 4.000 3.200 - 2.300 850

Biopila 2 4.400 3.800 - 1.700 800

Biopila 3 1.500 750 (*) 2.200 (**) 1.500 1.000

(*) Objetivo alcanzado en biopila inicial.(**) Colocación de una nueva biopila.

Concentración de hidrocarburos (mg/kg)

INICIAL 1 mes 2 meses 3 meses

Biopilas 2ª Fase 3.300 2.100 1.300 500

Concentración de hidrocarburos (mg/kg)

INICIAL 1 mes(*) 2 meses

Landfarming A 830 500 300

Landfarming B 570 350 230(*) Concentraciones aproximadas obtenidas por analizador portátil

Vapores suelo ppm 6300

Suelo mg/kg 5,0

Agua subterránea µg/l 3500

Matriz Unidades Máximas concentraciones detectadas

Tratamiento del agua subterránea

Para el tratamiento del agua subterránea se optó por la instalación de un sistema de extrac-ción de agua subterránea y tratamiento en superficie. El objetivo es reducir la extensión de lapluma de TCE disuelto en agua mediante la creación de una depresión local que además per-mita una ventilación local de la zona vadosa mediante el sistema de ventilación del suelo.

Se instalaron dos pozos de extracción de 180 mm hasta la base más impermeable situa-da a 17 m. El primer pozo, situado en las proximidades del núcleo de la zona afectada,produce un cono de depresión del nivel freático capaz de atraer hacia el pozo el aguasubterránea afectada de los alrededores. La función del segundo pozo, situado inmediata-mente aguas abajo de éste, es recoger la parte de la pluma más alejada del foco.

El agua extraída de los pozos se conectó al sistema de tratamiento de agua subterránea.En este caso, se optó por un tratamiento por torre doble de air stripping (ver el esquemasiguiente). El sistema consigue una eliminación del contaminante volátil en el agua. La altu-ra de las torres de tratamiento se diseñó en función del tipo de matriz difusora contenidaen su interior y la reducción de contaminante deseada, mientras que el diámetro se fijó enfunción del caudal a tratar.

El agua subterránea, una vez tratada, se canaliza hacia la red de vertido industrial de laplanta. La fase gaseosa, con los compuestos clorados extraídos del agua durante el trata-miento, se tratan en un filtro de carbono activo especialmente diseñado para el compuestoy el caudal a tratar.

Todo el sistema de tratamiento del agua subterránea, como en el caso del sistema de tra-tamiento del suelo, se ha instalado en una caseta insonorizada.

Controles periódicos del avance de la remediación

Los trabajos de monitorización y control del sistema instalado se realizaron con una fre-cuencia mensual con el fin de conocer la evolución y extensión de la afección por TCE en

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EJEMPLOS DE APLICACIÓN EN LA COMUNIDAD DE MADRID

fuerte componente vertical en profundidad. La elección del sistema de remediación másapropiado debía tener en cuenta esta peculiaridad.

Para la elección de un sistema adecuado de tratamiento del subsuelo de la planta se rea-lizaron ensayos específicos de los que se obtuvieron los datos necesarios para dimensio-nar adecuadamente el sistema. Las actuaciones en el agua subterránea debían realizarsedesde un nivel más impermeable situado a 17 m, donde la acumulación de TCE debía sermás acusada. Asimismo, se realizó una rápida actuación para impedir una progresivaafección a acuíferos subyacentes al afectado.

El sistema de remediación seleccionado debía además reducir al mínimo, si no eliminar, lageneración de residuos, ruidos o emisiones a la atmósfera. En base a los resultados obte-nidos y a las premisas previas, se optó por el sistema de tratamiento que se describe a con-tinuación.

Tratamiento del suelo

Para el tratamiento del suelo se optó por la instalación de un sistema de ventilación forza-da del subsuelo mediante la aplicación de un vacío de aproximadamente –250 mbar en10 puntos de extracción situados en las proximidades del núcleo de la zona afectada porTCE (ver el esquema siguiente). El vacío es realizado mediante un soplante instalado enuna caseta insonorizada y ventilada con el fin de evitar tanto la generación de ruidos alexterior como la acumulación de vapores de compuestos orgánicos volátiles que pudierancrear un ambiente explosivo.

