4. Principales métodos de descontaminación de...

Memoria. Principales métodos de descontaminación de suelos

Sergio Hurtado Melo 14

4. PRINCIPALES MÉTODOS DE DESCONTAMINACIÓN DE SUELOS

Los métodos o tecnologías de saneamiento utilizan diferentes principios de acción para

recuperar suelos contaminados (físico-químico, biológico o térmico). Además, dependiendo de

la forma de implantación, estos métodos se pueden considerar in-situ o ex-situ. En cada uno de

los distintos procesos se habla de 4 aspectos distintos : Fundamentos, campo de aplicación,

costes y aspectos ambientales. De entre todos los posibles métodos de descontaminación sólo se

tratarán en este punto aquellos directamente competidores con la desorción térmica, es decir,

aquellos métodos que implican acciones en la zona no saturada del suelo.

4.1 PROCESOS FÍSICO-QUÍMICOS

4.1.1 Extracción de aire del suelo

• Fundamentos

La extracción de aire del suelo es una técnica de recuperación in situ aplicable

fundamentalmente a la zona no saturada. El principio de acción de esta técnica se basa en la

extracción de los contaminantes adsorbidos en las partículas del suelo, mediante volatilización o

evaporación. La extracción del aire se puede realizar mediante pozos verticales y/o tuberías

horizontales, en función de las restricciones impuestas por los edificios o infraestructuras

existentes en el emplazamiento. El aire con los contaminantes volátiles se dirige hacia los pozos

de extracción, que lo conducen a superficie, donde se trata en instalaciones de depuración

adecuadas (filtros de carbón activo, oxidación térmica, etc.). En ocasiones la extracción de estos

compuestos se puede favorecer mediante la inyección de aire a alto caudal a través de pozos de

inyección.

Dado que con esta técnica se persigue la volatilización de los contaminantes, las tasas de

inyección/extracción de aire son en general superiores a las aplicadas en la bioventilación. En

general, la extracción de aire se realiza de forma continua, hasta que la concentración de los

contaminantes en el aire extraído alcanza niveles mínimos y relativamente constantes. En estos

casos, la extracción de aire se recomienda realizar de forma intermitente, 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, o que se



quiera aplicar la extracción de aire a la zona saturada, se debe llevar a cabo la extracción previa

del agua subterránea.

• Campo de aplicación

Esta técnica es aplicable a suelos contaminados con sustancias volátiles y semivolátiles con

una presión de vapor de al menos 100 N/m2 y una constante de Henry superior a 0,01. A estas

condiciones responden algunos hidrocarburos derivados del petróleo (los de cadena inferior a 14

carbonos), algunos disolventes no clorados, hidrocarburos aromáticos policíclicos ligeros (de 2

anillos) y los compuestos organoclorados volátiles.

No es una técnica recomendable para el tratamiento de las fracciones pesadas de los

hidrocarburos derivados del petróleo (> C25), metales, PCBs o dioxinas. El espectro de

contaminantes tratables se aumenta (sobre todo para semivolátiles) mediante la extracción de

aire estimulada térmicamente mediante diversos métodos, tales como la utilización de

resistencias eléctricas, radiofrecuencias, campos magnéticos o inyección de aire caliente.

El uso de resistencias eléctricas para calentar el suelo se utiliza en suelos de baja permeabilidad

tales como arcillas y sedimentos de granulometría fina, ya que son medios bastante conductivos.

Los electrodos se sitúan directamente en las capas poco permeables y mediante el calentamiento

se seca el suelo, el cual acaba por fracturarse, aumentando la permeabilidad del mismo.

El método más común para el calentamiento es la inyección de aire caliente, el cual no necesita

instalaciones extras además de las necesarias para la extracción del aire del suelo.

La presencia de fase libre sobre la superficie freática dificulta su aplicación, por lo que es

aconsejable eliminar ésta antes de iniciar la extracción de aire del suelo mediante las técnicas

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 tratamiento

y reduciendo el rendimiento de la técnica.



