CONTROL DE SUELOS

CONTROL DE SUELOSEVALUACION DE SUELOS CONTAMINADOSFACTORES A CONSIDERAR Asociados a los objetivos de la evaluacin y los contaminantes presentes.Asociados a las caractersticas del terreno a investigar.Operativos.

Factores: asociados a los objetivos y contaminantes Extensin espacial de la contaminacinFormular una hiptesis sobre la extensin espacial del rea a evaluarPotencial distribucin de los contaminantes en los diferentes medios. Se obtienen en la fase previa de evaluacin ( Investigacin Exploratoria). Medios a muestrearPrever los medios que van a ser objeto de muestreo Condicionan las tcnicas y equipos a emplear, as como determinadas labores asociadas a la toma de muestras Se determina las profundidades que se requiere alcanzar en el muestreo de la fase slida y la necesidad de instalar pozos de control Naturaleza de los compuestos a investigarConocer a priori la naturaleza de los medios a cuantificar (caractersticas fsico-qumicas bsicas) de las sustancias cuya presencia en los diferentes medios se pretende cuantificar). Elegir los equipos ms adecuados para la perforacin y el muestreo Adoptar las medidas de seguridad oportunas durante los trabajos.Factores: Asociados a las caractersticas del lugarVerificar si es terreno natural o relleno En el caso de relleno, conocer el tipo de materiales de relleno y sus caractersticas fsico-qumicas y estructurales bsicas.Disponer de toda informacin necesaria acerca de las caractersticas del terreno a investigar, en particular, sus caractersticas geolgicas, hidrogeolgicas y geotcnicas (columna estratigrfica, litologa, dureza, compactacin, grado de alteracin, potencia y buzamiento, profundidad del nivel fretico, estabilidad, etc.).

Factores: Asociados a aspectos operativos Accesibilidad y orografa del terrenoAccesibilidad de las zonas a muestrear, que puede condicionar los equipos a utilizar durante la campaa. Identificar las zonas de difcil acceso, escarpes, taludes, laderas de fuerte pendiente, zonas inestables, etc. Presencia de superfcies pavimentadasVerificar si hay pavimento (hormign, pavimento asfltico, etc.)Define equipos especficos martillos neumticos; adicionales a los de perforacin y muestreo que se empleen comunmente.Factores: Asociados a aspectos operativos Disponibilidad de agua y energa elctricaPara limpieza de los equipos de perforacin y muestreo. Perforaciones propiamente dichas, se deben aplicar por norma sistemas de perforacin en seco. El agua utilizada para estas labores debe ser limpia, con el fin de no distorsionar las caractersticas de las aguas del emplazamiento. Definir las alternativas de abastecimiento de agua a los trabajos de campo (acometida de red pblica, cubas, etc.), as como la necesidad de elementos auxiliares (mangueras de distribucin, vlvulas, etc.). Asmismo, se deber estudiar la necesidad de disponer de una fuente de energa (en general, elctrica) para el desarrollo de las actividades de muestreo. En caso de ser precisa, debe preverse la forma y medios que se van a disponer.Factores: Asociados a aspectos operativos PermisosObtener los permisos oportunos (de ocupacin, de perforacin, de acceso a los terrenos,etc.), que pueden variar de un caso a otro. informar a las autoridades competentes del comienzo de los trabajos. SegurosSeguro de responsabilidad civil, que cubra todos los posibles daos que pudieran afectar a instalaciones, personas, etc.Factores: Asociados a aspectos operativos Seguridad y salud laboralLas medidas de seguridad y salud laboral a adoptar durante la ejecucin de la toma de muestras han de analizarse y definirse antes del comienzo de los trabajos, quedando reflejadas en el denominado Plan de Seguridad. La Gua Tcnica de Seguridad para la Investigacin y Recuperacin de Suelos Contaminados establece los contenidos de dicho plan y contiene recomendaciones acerca de cmo efectuar la evaluacin de este tipo de riesgos y la determinacin de las medidas y equipos de proteccin necesarios.MUESTREOS DE SUELOSDepende de la matrizTipo de contaminantes

Orden de complejidad para el muestreo y extraccin:SuelosSedimentos, Componentes provenientes de organismos (hgado, races, etc.).Aceites, Aguas

Tipo de contaminantes:1.) Hidroflicos2.) Lipoflicos (como PCBs - policlorobifenilo)