Esta técnica de extracción de aire del suelo es capaz de realizar las siguientes funciones:

• Extracción de TCE en fase gaseosa

• Volatilización de TCE adsorbido al suelo

• Oxigenación de la zona no saturada del subsuelo

• Degradación del TCE adsorbido al suelo.

Los vapores extraídos del subsuelo se tratan en un filtro de carbono activo antes de ser emi-tidos a la atmósfera.

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COMUNIDAD DE MADRID

ATMÓSFERA

AIRE

VÁLVULA DEDILUCIÓN

EXTRACCIÓN DE PIEZÓMETROS

SOPLANTE FILTRO CARBÓNACTIVO

PUNTO DEVERTIDO

CONDENSADOR

LÍNEA DE AIRE

LÍNEA DE AGUA

ATMÓSFERA

FILTRO CARBÓNACTIVO

AIRE

SOPLANTE

PUNTO DEVERTIDO

BOMBABOMBABOMBADEPÓSITO

EXTRACCIÓNAGUA SUBTERRÁNEA

PIEZÓMETROS

COLUMNA DE OIRSTRIPPING

CONDUCCIÓN DE AIRECONDUCCIÓN DE AGUA

El sistema instalado no es estático a lo largo del proceso de remediación, sino que, en fun-ción del avance del estado del subsuelo y de la distribución de la afección, se realizaronvariaciones puntuales dinámicas tales como la distribución de los puntos de tratamiento,con el objetivo de hacer éste más efectivo.

Resultados y evolución de la remediación

En el siguiente gráfico se presenta la evolución de las concentraciones medias de TCE entodos los puntos de control de la zona afectada a lo largo del tiempo y frente al valor obje-tivo marcado (186 µg/l).

Tras 5 meses de actuación y una vez conseguidos los objetivos de remediación en todos lospuntos de control a excepción del piezómetro más afectado situado en el foco de la zonaafectada, se procedió a actuar sólo en este punto con objeto de no extender la afección azonas adyacentes. Este momento coincide con el ascenso transitorio en las concentracionesde TCE disuelto que se observa en el gráfico, debido a la removilización de este compues-to desde las zonas adyacentes que se produjo al actuar directamente en este punto.

El gráfico siguiente presenta la evolución de las concentraciones de compuestos orgánicosvolátiles procedentes del subsuelo medidos con PID a lo largo del proceso de remediacióndel suelo.

165

EJEMPLOS DE APLICACIÓN EN LA COMUNIDAD DE MADRID

el subsuelo durante la remediación. Se han utilizado los siguientes puntos de control:

• 7 piezómetros de control del agua subterránea en los niveles permeables superiores.

• 1 piezómetro de control del agua subterránea del nivel permeable subyacente.

• 10 puntos de medición de gases del subsuelo.

Los aspectos que se monitorizaron en cada uno de los controles fueron los siguientes:

• Niveles piezométricos y de espesor de producto libre de TCE si se detectase (en la basedel acuífero más permeable).

• Concentración de vapores del suelo medidos con PID ó con tubos Dräger de TCE:

- en cabeza de todos los puntos de ventilación de la zona no saturada.- a la salida del sistema de extracción de vapores (soplante) y antes del filtro.- a la salida al exterior del sistema de extracción de vapores después del filtro.

• Concentraciones de CO2 y O2 en la corriente gaseosa extraída del subsuelo antes decualquier filtro con el fin de conocer el avance de la degradación de hidrocarburos clo-rados en el subsuelo y el estado de oxigenación de éste. Asimismo, se tomaron muestrasen soporte de carbono activo para análisis en laboratorio de las concentraciones de TCEde la corriente gaseosa.

• Muestreo del agua subterránea en los piezómetros próximos a la zona afectada, asícomo del agua tras su tratamiento para su análisis en laboratorio.

• Medición del caudal de agua tratada mediante el caudalímetro instalado.

• Medición del caudal de aire tratado.

• Toma de datos de todas los indicadores de presión, termómetros, etc.

• Observaciones del funcionamiento general del sistema.

Los resultados obtenidos quedan plasmados en un informe de avance de la remediacióncon una periodicidad mensual.