A fin de facilitar el movimiento del aire inyectado, el suelo debe tener una permeabilidad

suficiente (orientativamente, una conductividad hidráulica mínima de 0,1 m/día). En caso de

tratar un suelo heterogéneo, es recomendable realizar estudios piloto previos, ya que la

existencia de zonas o estratos contaminados de baja permeabilidad puede provocar flujos

preferentes de aire a través de las zonas más permeables, disminuyendo considerablemente 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

concentración de contaminantes orgánicos volátiles inferior a 3.000 mg/kg), se pueden alcanzar

rendimientos de recuperación superiores al 95%. Para alcanzar estos rendimientos es preciso 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 profundidad)

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 siempre

estudios piloto que permitan establecer los parámetros esenciales de diseño (caudales

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, excluyendo

el tratamiento del aire extraído.

• Aspectos ambientales

El consumo energético de una unidad de extracción de aire intersticial se sitúa en torno a

0,01 kW·h por m3/hora de caudal nominal de aire. Los gases extraídos del suelo pueden

encontrarse en proporciones explosivas, por lo que es aconsejable disponer de equipos de

medición y control del riesgo de explosión. Pueden producirse molestias por ruidos y olores.



4.1.2 Lavados de suelos ex – situ

• Fundamentos

El lavado de suelos es una técnica aplicada ex situ y basada en principios de acción físico-

químicos, mediante los cuales, los contaminantes adsorbidos en la matriz del suelo se tratan en

una solución acuosa. Se llevan a cabo procesos de disolución o suspensión en el agua de lavado,

la cual se depura posteriormente y, con frecuencia, se recircula como agua 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, aprovechando métodos 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 de lavado

(pH, agentes lixiviantes, surfactantes o quelantes) y así potenciar la disolución y puesta en

suspensión de los compuestos orgánicos y metales pesados del suelo que, de esta forma, son

transferidos a la solución de lavado. La elección de los aditivos y reactivos que se 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 del tratamiento de la misma,

así como en la posibilidad de que parte de dichas sustancias queden retenidas en el suelo.



En suelos contaminados con múltiples sustancias de distintas características, la aplicación de la

técnica suele exigir un proceso secuencial en el que se utilizan diferentes soluciones de lavado.


Esta tecnología presenta ciertas limitaciones en cuanto a las características del suelo a tratar:

• El contenido en partículas finas debe ser limitado (diámetro inferior a 63 micras) ya que

la eliminación de los contaminantes adsorbidos a las mismas es de gran dificultad. El

contenido en finos suele estar limitado a un 20 – 30 %. En general, el rango óptimo de

tamaño de partículas se sitúa alrededor de 0,25 y 2 mm.

- Altos contenidos en sustancias húmicas y una elevada capacidad de intercambio catiónico del

suelo, dificultan la desorción de los contaminantes, reduciendo la efectividad del 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, hidrocarburos

derivados del petróleo, cianuros y metales pesados. No es un método eficaz para dioxinas y

PCBs, a menos que no se requieran rendimientos de descontaminación importantes.

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 eliminar hasta en un

100%, los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) hasta un 98% y los metales 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 10 a 40 €

por tonelada de capacidad anual de tratamiento.

Los costes de tratamiento dependen, entre otros, de la composición del suelo (contenido de finos

y materia orgánica), del tipo de contaminación y de los objetivos de descontaminación. 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 se puede elevar

hasta 200-300 €/m3.


Las concentraciones residuales de contaminantes presentes en la fracción fina (la cual puede

representar hasta un 20-30 % del volumen original de suelo) exigen habitualmente tratarla

mediante otras técnicas o depositarla en un vertedero. El agua de lavado debe depurarse para su

posterior recirculación; este tratamiento da lugar a unos fangos que deben gestionarse como

residuo. Así, el factor ambiental principal a tener en cuenta durante la implantación de esta

tecnología es la producción de residuos, y en menor medida las molestias por ruidos.



