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tratamiento suelos contamidos

¿Cómo se hace el tratamiento de suelos contaminados?

El suelo es la capa más superficial de la corteza terrestre, fundamental para mantener la vida. El suelo es un elemento vivo, sujeto a cambios constantes, en permanente relación con las capas de la atmósfera,  y sensible a las agresiones tanto naturales como a las provocadas por la actividad humana, como la industria, la construcción o la minería. Los daños que pueden causarse al suelo influyen en su capacidad para producir bienes y servicios necesarios para la subsistencia humana. Por todo ello, el tratamiento de suelos contaminados es una actividad necesaria para el mantenimiento de la vida en la tierra en sus múltiples formas. 

Los procesos de degradación del suelo pueden ser varios, en función de su naturaleza y de las consecuencias que pueda tener para las propiedades del terreno. En general, los daños al suelo pueden ser de tipo biológico (disminución o alteración del contenido orgánico), físico (alteraciones en la estructura del suelo por compactación, reducción de la permeabilidad o de la capacidad para mantener agua, erosión… ) y químico (como puede ser alteraciones en su pH, salinización, sodificación, toxicidad…) 

 

Contaminación de suelos

La contaminación de suelos consiste en una degradación química que afecta a la productividad total o parcial del mismo debido a la presencia de sustancias tóxicas en una cantidad superior a la capacidad del suelo para compensarlas. 

La presencia de sustancias tóxicas puede ser debida a la actividad humana, pero también a fenómenos naturales cuando el proceso evolución del suelo esté acompañado de la liberación natural de sustancias químicas, alcanzando niveles que pueden considerarse tóxicos. 

El suelo ejerce de forma natural una labor protectora a través de su capacidad de amortiguación o atenuación de los elementos nocivos que le puedan afectar mediante reacciones de complejación, reacciones de adsorción y desorción,  precipitación y disolución,  oxidorreducción, reacciones ácido-base y reacciones derivadas de procesos metabólicos. 

Hay que tener en cuenta que la capacidad de reabsorción del suelo no es ilimitada. Cuando se rebasa, el suelo acumula sustancias químicas, incluso su capacidad amortiguadora se puede invertir, convirtiéndose en una fuente de contaminación para el medio ambiente. 

En el momento de llevar a cabo un estudio de contaminación y tratamiento del suelo contaminado es fundamental conocer tanto el tipo de sustancia tóxica que le afecta  como la carga de la misma. Además, hay que tener en cuenta que distintos suelos pueden reaccionar de forma diferente ante una mismo contaminante según la vulnerabilidad del suelo que viene determinada por su misma composición química, la intensidad o la velocidad de la contaminación.  

 

Presencia de metales pesados. 

Se denomina metal pesado aquel que presenta una densidad superior 5 g/cm3. Si bien actualmente, los estudios medioambientales amplían esta definición a todos aquellos elementos metálicos o metaloides, de mayor o menor densidad, que aparecen comúnmente asociados a problemas de contaminación. Los metales más habituales son el hierro, manganeso, zinc, boro, cobalto, arsénico, vanadio, cobre, niquel, molibdeno, plomo, mercurio o cadmio.  

Una de las fuentes importantes de presencia de metales pesados en el suelo son las cenizas resultantes de los procesos de combustión de carbón fósil o de derivados del petróleo, las actividades agrícolas, depuradoras, o los residuos industriales, urbanos y mineros. 

Un factor importante en la contaminación del suelo por metales pesados es la especiación, término que se refiere a la forma química en la que se encuentra, lo que redundará en su distribución en el terreno, capacidad de disolución, su toxicidad… es decir, afectará a su comportamiento como contaminante. 

Hay que destacar que los metales pesados no pueden ser eliminados en procesos de tratamiento de suelos contaminados, solo pueden ser neutralizados, por lo que es preciso realizar un seguimiento del suelo para conocer el tipo de presencia de esos metales y su evolución en el tiempo.

 

Lluvia ácida

El término lluvia ácida se refiere a la deposición húmeda (lluvia, nieve y niebla) o seca (gases o partículas sólidas) principalmente de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno procedentes de actividades industriales, como térmicas, altos hornos, combustión de hidrocarburos, desnitrificación de fertilizantes, o bien a procesos naturales en determinadas zonas (volcanes, por ejemplo). 

La presencia de estas sustancias emitidas a la atmósfera reaccionan con al agua y el oxígeno, provocando ácido sulfúrico y nítrico que se depositan en los elementos naturales (plantas, aguas, rocas…) alterando la acidez de los suelos y las aguas y la movilidad de iones, aumentado la presencia de metales pesados, reduciendo la capacidad del suelo para neutralizar ácidos. 

