UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

CONTAMINACION Y TRATAMIENTO DE SUELOS Y AGUAS SUBTERRANEAS

TECNOLOGÍAS DE REMEDIACIÓN DE SUELOS: AIREACIÓN

FLORES MEJÍA MARNEL GONZALES SÁNCHEZ LIZ JIBAJA SÁNCHEZ CARLOS

Esquema de la Zona de Aireación y la Zona de Saturación

Zona no saturada o

Naturaleza de la Aireación del SueloPara que los organismos del suelo lleven a cabo la respiración o la fotosíntesis, se debe suministrar oxígeno y eliminar el dióxido de carbono.

A la vez, no se debe permitir que la concentración de CO2 y de otros gases potencialmente tóxicos, cómo metano y etileno, se eleve excesivamente.

Aireación del Suelo en el TerrenoLa disponibilidad de oxígeno en los

suelos in situ, está regulada por tres factores principales: La macroporosidad del suelo. El contenido de agua del suelo. El consumo de O2 de los

organismos que respiran.

Efectos en la Degradación de los Residuos Orgánicos

La aireación del suelo influye en muchas reacciones del suelo y sus propiedades.Las más obvias de estas reacciones están asociadas con la actividad microbiológica, especialmente la descomposición de los residuos orgánicos y otras reacciones microbianas.Donde hay presencia de O2, están activos los microorganismos aeróbicos.En ausencia de oxígeno gaseoso, dominan los organismos anaeróbicos.

Aireación del suelo en el terreno

Proceso de difusión de gases (O2 y CO2).

Aireación del suelo en el terreno

Comparación de la composición del aire atmosférico y el aire del suelo

AireaciónSe considera un método de eliminación pasiva para contaminantes volátiles.El suelo se excava y se vierte una fina capa, de unos 20 cm, sobre una superficie impermeable y se espera a que los COV se volatilicen. Para favorecer la volatilización se procede a la remoción periódica, por ejemplo, mediante el arado. El riego también favorece el proceso ya que el agua disuelve los contaminantes y produce su desorción y al evaporarse los arrastra hacia la superficie.

Proceso de Aireación del Suelo

AireaciónLa aireación implica la ventilación del suelo, con el movimiento de gases tanto hacia adentro como hacia fuera del suelo.La principal ventaja de esta técnica es su bajo costo económico.En general se trata de un proceso muy lento y tiene el inconveniente de que los contaminantes son devueltos directamente a la atmósfera, sin sufrir ninguna depuración. Los disolventes clorados industriales se descomponen fotolíticamente con gran rapidez por acción de las radiaciones ultravioleta.

Importancia de la Aireación Propicia la actividad microbiana. Descomposición (oxidación) de la

materia orgánica. Producción de cultivos; afectado

adversamente en:- Crecimiento y función de las raíces - Absorción nutrientes - Absorción de agua

Procesos de óxido - reducción en el suelo.

La Extracción de VaporesEs una técnica in situ que se aplica a la zona no saturada (zona de aireación) de suelos para la extracción de contaminantes volátiles de tipo orgánico.Consiste en la perforación de pozos por encima del nivel freático, en los que se genera un vacío, de forma que se bombean los COV contenidos en el suelo. Los gases que se extraen son recogidos y tratados, de forma que se separan los contaminantes para su tratamiento posterior o almacenamiento en condiciones de mayor seguridad.

Sistema de Extracción de Vapores

Proceso de Extracción de Vapores

La efectividad del sistema de extracción de vapores depende principalmente de la volatilidad de los contaminantes y de la permeabilidad y homogeneidad del suelo.Mejoras a la técnica básica que se pueden utilizar son:• Impermeabilizar la superficie. • Instalación de respiraderos.• Inyección de aire caliente.

Los factores a tener en cuenta para comprobar las limitaciones de la técnica son:• Volatilidad.• Adsorción.• Permeabilidad al aire.• Temperatura.• Humedad.La SVE a menudo es usada para remediar sitios contaminados por derrames o fugas de COV y algunas gasolinas.

