nuevas tecnologías en la prospección y remediación de ... · 1. aplicación de técnicas...

1 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados

Nuevas tecnologías en la prospección y remediación de emplazamientos contaminados.

Programa CARESOIL Comunidad de Madrid‐

Caracterización, remediación, modelización y evaluación de riesgos de suelos contaminados.

Programa I+D grupos . Comunidad de Madrid

CARESOILProgramas de Actividades I+D en la Comunidad de Madrid

Es un PROYECTO MULTIDISCIPLINAR, como lo es el problema de la contaminación del suelo, que se transfiere al agua subterránea y en algunos casos a la atmósfera, con el riesgo ambiental que esto supone.

UNIÓN de grupos de investigación de la CM con capacidades, infraestructuras y conocimientos demostrados en esos temas.Participan también investigadores asociados extranjeros y empresas.

OBJETIVO: crear una sinergia entre los grupos de investigación para desarrollar conocimiento científico que pueda aplicarse a la resolución de problemas reales de contaminación del suelo, contemplando todas las etapas requeridas en este proceso. Permite desarrollar acciones de colaboración, formación y movilidad → fomentar la transferencia.

1. Aplicación de técnicas innovadoras en la caracterización de la contaminación del suelo y del acuífero: localización del foco y dispersión de la contaminación.

2. Aplicación de la remediación por tecnologías físico-químicas in situ,

3. Monitorización del proceso durante y tras la etapa de remediación

4. Análisis de Riesgos

Los OBJETIVOS CIENTÍFICO-TECNOLÓGICOSdel proyecto científico de CARESOIL son

Grupos de Investigación de CARESOIL

ACRONIMO. RESPONSABLE. DEPARTAMENTO. UNIV.

INPROQUIMA ARTURO ROMEROAURORA SANTOS

INGENIERÍAQUÍMICA

SIAM ANTONIO LOPEZ

CIENCIAS DEL SUELO

GTA ALFONSO MUÑOZ

GEODINAMICA UCM

HYDROYMAB FERMIN VILLARROYA

GEODINAMICA UCM

LIG2GA EDUARDO DE MIGUEL

ENERGIA YCOMBUSTIBLES

MENODES JESUS DIAZ CURIEL

INGENIERÍA GEOL & MIN

Empresas y Entidades Asociadas

1. REPSOL, S.A.: (http://www.repsol.com/) 2. RECUPERACIONES ECOLÓGICAS CASTELLANAS, S.A. (RECASA),

(http://www.recasa.info/) 3. GEOCISA (http://www.geocisa.com/) 4. CEPSA, S.A.: (http://www.cepsa.com/) 5. GEOFISICA CONSULTORES (http://www.geofisica-consultores.es/) 6. IDRENA (http://www.idrena.com/) 7. EMGRISA (http://www.emgrisa.es/) 8. ABALEO S.L. (http://www.abaleo.es) 9. GEOFISICA CONSULTORES (http://www.geofisica-consultores.es/) 10. RENFE FABRICACIÓN Y MANTENIMIENTO S.A (http://www.renfe.com). 11. AYUNTAMIENTO DE SAN MARTÍN DE VALDEIGLESIAS

(http://www.sanmartindevaldeiglesias.es).12. MUNICIPIO NAVAS DEL REY (http://www.navasdelrey.es)13. DIRECCIÓN GENERAL DE SOSTENIBILIDAD GOBIERNO DE ARAGÓN

(http://www.aragon.es).

Grupos asociados

1. Defensa y aprovechamiento del medio natural (responsable: Luis Gonzaga García Montero. Pais: España).

2. Geología Ambiental y Geomatemáticas (responsable: Luis Moreno Merino. Pais: España).

3. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (responsable: Janina Alejandra Rosso. Pais: Argentina).

4. Laboratoire Génie Environnementale (Pais: Canada).5. Laboratorio Central de Estructuras y Materiales (responsable: Manuel

Blanco Fernandez. Pais: España).6. Red Ibero-Latinoamericana para el Aprovechamiento y Conservación de

Recursos Bióticos (responsable: Yolanda Martinez Ocampo. Pais: México).7. Sanitary and Environmental Engineering (responsable: Renato Baciocchi.

Pais: Italia).8. Soil Quality Assessment & Monitoring (Pais: Pakistan).9. Unidad de Masas y Aplicaciones Geoquímicas. División de Química

(responsable: Dolores María Sánchez Ledesma. Pais: España).