Los lipoflicos tienen la ventaja que se pueden extraer con solvente no polar o poco polar, el cual es voltil, pero a la matriz se le debe eliminar los residuos de agua.TRES CONCEPTOS BASICOS EN LA TOMA DE MUESTRAS

La representatividad, esto se complica en el caso de suelos y sedimentos, en especial cuando son grandes las reas contaminadas.Nmero ptimo de muestras que permita conocer la situacin del sistema a un costo asequible (en ocasiones se debe sacrificar la estadstica de muestreos). La muestra deben permanecer inalteradas durante todo el proceso de manipulacin y anlisis.Objetivos del muestreo de suelosDeterminar el riesgo a la salud humana y/o al ambiente debido a la contaminacin del suelo por contaminantes especficos.Determinar la presencia y concentracin de contaminantes especficos, con respecto a niveles de fondo (concentraciones naturales en el sitio).Determinar la concentracin de contaminantes y su distribucin espacial y temporal.Medir la eficiencia de acciones de control o de limpieza (remediacin).Obtener mediciones para validacin o uso de modelos de transporte y deposicin de contaminantes en el suelo.Determinar el riesgo potencial a la flora y fauna por contaminantes especficos.Identificar fuentes de contaminacin, mecanismos o rutas de transporte y receptores potenciales.

El suelo es la base para el establecimiento de cualquier proyecto agrcola, pecuario, forestal, de construcciones civiles de biorremediacin. Antes de establecerse cualquier uso del suelo es necesario conocer la presencia de contaminantes. Cuando se quiere establecer cultivos y proyectos ambientales se debe evaluar las propiedades fsicas, qumicas y/o biolgicas del suelo.

- La muestra consiste en una mezcla de porciones de suelo (submuestras) tomadas al azar de un terreno homogneo.

Generalmente es imposible examinar el todo y por tanto, es necesario tomar muestras representativas a lo largo, a lo ancho y en la profundidad.

Para los anlisis de contaminantes qumicos, las muestras normalmente son disturbadas, es decir, las partculas del suelo se aflojan y se separan en el proceso de muestreo. MUESTREO DE SUELOSSe debe tener el mximo cuidado para evitar la contaminacin cruzada, la prdida de componentes voltiles, el cambio de composicin debido a la exposicin al aire y otros cambios, que pueden ocurrir entre el muestreo y el ensayo de la muestra.Es indispensable tener un conocimiento previo del terreno, como posibles fuentes de contaminacin, caractersticas fisicoqumicas del suelo, nivel fretico, topografa, presencia de obstrucciones (por ejemplo tuberas de alcantarillado o acueducto), tipo de vegetacin (algunas absorben y adsorben contaminantes), posible rea de contaminada.En la toma de muestras a ciertas profundidades, se debe tener cuidado de proteger el orificio o los lados de la calicata, y excavar o limpiar el material antes de tomar una muestra, para evitar la contaminacin cruzada.Bsqueda, recopilacin, estudio y anlisis de los antecedentes.Exploracin inicial rpida de campo (Premuestreo muestreo exploratorio)Estudio analticoFase de campo:Estudio de las unidades paisajsticas (Para definir unidades homogneas).Estudio morfolgico y descriptivo del perfil.Fase de laboratorio:Estudio de las propiedades fsicas, qumicas, fsico qumicas y eventualmente estudios mineralgicos.

4. Sntesis final que permitir emitir el diagnstico buscado y las correspondientes recomendaciones.

PLANIFICACIONExploracin inicial rpida de campo (Premuestreo muestreo exploratorio) Permite la constatacin y/o la diferenciacin de reas uniformes dentro del sector estudiado. Estas reas uniformes deben ser representativos de la situacin o del ambiente que se desea definir.

Se recomienda el uso de fotos para definir las reas de trabajo Areas determinadas por la convergencia de similares con-diciones de clima, vegetacin, relieve, material original, uso de la tierra, etc.