4.1.3 Extracción con disolventes

• Fundamentos

Esta técnica, aplicada ex situ, se basa en la extracción de contaminantes mediante la mezcla

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 entre 10 y 40 minutos.

Es habitual someter al suelo a un pretratamiento de separación física, a fin de retirar materiales

extraños y las fracciones más gruesas. Ello contribuye además a acelerar la cinética de 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, metanol, éter

dimetílico y trietilamina. En ocasiones, también se han utilizado gases licuados (dióxido de

carbono, propano, butano), aunque su manipulación y requisitos de seguridad complican

sensiblemente la operación.

Mediante evaporación se separa el suelo tratado de los disolventes que contienen la carga

contaminante. A continuación, el disolvente se lleva hasta un separador donde se produce el

tratamiento del mismo para eliminar los contaminantes, permitiendo su reutilización. El

tratamiento del disolvente se realiza mediante procesos físico-químicos (adición de otro

disolvente, etc.) o térmicos (destilación a alta presión y temperatura). El suelo tratado suele

lavarse con agua para arrastrar en lo posible los restos de disolvente que incorpora.


Esta es una técnica eficaz para tratar suelos contaminados por compuestos orgánicos como

PCBs, COVs, disolventes halogenados e hidrocarburos derivados del petróleo. También se

pueden extraer junto con los contaminantes orgánicos compuestos organometálicos.

Entre los factores que suponen una limitación para la aplicación de esta técnica, ya que

aumentan 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 hasta un 90-

95% de los contaminantes para los que esta técnica es aplicable. La eficacia de la extracción para

contaminantes orgánicos de muy alto peso molecular o muy hidrofílicos es sensiblemente menor.

Para analizar la viabilidad de la aplicación de esta técnica es necesario conocer la distribución

granulométrica del suelo, su pH, contenido de materia orgánica y humedad, capacidad 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 tratar, así

como de las concentraciones iniciales de éstos, factores que determinan los disolventes a utilizar

y el tiempo de retención en el tanque de extracción. De acuerdo con la bibliografía, el coste

puede variar entre 120 y 475 € por tonelada, situándose con frecuencia en el rango

120-250 €/ton.


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 generados en

el tratamiento del mismo para su posterior reutilización. Puede requerir bastante espacio para su

ejecución.



4.2 PROCESOS BIOLÓGICOS

4.2.1 Bioventilación

• Fundamentos

La bioventilación es una técnica de aplicación in situ que se centra en la recuperación de la

zona no saturada. La base de esta tecnología consiste en hacer circular aire limpio a bajo caudal a

través del suelo contaminado, con el fin de incrementar la concentración de oxígeno 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 bioventilación

se debe inyectar exclusivamente el volumen de aire necesario para favorecer la actividad

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 los parámetros de la

instalación, en especial el caudal de aire a inyectar. El cálculo estequiométrico del oxígeno

necesario para la biodegradación suele ser ligeramente inferior al que se debe inyectar, ya que

existen factores del medio que condicionan el resultado del proceso, tales como las

características del suelo (permeabilidad, tamaño de partículas, humedad, etc.) y la temperatura.

En los casos en que se prevea que determinados compuestos volátiles no van a ser degradados,

es preciso instalar pozos de extracción para recogerlos. En este caso, el aire extraído debe



tratarse posteriormente mediante la técnica más adecuada (filtros de carbón activo, oxidación

térmica, etc.). La extracción del aire se puede realizar mediante pozos verticales y/o tuberías

horizontales, en función de las restricciones impuestas por los edificios o infraestructuras

existentes en el emplazamiento.

Para poder alcanzar los objetivos de recuperación de un emplazamiento mediante bioventilación,

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 para mantener 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 permeabilidad

y humedad del suelo, contaminantes a degradar o plazo de recuperación. Suele variar entre 3 y

30 metros.


