DESCONTAMINACIÓN DE SUELOS Y AGUAS SUBTERRÁNEAS CONTAMINADAS POR HIDROCARBUROS MEDIANTE BIOPILAS ACTIVAS

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Manuel Lagos Carrasco
hace 7 años
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1 DESCONTAMINACIÓN DE SUELOS Y AGUAS SUBTERRÁNEAS CONTAMINADAS POR HIDROCARBUROS MEDIANTE BIOPILAS ACTIVAS El pasado mes de agosto, GEOTECNIA 2000 (Grupo ATISAE) concluyó los trabajos correspondientes a la primera de las cuatro fases previstas, de las labores de descontaminación de los suelos y aguas subterráneas de una parcela, en la que durante más de 70 años llevó a cabo una actividad industrial y en la que, se produjeron derrames y pérdidas de combustible (aceites hidráulicos, fuel oil y diesel) desde 11 tanques enterrados y en la infraestructura de distribución de aquellos. Tras las correspondientes labores de caracterización ambiental del subsuelo para establecer la tipología de los contaminantes, grado de afección y su extensión espacial, se procedió a la elaboración de un estudio de evaluación de riesgos, que ha servido de base para establecer los objetivos de limpieza para suelos y aguas en el emplazamiento para un uso industrial. Tras evaluar las distintas alternativas de remediación del emplazamiento, en base a criterios de coste, tiempo necesario para alcanzar los objetivos, condicionados ambientales, etc., se optó como mejor alternativa por la excavación selectiva de suelos y su posterior tratamiento mediante biopilas activas. Para el caso de las aguas, el tratamiento escogido fue el de bombeo y tratamiento. BIOPILAS ACTIVAS Constituye uno de los métodos de biodegradación ex situ más eficaces para la descontaminación de suelos con hidrocarburos. El fundamento del biotratamiento es relativamente sencillo. Consiste en potenciar la biodegradación de los hidrocarburos, que de forma natural se produce en el suelo, como consecuencia de la existencia de microorganismos autóctonos (bacterias, hongos, levaduras, etc.) degradadores. Por lo tanto, para que el sistema tenga éxito hay que asegurar que los suelos de forma natural presentan un adecuado volumen de población bacteriana y que las condiciones ambientales dentro de la biopila son las adecuadas (humedad, temperatura, ph, contenido en nutrientes, toxicidad, etc.). Ensayos de biotratabilidad Con objeto de determinar la capacidad del suelo contaminado a ser biodegradado y como paso previo al diseño de las biopilas, se realizaron ensayos de biotratabilidad en el laboratorio del GIRO (Gestió Integral de Residus Orgánics), en Mollet del Vallés (Barcelona). Los ensayos de biotratabilidad (imagen 1), se dividieron en dos tipos de ensayos: 1

industrial y en la que, se produjeron derrames y pérdidas de combustible (aceites hidráulicos, fuel oil y diesel) desde 11 tanques enterrados y en la infraestructura de distribución de aquellos.

2 Ensayos de Nivel I: centrados en determinar las principales características fisicoquímicas del suelo (ph, conductividad, capacidad de campo, COT, contenidos en nutrientes, etc.). Ensayos de Nivel II: destinados a profundizar más en los aspectos de la biodegradación. Se distinguen 3 grandes grupos de ensayos realizados dentro del Nivel II: Respirometrías. Determinación de hidrocarburos. Determinaciones microbiológicas. Los resultados obtenidos de los ensayos de biotratabilidad fueron concluyentes, indicando que los suelos eran potencialmente biodegradables, presentando unas condiciones físico-químicas adecuadas para la biodegradación de hidrocarburos (TPH). No presentaban toxicidad inherente que inhibiese la actividad metabólica de la población microbiana autóctona. Imagen 1. Ensayo de biotratabilidad en microcosmos, 14 viales (7 tipos diferentes de condiciones por duplicado). Comprobada la potencialidad de los suelos a ser biodegradados, se realizó el proyecto de remediación que incluye el diseño constructivo de las biopilas. 2

Determinación de hidrocarburos. Determinaciones microbiológicas.

3 Características constructivas de las biopilas La geometría de las biopilas corresponde a una pirámide truncada de base rectangular de 37 m de largo por 28 m de ancho y 2 metros de altura, capaz de contener un total de m³ de suelos. Las biopilas cuentan con una sub-base (imagen 2) de material seleccionado limoarcilloso, compactado y nivelado que actúa como cimiento de las mismas. Por encima de esta sub-base y apoyada sobre una manta geotextil, se ha dispuesto una geomembrana (imagen 3) de polietileno de alta densidad (PEAD) de 1,5 mm de espesor y con termosoldadura doble, para garantizar la impermeabilización de la base e impedir la posible lixiviación de contaminantes. Para concluir, encima de la lámina de PEAD se ha colocado una capa de drenaje (imagen 4) compuesta por gravas silíceas subredondeadas y un tubo de drenaje central. La construcción se completó con la instalación del sistema de recogida de lixiviados y de aireación compuesto por 5 ramales de inyección (imagen 6) y una soplante de gran capacidad. Imagen 2. Compactación de la sub-base. 3