Toma de muestras de suelos subsuperficiales para anlisis de PCBs:Usualmente se considera el suelo subsuperficial, los primeros 15 cm de la capa superficial, por lo tanto se deben integrar muestras de esos 15 cm.Con una pala se recogen muestras de los 15 cm y se colocan en un recipiente de vidrio.Limpiar la pala con agua destilada, acetona y hexano.Rotular el recipiente, y completar el formato de la cadena de custodia.Almacene el recipiente a 4C hasta el da de la preparacin de la muestra.CALICATAS

Usando retroexcavadora para hacer la calicata (4 metros), y la otra usando un equipo especializado para barrenado. Se pueden excavar fosos discretos para ensayos o zanjas continuas para muestras, pero para grandes reas contaminadas se prefiere los fosos discretosCalicatasCmoda observacinProfundidad debe estar en relacin al problema planteado (profundidad de enraizamiento del cultivo o plantacin en estudio, desarrollo en profundidad del perfil del suelo, necesidad de caracterizar capas profundas para estudios de riego y drenaje, etc.).Las profundidades ms frecuentes son entre 1,50 y 2,00 m.Las calicatas deben orientarse de manera que al momento de la observacin se encuentren iluminadas por la luz directa del sol.Los perfiles u horizontes de suelo se observan normalmente en las calicatas por lo que facilitan, la toma muestras de diferentes horizontes.

Todos los horizontes son naturalmente variables, ya que sus propiedades fisicoqumicas cambian por su diferente composicin qumica.

Cuando se tome la muestra del horizonte respectivo, se debe remover algo de suelo, ya que la retroexcavadora pudo contaminarla.

MUESTREOS DE SUELOS

Definir Objetivos: Exploratorias: Diagnstico

Monitoreo: EvaluacinEl muestreo exploratorio est diseado para brindar informacin preliminar respecto al sitio o material materia de anlisis. Es el premuestreoEl monitoreo generalmente tiene como fin, brindar informacin acerca de la variacin de concentraciones de parmetros especficos, durante un lapso determinado o dentro de un rea geogrfica especfica2.1 SELECTIVO: consiste en escoger sitios para el muestreo en base a diferencias obvias o tpica. Los criterios de seleccin son:

Visibilidad de la zona con derrames. Cambios en el color del suelo reas sin vegetacin o con vegetacin muerta. Horizontes del suelo Estratificacin de cuerpos de agua y sedimentos

El muestreo selectivo a menudo constituye la base de una investigacin exploratoria.

2. Establecer el enfoque del muestreo: selectivo, sistemtico y al azar2.2. MUESTREO ALEATORIO SIMPLE: Este tipo de muestreo se emplea en casos en los que se dispone de poca informacin acerca de las caractersticas de la poblacin a medir; se basa en la teora de probabilidades y siempre requiere de un anlisis estadstico.

Los puntos de muestreo se ubican en un plano cartesiano (Xi,Yj), en donde cada punto de la poblacin tiene la misma probabilidad de ser seleccionado. Este tipo de muestreo es recomendable para reas homogneas menores a cinco hectreas, delimitadas por referencias visibles a lo largo y ancho de toda la zona (Valencia y Hernndez 2002)2.3. ALEATORIO ESTRATIFICADO: En este tipo de muestreo, la poblacin en estudio se subdivide en subgrupos que tienen cierta homogeneidad en el terreno y en cada subgrupo se hace un muestreo aleatorio simple.

2.4. SISTEMATICO O EN REJILLA: mtodo mediante el cual los puntos de muestreo seleccionados se ubican a distancias uniformes entre s, a fin de brindar total cobertura a una poblacin especfica de suelo.

El requisito principal para aplicar este mtodo es el conocimiento previo de informacin que permita subdividir la poblacin.El muestreo sistemtico en rejilla es til para documentar probables gradientes de concentracin y se emplea a menudo en los programas de monitoreo.

Una combinacin de muestreo selectivo, sistemtico y al azar es a menudo el enfoque ms factible; sin embargo, el esquema del muestreo debiera ser lo suficientemente flexible como para permitir ajustes durante las actividades de campo.

MUESTREOS DE SUELOSDelimitacin de suelos

- Es necesario identificar los diferentes tipos de suelos en el rea de inters y los limites que estos suelos tienen dentro del paisaje para definir las unidades de muestreo.

- Usualmente los lmites del suelo coinciden con el cambio en la pendiente del terreno (plano vs. inclinado), material parental (terraza aluvial vs. Coluviol), uso (pastos vs. bosque), manejo (fertilizado vs. no fertilizado), etc.

- Cada tipo de suelo se considerar como un terreno homogneo e independiente (unidad de muestreo), que debe ser identificado con base en las caractersticas mencionadas (pendiente, material parental, uso, manejo).Toma de submuestras (Se aplica principalmente al selectivo y sistemtico): Dentro de cada unidad de muestreo (rea porcin) se toma una muestra de suelo que es en realidad una muestra compuesta.