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COMUNIDAD DE MADRID

Evolución de la concentración media de TCE en el agua subterránea de la zona afectada

Evolución temporal de las concentraciones de compuestos orgánicos volátiles medidoscon PID procedentes del subsuelo

0

100

200

300

400

500

Abr

-02

May

-02

Jun-

02

Jul-0

2

Ago

-02

Sep-

02

Oct

-02

Nov

-02

Dic-

02

Ene-

03

Feb-

03

Mar

-03

Abr

-03

Conc

entra

ción

(g/l

)

Puesta en marchasistemaParada sistema

Concentración TCE

Objetivo TCE

0

200

400

600

800

24-May-02 13-Jul-02 01-Sep-02 21-Oct-02 10-Dic-02 29-Ene-03 20-Mar-03

COV Objetivo

Unidades de tratamiento. De izquierda a derecha: filtro de carbono activo para tratamiento de los gases extraí-dos del subsuelo, filtro de carbono activo para el tratamiento de los gases emitidos por el sistema de air stripping,sistema de air-stripping para el tratamiento del agua subterránea y soplante para el tratamiento del suelo.

La experiencia en otros trabajos de saneamiento realizados en la zona indicaba que losradios de influencia con caudales de bombeo del orden de 0,25-0,5 m3/hora eran de entre20 y 30 metros.

Se construyeron zanjas de interconexión entre pozos y se instalaron 2 plantas de trata-miento de efluentes, una para cada barrera.

En consecuencia se llevaron a cabo los siguientes trabajos:

• Con una separación media de 25 metros se construyeron 5 pozos en la primera barrera yotros 7 pozos en la segunda a una profundidad de al menos 3-4 metros por debajo delnivel freático y de 4 pulgadas de diámetro.

• Se construyeron zanjas de interconexión entre pozos y se instalaron 2 plantas de trata-miento de efluentes, una para cada barrera.

• En cada una de los pozos se instaló una bomba sumergible de extracción total (agua +hidrocarburo líquido) y accionamiento neumático.

• Se instalaron los medios auxiliares de automatismos y aire comprimido.

La unidad de tratamiento está constituida por un depósito de decantación previa y un sepa-rador de hidrocarburos de placas coalescentes que reduce la concentración de hidrocarburosdisueltos por debajo de los límites de vertido a la red de saneamiento. El hidrocarburo recu-perado es almacenado y gestionado adecuadamente.

Las plantas de tratamiento fueron dotadas de sistemas de seguridad anti-rebose así como decubetos de contención ante posibles fugas. Todos los equipos fueron dotados de los sistemasde control necesarios para su funcionamiento en continuo.

166 167

EJEMPLOS DE APLICACIÓN EN LA COMUNIDAD DE MADRIDCOMUNIDAD DE MADRID

Las concentraciones objetivo de remediación, tanto en agua subterránea como en suelo, sealcanzaron tras 6 meses de funcionamiento del sistema, durante los cuales se trataron másde 140 m3 de agua subterránea y más de 2x106 m3 de aire y vapores de TCE proceden-tes del subsuelo.

Una rápida actuación en el acuífero superior impidió una posible afección al acuífero sub-yacente. Asimismo, la distribución de los pozos de extracción de agua subterránea logróel objetivo de contención del agua subterránea afectada en la zona de actuación, impi-diéndose su extensión aguas abajo de la instalación industrial.

13.6. Barreras hidráulicas de interceptación de la contaminaciónAutor: TPA, Técnicas de Protección Ambiental S.A.

Antecedentes y problemática

El emplazamiento objeto de las actuaciones de tratamiento es una instalación aeroportuariade la Comunidad de Madrid en la que se ha producido un impacto al subsuelo por hidro-carburos como consecuencia de vertidos o fugas de combustibles de aeronaves.

Desde el año 1998 y hasta el comienzo de las actuaciones de remediación a principiosdel año 2000, se realizaron diversos trabajos de investigación del estado del subsuelo delemplazamiento en las que se puso de manifiesto lo siguiente:

• Existía un fuerte impacto por hidrocarburos en forma de fase libre sobre el nivel de aguasubterránea (LNAPL), llegándose a registrar inicialmente espesores aparentes que superanlos 2 metros en varios puntos.