De forma general, la bioventilación es aplicable en suelos contaminados con compuestos

orgánicos biodegradables con una presión de vapor mayor o igual a 100 N/m2 y una constante de

Henry superior a 0,01. A estas condiciones responden algunos hidrocarburos derivados del

petróleo (los de cadena inferior a 25 carbonos), algunos disolventes no clorados e hidrocarburos

aromáticos policíclicos ligeros (de 2 anillos). La bioventilación no es efectiva para tratar suelos

contaminados con hidrocarburos pesados derivados del petróleo (> C30), PCBs o hidrocarburos

clorados. A pesar de que la bioventilación es aplicable a hidrocarburos ligeros derivados del

petróleo, éstos deben estar en fase vapor en la zona no saturada del suelo. En caso de que tales

hidrocarburos den lugar a producto en fase libre, éste debe ser retirado previamente a la

aplicación mediante las técnicas adecuadas a tal efecto.

Por otra parte, altas concentraciones de contaminantes orgánicos (orientativamente, superiores a

10.000 mg/kg) tienen un efecto negativo sobre la disponibilidad de la materia orgánica para los

microorganismos, retardando o deteniendo el proceso de biodegradación. Aunque no está

concebido para tratar suelos con contaminantes inorgánicos, la bioventilación puede provocar la

adsorción, acumulación y concentración de los mismos en macro y microorganismos por lo que

podría ser aplicable para la reducción de estos contaminantes en el suelo o como pretratamiento

del mismo. En todo caso, esta aplicación de la técnica está todavía en fase experimental.



A fin de hacer posible el movimiento del aire inyectado, el suelo debe tener una permeabilidad

suficiente (orientativamente, una conductividad hidráulica mínima de 0,1 m/día). En caso de

tener que tratar un suelo heterogéneo, es recomendable realizar estudios piloto previos, ya que la

existencia de zonas o estratos contaminados de baja permeabilidad puede provocar flujos

preferentes de aire a través de las zonas más permeables, disminuyendo considerablemente la

eficacia del tratamiento en las menos permeables. En todo caso, se podría considerar la

aplicación de la fracturación de los estratos menos permeable para homogeneizar el suelo y

mejorar el rendimiento de la bioventilación.

Si el nivel freático se encuentra a menos de 3 metros de profundidad y se prevé un sistema de

extracción de aire mediante pozos, hay que analizar el efecto de ésta en el nivel freático, que

puede ascender sensiblemente, reduciendo el flujo efectivo de aire en el suelo no saturado. Así

mismo, es necesario estudiar la efectividad del sistema de inyección/extracción de aire en la zona

capilar, sobre todo en suelos de permeabilidad media-baja con el nivel freático próximo a la zona

a tratar.

En condiciones óptimas (suelos con una permeabilidad mayor de 3 m/día y con una

concentración de contaminantes orgánicos inferior a 3.000 mg/kg), se pueden alcanzar

rendimientos de recuperación del 90-95% para compuestos volátiles (BTEX) y superiores al

40% para hidrocarburos pesados (cadenas de más de 15 carbonos). En todo caso, para alcanzar

estos rendimientos es preciso un plazo relativamente dilatado que, en condiciones medias, puede

situarse entre 6 y 12 meses.

Además de la tipología y distribución espacial de la contaminación (en extensión y profundidad)

es necesario conocer los siguientes parámetros del suelo: estructura litológica, permeabilidad,

granulometría, porosidad efectiva, humedad, pH, nutrientes básicos requeridos, temperatura y

tasa de respiración. Puede ser necesario realizar ensayos de respiración in situ para calcular la

cantidad de oxígeno necesaria para que se desarrollen los procesos de biodegradación en óptimas

condiciones.

Si el objetivo de saneamiento (expresado en términos de contaminantes individuales) es inferior

a 0,1 ppm o se requiere un porcentaje de reducción superior al 95% (expresado en términos de

hidrocarburos totales derivados del petróleo), es necesario llevar a cabo estudios piloto en el

emplazamiento para comprobar la viabilidad de la aplicación de la bioventilación, ya que no

siempre la técnica se aplica en condiciones óptimas 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 propiamente dichas

(excluyendo su tratamiento).