CARACTERIZACIONEMPLAZAMIENTO FOCO ---- PENACHO

EVALUACION DEL RIESGO

REMEDIACIONMONITORIZACIONDURANTE Y TRASREMEDIACION

EL PROBLEMA LA SOLUCION

CARESOILGeneración de una masa crítica en

I+D+i de carácter interdisciplinar necesaria para avanzar en la

búsqueda de soluciones

TÉCNICAS NO INTRUSIVAS DE DETECCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE SUELOS Y ACUÍFEROS SUPERFICIALES CONTAMINADOS

--DESCRIPCIÓN, EQUIPAMIENTO Y EJEMPLOS

DE ACTUACIONES de I + D + I

MEDICIONES DIRECTAS VERSUS DIAGNOSIS NO INTRUSIVAS– CARÁCTER: PUNTUAL # ESPACIAL

– FIABILIDAD: MUESTRA DIRECTA # PARÁMETRO ASOCIADO

– ALCANCE

– ¿ COSTES ?

TÉCNICAS PROPUESTAS EN CARESOIL– GEOQUÍMICAS

– GEOFÍSICAS

TÉCNICAS GEOQUÍMICAS

• EMANOMETRÍA DE RADÓN– Fundamento: Mayor afinidad del Radón por el NAPL

Fuente: Dr. E. de Miguel

EMANOMETRÍA DE RADÓN• Métodos y equipo

Fuente: Dr. E. de Miguel

TÉCNICAS GEOFÍSICAS

CARACTERIZACIÓN DEL SUBSUELO

• TOMOGRAFÍA GEOELÉCTRICA CONVENCIONAL

• SONDEOS ELECTROMAGNÉTICOS (DOMINIO TIEMPO)

INVESTIGACIÓN DE TÉCNICAS GEOFÍSICAS DEPARÁMETROS DISTINTOS DE LA RESISTIVIDAD PARA DETECCIÓN DE PENACHOS DE CONTAMINACIÓN

• TOMOGRAFÍA DE POLARIZACIÓN INDUCIDA

• PERFILES DE GEORADAR

• RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR

Avances de la petrofísica # propiedades electromagnéticas

TOMOGRAFÍA GEOELÉCTRICA

Condicionante operativo para alta resolución: 1 metro de separación entre electrodos

EQUIPOS DE CARACTERIZACIÓN GEOFÍSICA DEL SUBSUELO (1)

EQUIPO:Terrameter-Lundt

(ABEM)

Múltiples medidas de resistividad a lo largo de un perfil y condistinta profundidad de investigación

CONSIDERACIONES GENERALES:• Carácter volumétrico de las medidas• Homogeneidad en dirección

perpendicular al perfil de estudio• Continuidad de la inversión matemática

SONDEOS ELECTROMAGNÉTICOS

EN EL DOMINIO DEL TIEMPO

EQUIPOS DE CARACTERIZACIÓN GEOFÍSICA DEL SUBSUELO (2)

EQUIPO: TERRATEM (MONASH GEOSCOPE)

PROSPECCIÓN EM (DOMINIO DEL TIEMPO)

• Método de Transitorios• Análisis de la curva de Decaimiento

• Sondeo TDEM

• Secciones pseudo-tomográficas

Fuga enuna EDAR

TÉCNICAS DETECCIÓN GEOFÍSICA DE CONTAMINANTES (1)

TOMOGRAFÍA DE CARGABILIDAD

POLARIZACIÓN INDUCIDA EN EL DOMINIO DEL TIEMPO

– MEJOR RELACIÓN SEÑAL/RUIDO QUE EN EL DOMINIO DE TIEMPO.

– MENOR OPERATIVIDAD (Tiempo de medición mucho más elevados)

EQUIPO: Terrameter-Lundt (ABEM)

POLARIZACIÓN INDUCIDA

CARGABILIDAD – Ratio entre el área bajo la curva de decaimiento del voltaje (mV) residual en el medio y el voltaje (V) aplicado.

RELACIÓN CON CARACTERÍSTICAS LITOLÓGICAS E HIDROQUÍMICAS

PROCESADO DE SECCIONES DE GEORADAR (RADARGRAMAS)

GPR: Mala Geoscience

100 // 500 // 850 MHz

PROCESADO DE RADARGRAMAS

• MEJORA CONVENCIONAL

GANANCIA VARIABLE

FILTROS

• ESTUDIO DE AMPLITUD Y FASE

CAMBIOS DE IMPEDANCIA

COEFICIENTES DE REFLEXIÓN

DESFASES

PROCESADO DE RADARGRAMAS

Seccion Difusión -- Resistividad

• SONDEOS DE RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR

EQUIPO: NUMIS Lite (IRIS Inst.)