El nmero de submuestras por cada muestra es variable, como recomendacin general se sugiere que para una unidad de muestreo se tomen 10-20 submuestras

Esta tcnica de muestreo es vlida slo si el suelo dentro de cada unidad es homogneo, por lo que es muy importante hacer una buena definicin de las unidades de muestreo

Una vez se han definido los limites de cada unidad se procede a tomar las submuestras. Para ello se hace un recorrido sobre el terreno en zig-zag, tomando submuestras en cada vrtice donde se cambie la direccin del recorrido.

En cada sitio de muestreo se recomienda remover las plantas y hojarasca fresca (1-3 cm) de un rea de 40 cm x 40 cm, y luego introducir el barreno o pala a la profundidad deseada y transferir aproximadamente 100-200 g suelo a una bolsa plstico o frasco limpio

Las herramientas deben limpiarse despus de tomar cada submuestra (Osorio, op cit.,)

Profundidad del muestreo

La profundidad de un muestreo depende directamente del objetivo del mismo, es decir, si est diseado para determinar afectaciones a la salud o ambientales.

Las propiedades fsicas del suelo, su tamao de partcula, cohesin, humedad, y factores como la profundidad del lecho rocoso y del manto fretico, limitarn la profundidad a la que las muestras pueden tomarse, as como el mtodo para su recoleccin (Ford et al. 1984).

Se busca determinar concentraciones histricas de contaminantes en un suelo. Para esto se debe realizar una excavacin del suelo, para lo cual se plantea un muestreo sistemtico (puntos 1, 2, 3 y 4), que consiste en la toma de muestras compuestas a diferentes profundidades (A, B y C). Ejemplo de la importancia de la profundidad en el muestreoMETODOS DE EVALUACIONCalicatasSondeos manuales.Sondeos ligeros.Sondeos mecnicos.Evaluaciones en la superficie del suelo (hasta 15 cm)Mayores profundidades usan sondeos mecnicosEjecucin de muestreoSecuencia de puntos de acuerdo a la hiptesis: menos contaminados a ms contaminados, formuladas durante el diseo de la campaa.En lo preferente tomar muestras estratificadasMuestrear diferenciadamente capas que presentan indicios organolpticos de contaminacin (color, olor, etc.).Reducir tiempos de contactos entre el suelo y los equipos de perforacin y muestreo.Eliminar parte de suelo que haya estado en contacto con el equipo muestreador (no lleve materiales procedentes de niveles superiores, adherencia a las paredes del muestreador).Cuando se tome una muestra por debajo de un nivel claramente contaminado (por ejemplo, en presencia de una capa flotante o fase libre de hidrocarburos sobre el nivel fretico), debe colocarse un tubo de revestimiento de la perforacin justo por debajo de esta capa, a fin de evitar que la contaminacin progrese en profundidad.Ejecucin de muestreoEvitar mezclar muestras en campo. E las bolsas que quede el menor volumen de aire en el interior, cerrar hermticamente el recipiente.Materiales cuidadosamente limpios antes del comienzo de cada sondeo. Los muestreadores que se utilicen ms de una vez en un mismo sondeo tambin se limpiarn entre cada dos tomas de muestra consecutivas. Ver Gua Tcnica de Seguridad para la Investigacin y Recuperacin de Suelos Contaminados).Materiales para muestreo de suelos Mapa/GPS/cmara fotogrfica Machete Barreno, pala o paln CuchilloBalde Bolsas plsticas limpias Frascos de vidrio- Marcadores- Hojas para identificar las muestras

MUESTREOS DE SUELOSEQUIPOS DE MEDICIONSONDA DE EMBUDOTubo de 5 a 15 cm de longitud acoplado a un embudo en el que se almacenan las muestras que se van tomando. Alcanza a tomar muestra de 5 a 15 cm. Todo tipo de suelos excepto suelos arenosos secos. El dimetro de cada muestra es de unos 2,5 cm y la longitud total del aparato de 90 cm. La muestra se introduce en el embudo mediante empuje, quedando contenida en el interior del embudo.