El consumo energético de una unidad de extracción de aire intersticial se sitúa en torno a

0,01 kWh por m3/hora de caudal nominal de aire. Debe tenerse en cuenta que se pueden generar

molestias por ruidos y por olores.

4.2.2 Biopilas

• Fundamentos

Las biopilas constituyen una técnica de tratamiento biológico del suelo que puede aplicarse

tanto in situ como ex situ, si bien la segunda es la forma más habitual. El principio básico de

acción es la transformación de los contaminantes biodegradables del suelo en productos inocuos,

aprovechando para ello la acción (en condiciones controladas) de determinados microorganismos

presentes en el suelo.



De cara a optimizar las condiciones de biodegradación y los consiguientes rendimientos de

tratamiento, se deben controlar diversos parámetros del suelo, entre los cuales cabe destacar los

siguientes:

- Estructura: debe ser homogénea y facilitar la acción de los microorganismos, para lo cual

puede requerirse la adición de enmiendas (serrín, etc.) y, en todo caso, la

homogeneización del suelo mediante mecanismos apropiados.

- pH: es un factor fundamental para el mantenimiento de la actividad bacteriana y debe

mantenerse en torno a pH neutro (en todo caso, entre 6 y 8). Si es necesario, se pueden

añadir al suelo agentes correctores del pH.

- Contenido en nutrientes: los valores de la relación C/N/P que habitualmente se requieren

para garantizar la biodegradación oscilan entre 100/10/1 y 100/1/0,5, dependiendo de los

contaminantes y los microorganismos implicados. En caso de que el suelo no presente el

equilibrio necesario de nutrientes, se debe modificar añadiendo fertilizantes.

- Humedad: los microorganismos requieren determinado grado de humedad para su

crecimiento, por lo que se debe evitar tanto el exceso como la falta de agua. El rango

óptimo suele estar entre el 40 y el 85% de la capacidad de campo, correspondiente a un

12-30% en peso, aproximadamente. Lo habitual es que se tenga que añadir agua al suelo

de forma periódica para mantener una humedad óptima.

- Temperatura: la actividad microbiana desciende significativamente por debajo de 10°C y

prácticamente desaparece a menos de 5°C. Por ello, si la temperatura ambiental es baja,

se debe calentar el suelo para evitar el descenso de la tasa de biodegradación o incluso la

detención del proceso. También deben evitarse temperaturas excesivamente altas (por

encima de 45°C desciende mucho la velocidad de crecimiento de las poblaciones

bacterianas habitualmente implicadas). Se recomienda mantener el suelo durante el

tratamiento a una temperatura comprendida entre 20 y 40°C.

- Poblaciones bacterianas: se encuentran típicamente en el rango 104-107 CFU/gramo de

suelo. Por debajo de 1.000 CFU/g de bacterias heterótrofas la biodegradación es

prácticamente inviable.



En la tecnología de biopilas el suelo, una vez pretratado y homogeneizado (separación de

partículas gruesas y elementos extraños, trituración de bolos arcillosos y/o partículas gruesas del

suelo), se dispone en pilas con una altura de hasta 4 metros (es habitual no superar 2-3 metros)

sobre un sustrato impermeabilizado y dotado de un sistema de captación y evacuación de

lixiviados. En esta técnica, la aireación del suelo durante el tratamiento suele realizarse mediante

tuberías colocadas en la base que insuflan aire o lo aspiran, por lo que no se rotura (pilas

estáticas). También existen sistemas en los que, desarrollándose el proceso a cubierto (por

ejemplo, dentro de una nave), las pilas se airean con máquinas volteadoras similares a las

utilizadas en el compostaje de residuos. En todo caso, el sistema de pilas estáticas con aireación

forzada es el que permite un mejor control de las condiciones de degradación y de las emisiones

de compuestos orgánicos volátiles. Si éstos pueden suponer un problema, es preferible optar por

un sistema de aspiración con posterior depuración del aire extraído (con biofiltros o filtros de