Metodología – Emisión de pulsos a frecuencia Larmor y medida de la Resonancia.

Sondeos de Resonancia magnética – medida de resonancia para pulsos distintos

SONDEOS DE RESONANCIA MAGNÉTICA (MRS)

SONDEOS DE RESONANCIA MAGNÉTICA (3)

• Obtención de 2 curvas: Punto de corte y decaimiento

SONDEOS DE RESONANCIA MAGNÉTICA

• Obtención del “hidrógeno (agua) libre”

CURVA DE RESONANCIA MAGNÉTICA

0 200 400 600 800 1000q (A·ms)

e 0 (n

EJEMPLO DE CASO ESTUDIADO POR CARESOIL (1)

POSICIÓN DE LOS PERFILES ELÉCTRICOS

EJEMPLO DE CASO ESTUDIADO POR CARESOIL (2)SECCIONES DE RESISTIVIDAD

EJEMPLO DE CASO ESTUDIADO POR CARESOIL (3)SECCIONES DE CARGABILIDAD

EJEMPLO DE CASO ESTUDIADO POR CARESOIL (4)MAPA EMANOMÉTRICO

EJEMPLO DEL CASO ESTUDIADO POR CARESOIL

Resultado conjunto Emanometría – Cargabilidad:

Una vez localizada la fase libre

Extracción (ayudada por Surfactantes)

Remediación de la Contaminación Residual (foco) y la Pluma mediante métodos fisicoquímicos (integración con posterior biodegradación)

Monitorización durante y tras la remediación

REMEDIACION por tratamientos químicos

TRATAMIENTO QUÍMICO

In situ

Ex situ

Requiere la excavación del suelo. “off site” o “on site”

Trata los contaminantes sin mover el terreno

• Tipo de contaminantes• Extension del area

contaminada• Tipo de suelo

(composición química, pH, materia Orgánica)

Destrucción / degradación ‐ Total o substancial de los contaminantes

OXIDACION

REDUCCION

Tratamientos Híbridos: Surfactantes + Oxidacción (o Reducción)Químico + Biológico

OXIDACION QUIMICA IN SITU. Oxidación de un oxidante en el subsuelo

Aspectos importantes:- Selección Oxidante y Dosis: Consumo improductivo y

consumo por el contaminante. RUTA DE OXIDACIÓN (No es necesario pasar a CO2). CINÉTICA DE OXIDACIÓN y del transporte entre la fase residual y acuosa. Modelo de transporte reactivo

- Selección del tipo y episodios de inyección: Posición (foco) Distancia (radio de influencia), tiempo, recirculación o no.

- Monitorización (REBOTES: el éxito supone en muchas ocasiones eliminar la fase residual y por tanto haber localizado correctamente la fase libre).

REBOTES

Reducción Fase libre ….….. Fase residual Intergranular ++++ fracturas

Oxidantes empleados comúnmente para ISCO

• Peróxido de Hidrogeno + estabilizantes + quelantes = Fenton modificado• Ozono• Permanganato• Persulfate y PS activado(activación térmica, por metales o por álcali)

Contaminantes susceptibles de tratamiento por ISCO

• Combustibles: BTEX, MTBE, TPH• Contaminantes clorados, PAHs, PCBs, • Phenoles;• Plaguicidas orgánicos (insecticidas y herbicidas)• Explosivos (RDX, TNT, HMX, etc.).

La mayoría poco solubles presentes como fases

líquidas no acuosas (NAPLS)

Tratamiento Híbrido S- ISCOSurfactantes + Oxidantes (inyección conjunta)Control de la solubilizacion para aumentar la oxidación en la fase acuosa sin movilizar contaminantes

REDUCTOR TÍPICO: ZVI

REDUCCIÓN QUÍMICA IN SITU: Modos de Trabajo

Illustration of the treatment of contaminated water with a PRB made of ZVI.

Barreras ReactivasInjección Directa de micro-nano-partículas)

Ej: Reducción Química in situ

Eliminación de isómeros HCH

Fe micropartículas Fe nanopartículas

0 20 40 60 80 100 120 140

Cl-/Cl0

3 Fe0 3 Fe2+

+ 6 Cl

In Situ Chemical Reduction

Ej: Abatement of (HCH isomers)

- 2Cl-- HCl

- 2Cl-

- 2Cl-- HCl

- 2Cl- - HCl - HCl

directdechlorinating

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