 

Salinización

La salinización es el proceso de contaminación provocado por la acumulación de sales más solubles que el yeso, y tienes efectos negativos en las propiedades físicas y químicas del suelo, afectando directamente a la presencia y crecimiento de especies vegetales. Los principales tipos de sales que se encuentran en suelos salinos son cloruros, sulfatos, carbonatos y bicarbonatos, y nitratos. 

La salinización del suelo puede producirse por causas naturales, pero la actividad del hombre es también fundamental en este proceso, sobre todo por prácticas agrícolas inadecuadas (riego con aguas salinas, uso de fertilizantes solubles, sobreexplotación de acuíferos o actividades industriales y mineras) que contaminan directamente el suelo o a través de la atmósfera. 

La presencia de sales en el terreno provoca un estrés hídrico que afecta a las especies vegetales, retrasando o impidiendo su crecimiento. 

 

Fitosanitarios 

El uso de productos fitosanitarios en la agricultura con el objetivo de proteger los cultivos de plagas o enfermedades, o en actividades ganaderas (purines, estiércol, compost) también tiene efectos nocivos sobre el suelo. Tras su absorción por la plantas, estos productos pueden pasar al suelo generando nuevas sustancias que pueden ser más peligrosas que los productos inicialmente aplicados, pasando no solo al terreno, también al agua y a la cadena trófica. 

La presencia excesiva de estos elementos que hace que no puedan ser absorbidos por la vegetación y su lixiviado del suelo, puede provocar problemas de eutorización de las aguas superficiales y subterráneas, provocando el crecimiento desmesurado de biomasa (algas) o un aumento de la demanda biológica de oxígeno lo que termina afectando a las condiciones anaeróbicas, provocando la destrucción de ecosistemas. 

Si bien el uso de fertilizantes pueden ser beneficios para los cultivos agrícolas, su aporte debe realizarse teniendo en cuenta los efectos negativos que pueden tener en los suelos, para prevenirlos. 

 

Actividad minera 

La actividad minera está asociada a grandes impactos ambientales, debido a la destrucción de suelos o la construcción de nuevos suelos con limitaciones físicas, químicas y biológicas. Las consecuencias suelen ser la destrucción de la estructura del suelo, la acidificación o la eliminación de horizontes superficiales biológicamente activos, así como una disminución de la capacidad de cambio y absorción de agua. 

 

Contaminantes orgánicos 

La producción y uso masivo de productos orgánicos provoca que su presencia en suelos y aguas sea frecuente. Se trata generalmente de hidrocarburos, fenoles, nitroaromáticos, alcoholes, éteres, disolventes clorados, isocianatos, cianuros orgánicos o  carbonilos de metales. “Estos compuestos pueden sufrir procesos de lavado, biodegradación, volatilización, fotodescomposición e hidrólisis, inmovilización por adsorción y formación de enlaces con partículas de arcilla, óxidos, oxihidróxidos, etc., y transferencia a organismos

 

Tratamiento de suelos contaminados. 

En la actualidad se han desarrollado y se siguen estudiando procesos para el tratamiento de suelos contaminados con el fin de recuperar terrenos, algunos de ellos se aplican actualmente y otros se encuentran todavía en proceso de mejora o en fase experimental.

La recuperación de suelos se realiza habitualmente mediante movimiento de tierras   y el transporte de tierras a vertedero aislado y controlado. 

La aplicación de técnicas de recuperación del suelo depende de las características de éste, así como de tipo de contaminación o alteración que presente. Las técnicas de recuperación de suelos contaminados pueden aplicarse in situ, actuando sobre los contaminantes en el lugar en que se encuentran, o ex situ, lo que implica la excavación previa del suelo para su tratamiento, ya sea en el lugar o una vez trasladado a una planta de tratamiento. Los primeros son más lentos y complejos, mientras que los segundos suelen ser más costosos, pero también más rápidos. 

Las técnicas más habituales para el tratamiento de suelos contaminados son:

  • Técnicas de contención: Se aplican barreras físicas para aislar el contaminante del suelo sin actuar sobre él, evitando su migración a otros suelos o a aguas subterráneas. 
  • Técnicas de confinamiento: Consiste en actuar sobre el suelo para reducir la movilidad de contaminantes. 
  • Técnicas de descontaminación: Cuya finalidad es reducir la presencia de sustancias o elementos contaminantes en el suelo. 

 

Técnicas de contención para el tratamiento de suelos contaminados. 