carbón activo, por ejemplo). Si la temperatura ambiente es excesivamente baja, el sistema de

aireación forzada permite además inyectar aire caliente 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 vez pretratado

se dispone en camas con una altura máxima de unos 50 cm. El sustrato de las camas está

habitualmente impermeabilizado y dispone de un sistema de captación y evacuación de

lixiviados. Durante el tratamiento, el suelo se rotura periódicamente con medios mecánicos,

consiguiendo así la homogeneización y aireación del mismo. Es habitual tener que añadir agua

para mantener unas condiciones óptimas de humedad, lo cual puede efectuarse con un sistema de

riego, pulverizadores o aspersores. Cuando se alcanza el nivel de descontaminación deseado, el

suelo tratado se retira procediendo a formar nuevas camas con suelo contaminado. Es

conveniente dejar parte del suelo limpio para mezclar con el contaminado, de manera que se

mantiene la población bacteriana adecuada para la biodegradación.

Es frecuente que el agua de riego incorpore nutrientes y aditivos para estimular la

biodegradación. Para este fin es recomendable instalar un sistema por goteo que facilita una

distribución uniforme del agua en la pila, evitando arrastres de suelo por escorrentía. En algunas

plantas el lixiviado recogido se recircula, minimizando el consumo de agua. Es relativamente

habitual cubrir las biopilas con un plástico para controlar la evaporación de agua y la

volatilización de contaminantes, favoreciendo además la retención de calor en la masa.




Las biopilas han demostrado ser eficaces para tratar suelos contaminados por hidrocarburos

derivados del petróleo y algunos pesticidas. En el caso del landfarming, la técnica opera con

mayor eficacia para los menos pesados (orientativamente, hasta C25) y puede tener limitaciones

o condicionantes en su aplicación para los más volátiles, si es preciso controlar las emisiones de

los mismos a la atmósfera. Para estos casos es recomendable utilizar 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 además

inhibir el proceso por ser tóxicos para los microorganismos. En primera aproximación,

concentraciones de hidrocarburos totales derivados del petróleo (TPH) superiores a 50.000 ppm

y/o concentraciones totales de metales pesados superiores a 2.500 ppm suponen la inhibición del

tratamiento hasta el punto de hacerlo inviable.

En cuanto a las características del suelo, son aceptables suelos granulares de todo tipo, si bien los

que poseen textura arcillosa o limosa son difíciles de tratar, conllevando un proceso muy lento,

incluso con roturación intensiva y adición de enmiendas. Para garantizar unas condiciones

aceptables de aireación, se recomienda que el suelo tenga una porosidad superior al 25%.

En suelos de adecuadas características, los hidrocarburos ligeros se eliminan en su práctica

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 factores antes

señalados, así como de los objetivos concretos de descontaminación establecidos. En suelos de

adecuadas características, el tratamiento de los contaminantes típicos puede durar entre 4 y 12

semanas (20 en ciertos casos) para alcanzar los niveles que permiten la reutilización del suelo.

Para contaminantes orgánicos pesados el tiempo de tratamiento puede sobrepasar un año, lo que

en muchas ocasiones hace económicamente inviable su aplicación.

Además de una completa caracterización de la contaminación del suelo (naturaleza y

concentraciones, presencia de sustancias tóxicas, COVs, contaminantes inorgánicos, etc.) se

deben tener en cuenta los datos clave del propio suelo (textura, contenido en nutrientes, pH,



humedad y microorganismos presentes). Las condiciones ambientales del emplazamiento

(temperatura, precipitación, velocidad y dirección del viento, disponibilidad de agua, etc.)

también son importantes para diseñar el sistema de tratamiento

Es recomendable llevar a cabo ensayos piloto previos para calcular los parámetros de diseño

adecuados a cada caso concreto.

• Costes

Los costes de tratamiento dependen de la duración del mismo y de las concentraciones residuales

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. El tratamiento de suelos

con compuestos muy poco biodegradables puede costar entre 100 y 150 € por m3.