Respiraderos o entrada de aire por encima del nivel freático

Ventajas- Rendimiento comprobado.- Equipos fácilmente disponibles.- Fácil instalación.- Los tiempos de tratamiento cortos: generalmente 6 meses a 2 años en condiciones óptimas.- Costo competitivo: $ 20-50 / tonelada de suelo contaminado.- Combina fácilmente con otras tecnologías.- Puede ser utilizado bajo los edificios y otros lugares que no pueden ser excavados.- Puede tratar grandes volúmenes de suelo a costos menores al de otras tecnologías.

Desventajas- Reducciones en concentración mayores al 90% son difíciles de alcanzar.- Tiene menor efectividad cuando se aplica a suelos poco permeables o estratificados.- Puede requerir tratamientos costosos para descargar los vapores extraídos a la atmósfera.- Generalmente se requiere permiso para las emisiones a la atmósfera.- Solo se puede tratar la zona no saturada (zona de aireación) del suelo; para suelos saturados y para aguas subterráneas se necesitan otros métodos de tratamiento.

La extracción de vapores del suelo da mejor resultado en suelos flojos no saturados, como arena, grava y limo grueso o lecho de roca fracturado. Sin embargo, se ha usado en suelos más densos, aunque el tratamiento podría llevar más tiempo.Además, cuanta más humedad contenga el suelo, más lenta será la extracción.

Los vapores extraídos con este proceso por lo general son sometidos a un tratamiento de adsorción con carbón, incineración, oxidación catalítica o condensación.

También se han usado otros métodos, como tratamiento biológico y oxidación ultravioleta.

El tipo de tratamiento que se seleccione dependerá de los contaminantes presentes y su concentración.

Inyección de AireLa inyección de aire es una técnica in situ que se aplica a la zona saturada y es complementaria a la extracción de vapores. Consiste en la introducción de aire por debajo del nivel freático a través de canales excavados verticales u horizontales llamados respiraderos que permiten el tratamiento de una mayor área.El aire inyectado hace burbujear la zona saturada y se desplaza el equilibrio vapor-líquido, volatilizándose los COV más insolubles, que se suelen extraer mediante un sistema de extracción de vapores

Funcionamiento del Sistema de Extracción de Vapores - Inyección de aire

• Instalar pozos de extracción de vapor y de inyección de aire.• Los pozos de inyección de aire usan compresores de aire.• Los respiraderos son pasivos.• Cuando el aire que entra pasa por el suelo camino a los pozos de extracción, los contaminantes se evaporan de los espacios entre las partículas del suelo. • Los pozos de extracción pueden ser horizontales o verticales. • Los pozos de extracción se penetran hasta las capas inferiores de la zona no saturada.• Los vapores extraídos con este proceso son sometidos a diferentes tratamientos.

Sistema de Inyección de Aire y Extractores de Vapores

BioventingTécnica de tratamiento biológico in situ que combina la ventilación mecánica de los COV con la utilización de microorganismos autóctonos para degradar compuestos orgánicos adsorbidos por el suelo en la zona de aireación. El aire se suministra en el sitio contaminado a través de pozos de extracción, por movimiento forzado (extracción o inyección), con bajas velocidades de flujo, con el fin de proveer solamente el oxígeno necesario para sostener la actividad de los microorganismos degradadores.

Sistema de Bioventing con inyectores de aire y extractores

de vapores

Cuadro Comparativo

Conclusiones El objetivo de la aireación, extracción de vapores,

inyección de aire y el bioventing es la volatilización de los vapores contaminantes del suelo.

La extracción de vapores y la inyección de aire son técnicas de remediación complementarias.

La aireación es una técnica pasiva (no utiliza tecnologías como aspersores, respiraderos o aspiradores para el ingreso del aire o la salida de los vapores contaminantes del suelo).

Todos los métodos antes mencionados tienen una gran ventaja: su bajo costo económico. Su desventaja es que su tiempo de tratamiento puede variar entre 6 meses hasta 2 años aproximadamente.