Estas técnicas consisten principalmente en aplicar:

  • Barreras verticales in situ para evitar el desplazamiento lateral de los contaminantes bien sea a través de lixiviados o  la contaminación de aguas subterráneas. Incluyen la instalación de muros pantalla. 
  • Barreras horizontales. Consiste en la excavación de zanjas que se rellenan con material sellante. Entre estas técnicas se encuentran las barreras de suelo seco, se basa en la desecación del suelo para aumentar su capacidad de retención de sustancias contaminantes líquidas”
  • Sellado superficial: El objetivo es evitar la exposición del suelo a los elementos contaminantes, reduciendo la filtración de agua de lluvia en el suelo contaminado y controlar la volatilidad de elementos contaminantes. Se pueden aplicar materiales naturales in situ, como la bentonita, con un material geotextil, aglomerados asfálticos, hormigones o láminas sintéticas. 
  • Sellado profundo: Esta técnica permite alterar la estructura del suelo para limitar su permeabilidad y controlar el avance de la contaminación a capas más profundas. Suelen inyectarse materiales plastificantes en forma de lechadas hasta la profundidad deseada. 
  • Barreras hidráulicas: Consiste en extraer agua contaminada para impedir que esta avance, contaminando las capas más profundas o afectando a aguas subterráneas. Para ello se emplean pozos, drenes o zanjas de drenaje. 

 

Técnicas de confinamiento para el tratamiento de suelos contaminados. 

Estas técnicas se denominan también de consolidación o solidificación y su objetivo es limitar la movilidad de los contaminantes con procesos físicos y químicos, logrando que los compuestos contaminantes sean menos solubles y tóxicos, o encapsulando el material. Las técnicas que pueden aplicarse para el tratamiento de suelos contaminados son: 

  • Estabilización físico-química: Se aplica  en caso de presencia, sobre todo, de metales pesados. Se trata de una técnica ex situ que reduce la movilidad de los contaminantes, reducir la solubilidad en el suelo y el lixiviado.
  • Inyección de solidificantes:  Consiste en la inyección en el suelo contaminado a través de pozos de agentes estabilizantes inorgánicos, como el cemento, u orgánicos, como bituminosas, polietilen o parafinas. 
  •  Vitrificación: Consiste en el calentamiento del suelo a alta temperatura para conseguir su fusión, tranformándose en un material vítreo, estable. 

 

Técnicas de descontaminación de suelos.

  • Tratamientos físico-químicos, como la extracción de aire a través de pozos de extracción verticales u horizontales, que conducen el aire con los contaminantes a la superficie para ser tratados en plantas especializadas; extracción de agua, empleada principalmente en acuíferos contaminados; extracción de fase libre, en suelos contaminados por hidrocarburos de fase libre que se extraen en pozos verticales donde fluye el contaminante. 
  • Lavado. Se aplica ex situ. Previa excavación del suelo, es tamizado para eliminar la partículas más gruesas y a continuación se lava con extractantes químicos “que permiten desolber y solubilizar los contaminantes“. Dentro de esta técnica se encuentra el flushing, que consiste  en “anegar los suelos contaminados con una solución que transporte los contaminantes a una zona determinada y localizada donde puedan ser eliminados”.
  • Electrocinética: Se trata de la “aplicación de una corriente eléctrica de baja intensidad entre electrodos introducidos in situ en el suelo contaminado que permite la movilización de agua, iones y partículas pequeñas cargadas. “
  • Adición de enmiendas.  En el caso del tratamiento de suelos contaminaods con sales o metales pesados pueden recuperarse in situ añadiendo substancias orgánica e inorgánicas que permiten la transformación de los contaminantes. 
  • Barreras permeables activas. Se trata de una técnica novedosa, aplicada desde 2004, que consisten en “intalar una pantalla perpendicular al flujo de la pluma de contaminación  a través de la cual pasa el agua subterránea contaminada y cuyo material de relleno puede adsorber, precipitar o degradar biótica o abióticamente los contaminantes”. 
  • Inyección de aire comprimido. El objtivo es separar los contaminantes disueltos en el agua en forma de vapor. 
  • Tratamientos biológicos. También denominado “biorrecuperación”, permite degradar contaminantes orgánicos o reducir la toxicidad de contaminantes inorgánicos mediante la actividad biológica natural. Entre estos se encuentran la biodegradación asistida o la biotranformación de metales o la fitorrecuperación, una técnica emergente que utiliza la capacidad de ciertas especies vegetales para sobrevivir en áreas contaminadas ayudando a extraer y movilizar estos elementos del suelo. Otra técnicas con el bioventing (inyección de aire u oxígenos y nutrientes para acelerar la actividad biológica), landfarming (para la reducción de la concentración de hidrocarburos), biopilas (para la degradación de compuestos del petróleo), compostaje o lodos biológicos.
  • Tratamientos térmicos:  Como la incineración o la desorción térmica.
  • Tratamientos mixtos.  

 Fuente: Ortiz Bernard, I et alt. Técnicas de recuperación de suelos contaminados. Informe de vigilancia tecnológica. 



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