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 presencia

significativa de volátiles, las emisiones de éstos a la atmósfera sin depuración previa pueden

representar un impacto no despreciable. Las biopilas presentas menores requisitos de espacio que

el landfarming.



4.3 PROCESOS TÉRMICOS

4.3.1 Desorción Térmica

A lo largo del presente proyecto se trata esta técnica de descontaminación en profundidad.

4.3.2 Incineración

• Fundamentos

La incineración es una tecnología de tratamiento térmico ex situ que se basa en la aplicación

de altas temperaturas (785-1.000°C) al suelo para volatilizar y oxidar los compuestos orgánicos

contenidos en el mismo. Para ello se requiere habitualmente un combustible auxiliar que permita

iniciar y mantener el proceso de combustión. Los gases procedentes de este proceso arrastran

parte de los contaminantes, por lo que deben depurarse antes de su emisión 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 siguientes

tipos:

- Horno de lecho circulante: utiliza aire a alta velocidad para generar turbulencias en la

zona de combustión y destruir los contaminantes. Opera a una temperatura ligeramente

inferior a la de otros incineradores (785-870°C), ya que produce una temperatura

uniforme en la cámara de combustión y en el ciclón, a la vez que mezcla completamente

los suelos durante 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

suspensión las partículas de suelo en un bucle de combustión, operando a temperaturas

hasta de 870°C.

- Horno de combustión por infrarrojos: es un sistema (generalmente móvil) que utiliza

electrodos de carburo de silicio y alimentación eléctrica para calentar los suelos a las



temperaturas de combustión (hasta 1.010°C) en la cámara primaria. Los electrodos se

sitúan sobre una cinta que alimenta el suelo a tratar. Mediante una soplante se suministra

aire a lo largo de la cinta de alimentación para controlar la oxidación del suelo. En la

mayoría de los casos, se dispone una cámara de postcombustión para tratar el material

que no ha sido totalmente oxidado en la cámara primaria. Existe una unidad experimental

de infrarrojos que utiliza una resistencia eléctrica o tubos de uranio radiante para calentar

el material, operando a temperaturas de hasta 870°C.

- Horno rotativo: es la tipología de incinerador comercial más frecuente. El horno está

formado por un cilindro revestido interiormente con material refractario y ligeramente

inclinado que, al rotar, actúa como cámara de combustión a temperaturas de hasta 980°C.

Está equipado con una cámara de postcombustión y un sistema de tratamiento de gases.


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 obstruyen los

conductos del gas. La presencia de metales pesados en concentraciones significativas puede

generar escorias que requieran un tratamiento de estabilización antes del vertido. Los metales

pueden reaccionar con elementos como el cloro y azufre, formando compuestos más volátiles y

tóxicos que los originales. Además, los metales más volátiles (plomo, cadmio, mercurio y

arsénico) se incorporan a los gases de combustión, por lo que el sistema de depuración 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 que es

habitual someter al suelo a un pretratamiento que permita separar las impurezas y gruesos

(orientativamente, partículas mayores de 50 mm).

En condiciones adecuadas de operación, la eficacia de esta tecnología en la eliminación de los

contaminantes objetivo antes señalados supera el 99,99% y puede alcanzar niveles de reducción



de hasta el 99,9999% para compuestos del tipo PCBs y dioxinas, tal y como se 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 sistemas de depuración de gases.

• Costes

Los costes de tratamiento identificados oscilan entre 150 y 1.800 € por m3 de suelo

contaminado 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 más alto

(orientativamente, entre 2.700 y 5.000 € por m3 de suelo).


La incineración genera una serie de residuos procedentes del tratamiento de los gases y de la

propia combustión (cenizas y escorias), que deben ser gestionados de acuerdo con sus

características. A diferencia de lo que sucede con la desorción térmica, la incineración destruye

la estructura del suelo, por lo que la reutilización del material sólido procedente del tratamiento

está limitada.

4. Principales métodos de descontaminación de...

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