Es el tipo de barreno ms usado para suelos. El diseo tpico de esta barrena permite un mnimo de friccin durante la penetracin en el suelo y poco esfuerzo para retirarlo.Riverside: Diseo muy til para perforar suelos duros, y compactos, mezclados con grava fina por encima y por debajo del nivel del agua subterrnea. Las extremidades muy agudas de la barrena clavan con un cierto ngulo hacia abajo, lo que le permite atravesar el suelo fcilmente.Barrenos para Suelos Pedregosos: Para suelos con gran contenido de grava, esta construida en acero duro forjado en curva. Las puntas de corte son agudas y curvadas hacia fuera, lo que permite un dimetro de corte un poco mayor que el del cuerpo de la barrena.Barreno espiral: Esta barrena opera como un saca corchos, y no extrae el suelo. Usualmente se aplica cuando hay que perforar capas duras, por ejemplo en suelos calcreos, y en combinacin con otros tipos de barrena.Colector de piedras: Este complemento se utiliza para retirar las piedras sueltas dentro de un hoyo.Barrena para suelos blandos: Este tipo especial de barreno Edelman tiene un cuerpo alargado susceptible a la torsin y se debe utilizar solamente para muestreo de suelos muy blandos.Barreno de media caa (tipo gubia): Este tipo de barreno se utiliza para muestreo de perfiles de suelos cohesivos, ms o menos blandos con un mnimo de alteracin del perfil del suelo.Muestreador de pistn: El muestreador de pistn difiere en diseo y aplicacin de todos los barrenos descritos previamente, y es muy til para muestreo de perfiles de suelo menos cohesivos (arena) por debajo del nivel fretico. Tambin es vlido para muestreo de sedimentos con contenido de arena.

Cada uno de estos grupos de minerales, tienen distinto significado en cuanto a alcance y representatividad.

Los sedimentos livianos pueden ser transportados a mayores distancias que los pesados, bajo condiciones similares de energa, por lo cual tienen un mayor alcance en muestreos de tipo local o regional.MUESTREO DE SEDIMENTOSLa carga de fondo generalmente esta compuesta por dos tipos de minerales: los densos y los livianos (Lmite de densidad 2,89g/ml).

MUESTREO DE SEDIMENTOSMuestreo en ros de sedimentos litoralesy anlisis directos de campoPara el caso de los sedimentos litorales se debe considerar:

Son sedimentos muy dinmicos Tienen granulometra gruesa Pueden no ser muy represen-tativos de eventos histricos debido a que los procesos fluviales lavan y redepositan dichos sedimentos.Son importantes para sealar posibles fuentes de contaminacinMUESTREO DE SEDIMENTOSLos dispositivos para recoger sedimentos se pueden dividir en 2 categoras, el recogemuestras grab o al azar y el de core o de ncleo.Dependiendo de la cantidad y profundidad del agua, los recogemuestras deben ser operados por buzos o empleando plataformas estables tales como botes, puentes o muelles.Los muestreadores al azar son dispositivos en forma de quijada para diseados para recoger sedimentos superficiales mediante excavacin de un rea definida.Tres de los muestreadores al azar grab ms comunes son las dragas Ekman, Shipek y Ponar, y que su capacidad depende de la firmeza del sedimento.Los sedimentos muy rgidos deber extrados con muestreadores de ncleo. Los muestreadores de ncleo son dispositivos en forma de tubo que les permiten penetrar a mayores profundidades. MUESTREO DE SEDIMENTOSMuestreador de sedimentos Nucleador para obtenerperfiles verticalesLos sedimentos de fondo de cuerpos lnticos semilnticos se estratifican formando una capa oxidada en el lmite agua sedimento y una capa reducida en el fondo. Si se desea conocer la variacin vertical de la concentracin de los contaminantes en el sedimento y su dinmica de liberacin hacia la columna de agua se hace necesario obtener columnas ya sea con nucleador o inclusive con una draga Ekkman.

MUESTREO DE SEDIMENTOSPara poder analizar la variacin del analito se hace necesario tener puertos de muestreo en el sedi-mento y en la columna de agua a intervalos regulares.Equipos de muestreo - sedimentosMuestreador tipo draga Ekkman

Cuando no es necesario establecer concentracio-nes de la contaminacin por niveles dentro del sedimento y lo que se desea es obtener un dato total se puede hacer uso de la Draga Ekkman solamente, la cual profundiza aproximada-mente unos 20 cm dentro del sedimento.MUESTREO DE SEDIMENTOSUso de Dializadores para agua intersticial

Para las aguas interticiales agua de poros se puede optar por dos vas:

Filtracin de los sedimentos, para separar el agua intersticial de la fase slida

Uso de dializadores coloca-dos en el lmite del agua- sedimento

MUESTREO DE SEDIMENTOSLIMITE MAXIMO PERMISIBLE