• El origen de dicho hidrocarburo se debía muy probablemente a pérdidas desde con-ducciones enterradas antiguas y a fugas históricas producidas en las áreas de almace-namiento y suministro existentes en la instalación.

• La franja de suelo impactada se localizaba fundamentalmente en la zona de oscilacióndel nivel freático (entre 7,5 y 9,2 m).

• La superficie afectada por la presencia de producto libre en la zona de estudio era deaproximadamente 50.000 m2, con un volumen estimado de entre 200 y 300 m3 dehidrocarburo líquido.

Método de tratamiento

Debido a que el emplazamiento presenta limitaciones de acceso por situarse en una zonade tráfico de aeronaves y vehículos de servicio, no se pudo llevar a cabo una actuacióngeneralizada en toda el área afectada.

Por este motivo las actuaciones de saneamiento consistieron en la construcción y operaciónde 2 barreras hidráulicas de interceptación de la contaminación en forma de LNAPL, situadasde manera perpendicular al flujo de agua subterránea.

El objeto de la actuación era doble:

• Por una parte, interceptar la contaminación presente en la zona comprendida entre las2 barreras y en el área de almacenamiento situado aguas arriba de la primera.

• Por otro lado, constituir una red de control y actuación ante posibles nuevos aportes decontaminación desde una zona de especial riesgo por el elevado volumen de movi-miento de hidrocarburo situada aguas arriba de la primera barrera.

Resultados

Las operaciones, que se mantienen en la actualidad, se llevan a cabo desde abril de 2000 en laprimera barrera y desde marzo de 2002 en la segunda. Como resultado de las mismas en lasdos barreras de interceptación se han extraído hasta marzo de 2003 más de 150.000 litros dehidrocarburo (ver gráfico adjunto) y se han tratado más de 50.000 m3 de agua subterránea.

En el gráfico de producción se observa un máximo de extracción al comienzo de las actua-ciones en la barrera 2 y una estabilización de la producción al ir reduciéndose los espesoresen la zona.

Como consecuencia del bombeo se produjo un importante descenso de los espesores aparen-tes de LNAPL en los puntos de control del entorno de las barreras de interceptación. Así, en elentorno de la barrera 2 el espesor medio en un año de actuaciones se redujo en un 77%

Las barreras se están demostrando eficaces en la interceptación de la contaminación porLNAPL. Los espesores de hidrocarburo en piezómetros de control aguas abajo de la barrera2 se han ido reduciendo de forma paulatina.

169

EJEMPLOS DE APLICACIÓN EN LA COMUNIDAD DE MADRID

168

COMUNIDAD DE MADRID

Producción semanal de las plantas de tratamiento de las barreras de interceptación en elperiodo diciembre 2001- marzo 2003

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

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17/1

2/20

0107

/01/

2002

28/0

1/20

0218

/02/

2002

11/0

3/20

0201

/04/

2002

22/0

4/20

0213

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2002

03/0

6/20

0224

/06/

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15/0

7/20

0205

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2002

26/0

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0/20

0228

/10/

2002

18/1

1/20

0209

/12/

2002

30/1

2/20

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/01/

2003

10/0

2/20

0303

/03/

2003

24/0

3/20

03

FECHA

PRO

DU

CC

I N

ÑSE

MA

NA

LÑPO

RÑPL

AN

TASÑ

(Litr

os)

-100010003000

5000

70009000110001300015000

170001900021000

230002500027000

29000310003300035000

3700039000

410004300045000

PRO

DU

CC

I N

ÑTO

TALÑ

(Litr

os)

BarreraÑ1

BarreraÑ2

TOTALÑACUMULADO

Evolución temporal de los espesores aparentes de hidrocarburo en los puntos de controlsituados en el entorno de la barrerade interceptación 2

0

20

40

60

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100

120

140

160

ESPE

SOR A

PAREN

TE D

E H

IDRO

CA

RBU

RO

(cm

) COMIENZO DE LAS OPERACIONES EN BARRERA 2

UN AÑO DE OPERACIONESEN BARRERA 2

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