Por encima de esta sub-base y apoyada sobre una manta geotextil, se ha dispuesto una geomembrana (imagen 3) de polietileno de alta densidad (PEAD) de 1,5 mm de espesor y con termosoldadura doble,

4 Imagen 3. Colocación de la lámina de impermeabilización. Imagen 4. Extendido del material drenante y sujeción de la lámina de PEAD con bordillos de hormigón. 4

5 Simultáneamente a la construcción del cimiento de las tres biopilas, se realizaron las excavaciones de los suelos, para después someterlos al proceso de homogeneización, desterronado, aireación (imagen 5) y adición de nutrientes. Concluida esta etapa, clave en el proceso, se procedió a colocar los suelos contaminados sobre el cimiento de las tres biopilas hasta configurar la geometría proyectada y finalmente se cubrieron totalmente con láminas de PEAD, para evitar su erosión y la alteración de sus propiedades físico-químicas por las condiciones meteorológicas. Imagen 5. Aireación mecánica de los suelos. Finalizada la cubrición de las biopilas (imagen 7) semanalmente se procede a registrar mediante un detector multiparamétrico el contenido de CO 2, O 2, COV s y LEL desde puntos de monitoreo de gases instalados en las biopilas para tal fin (imagen 10). La evolución del contenido en CO 2 y O 2 en el gas intersticial del interior de la biopila constituye un buen índice de la marcha de la biodegradación, ya que el hidrocarburo absorbido en el suelo es potencialmente biodegradado por las bacterias y microorganismos existentes en el subsuelo, mediante el consumo de oxígeno (metabolismo orgánico o respiración aeróbica). En el proceso, las bacterias consumen oxígeno para degradar las moléculas de carbono-hidrógeno, liberando CO 2 y agua. 5

Concluida esta etapa, clave en el proceso, se procedió a colocar los suelos contaminados sobre el cimiento de las tres biopilas hasta configurar la geometría proyectada y finalmente se cubrieron

6 Imagen 6. Ramales de inyección en biopilas 2 y 3. Imagen 7. Aspecto del talud lateral de la biopila 2 tras su cubrición, fijación y atado. 6

7 Imagen 8 y 9. Detalle de toma de muestras de suelo mediante Hand Auger. Imagen 10. Detalle de medición de la calidad del aire intersticial mediante detector PID. 7

8 Con periodicidad mensual se realizan muestreos con hand auger desde la parte superior de cada biopila (imágenes 8 y 9) con objeto de comprobar la concentración de hidrocarburos de los suelos y establecer el grado de biodegradación alcanzado. En base a las mediciones y controles que se están llevando a cabo se estima que entre el mes de noviembre y diciembre, podrán desmantelarse estas 3 primeras biopilas e instalar otras 3, correspondientes al segundo ciclo. Para concluir se adjunta un cuadro en el que se recogen las mediciones más significativas del proyecto: UNIDAD DE OBRA CANTIDAD Nº de biopilas construidas 3 Capacidad de tratamiento de suelos por biopila m³ Nº de biopilas a construir en total 12 ud Estimación inicial de suelos contaminados m³ Volumen de suelo contaminado en proceso de limpieza (Fase 1) m³ Nº de tanques extraídos 9 ud m² de demolición de losas de hormigón m² m³ de estructuras de hormigón gestionadas a vertedero de inertes m³ m² de geomembrana de 1,5 mm de PEAD instalada m² m² de geomembrana de 0,75 mm de PEAD instalada m² m² de manta geotextil de 200 g/m² instalada m² m³ de aporte de material para sub-base m³ m³ de aporte de material para capa drenante 465 m³ m lineal de tubería de PVC roscada de Ø 89 mm 465 m m lineal de tubería de PVC roscada de Ø 114 mm 54 m m lineal de tubería de PVC roscada de Ø 32 mm 84 m m lineal de tubería de PVC presión de Ø 90 mm 340 m m lineal de tubería de drenaje de PVC Ø 80 mm 100 m nº de bordillos de hormigón para fijación de cubierta de biopilas 400 ud nº de ensayos para determinación de hidrocarburos en suelos 161 ud nº de mediciones de parámetros in situ vapores biopila 294 ud nº de bombas de achique utilizadas para bombeo aguas subterráneas 5 ud m lineales de manguera de conducción de aguas subterráneas 550 m nº de separadores de hidrocarburos 2 ud nº de soplantes para inyección de aire 3 ud nº de casetas de obra 2 ud nº unidades de tratamiento medioambiental (aguas subterráneas) 1 ud Kg Nutrientes: Urea Kg Kg Nutrientes: Ca(H2PO4). 155 Kg Kg Nutrientes: K2SO Kg nº máximo de camiones utilizados 5 ud nº máximo de retroexcavadoras utilizadas 3 ud Fernando Herrera Rodríguez Director Técnico GEOTECNIA 2000 (Grupo ATISAE) 8

En base a las mediciones y controles que se están llevando a cabo se estima que entre el mes de noviembre y diciembre, podrán desmantelarse estas 3 primeras biopilas e instalar otras 3,

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