UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO Facultad de Ingeniería Química Escuela Académico Profesional de Ingeniería Ambiental
TEMA: TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS Y SUELOS CONTAMINADOS ”
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DOCENTE:
Dr. Ruíz Benites Segundo Domingo
ALUMNA: Mejia Cieza Ana Thais
CURSO: Saneamiento Ambiental
VI CICLO
TRUJILLO – PERÚ PERÚ 2017
I.
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................3
II.
OBJETIVOS .................................................................................................................................... 3 a.
GENERALES ...............................................................................................................................3
b.
ESPECÍFICOS ............................................................................................................................. 3
III.
TRATAMIENTO DE RESIDUOS SOLIDOS ...................................................................................3 a.
CONSIDERACIONES BÁSICOS ACERCA DE LOS RESIDUOS SOLIDOS ...................................... 3
b.
GESTIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS .................................................................... 4
c.
TRATAMIENTOS ADECUADOS DE LOS RSU ............................................................................. 5 i.
Compostaje de los residuos húmedos u orgánicos: ........................................................ 5
ii.
Recuperación de materiales secos o reciclables para su posterior venta y reutilización 6
iii.
Rellenos sanitarios ......................................................................................................... 6
d.
TRATAMIENTO DE RESIDUOS SOLIDOS TÓXICOS ................................................................... 8 i.
e.
Métodos de Tratamiento de Residuos Peligrosos .......................................................... 8 ENTES DE FISCALIZACIÓN DEL MANEJO DE RESIDUOS SOLIDOS URBANOS .......................... 9
IV.
TRATAMIENTO DE SUELOS CONTAMINADOS ......................................................................... 9 a.
DEFINICIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS ........................................................................ 9
b.
FACTORES QUE INCIDEN EN LA EFICIENCIA DE UNA TECNOLOGÍA DE REMEDIACIÓN ...... 10 i.
Caracterización del contaminante ................................................................................ 11
ii.
Caracterización del suelo ............................................................................................. 11 TECNOLOGÍAS DE REMEDIACIÓN DE SUELOS ................................................................... 11
c. i.
TECNOLOGÍAS DE REMEDIACIÓN BIOLÓGICAS (BIORREMEDIACIÓN) ........................... 12
ii.
Tecnologías in situ ........................................................................................................ 12
iii.
Tecnologías ex situ ....................................................................................................... 12
iv.
Bioventeo ..................................................................................................................... 12
v.
Fitorremediación .......................................................................................................... 13
vi.
Tecnologías de remediación fisicoquímicas .................................................................. 14 SANEAMIENTO Y RESTAURACIÓN DE SUELOS CONTAMINADOS POR DERRAME .............. 14
d. i.
Landfarming ................................................................................................................. 14
ii.
Remediación IN-SITU ................................................................................................... 14
iii.
Tratamiento en biocelda Ex Situ-On Site ...................................................................... 14
iv. Tratamiento de Degradación Bioquímico Ex – Situ (Tratamiento y disposición final en el Centros autorizados) ............................................................................................................ 14 V.
CONCLUSIONES .......................................................................................................................... 15
VI.
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................ 15
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TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS Y SUELOS CONTAMINADOS Aún dentro de la concepción más "débil" del término "sostenible" aplicado a desarrollo, debemos aceptar que los residuos derivados de las actividades económicas extractivas, transformadoras, consumidoras no son otra cosa que recursos naturales desaprovechados. Ello exige, en aras de un mínimo rigor, tener en cuenta no sólo su condición y estado material, sino su contenido energético. Por residuos debemos considerar tanto los materiales, sólidos, líquidos y gaseosos, con su contenido energético intrínseco, como los exclusivamente energéticos: vibraciones, radiactivos, electromagnéticos, que abandonamos en el entorno. A este respecto es preciso señalar que los límites del hipotético crecimiento indefinido no están sólo establecidos por el agotamiento o progresiva disminución de la disponibilidad de los recursos, sino por la propia y limitada capacidad de la biosfera para acoger los residuos. El Perú es un país rico en recursos naturales, lo cual no está en discusión, pero cuando buscamos la riqueza del recurso suelo, encontramos que es la más baja de América Latina. La relación hombre-suelo en nuestro país, para la producción de alimentos, es baja y limitada, localizada solo en algunas regiones; por ello, es necesario desarrollar una estrategia de gestión integrada del suelo, que parta desde su potencial, su valor económico, ambiental y social, conociendo las posibilidades de uso, a partir de una adecuada zonificación, económica y ecológica, categorizando su relación de uso y ocupación para no generar un conflicto de uso o aprovechamiento, que casi siempre en nuestro país termina en conflictos socioambientales. En lo que se refiere a control de la contaminación de agua y aire hemos avanzado, pero se ha descuidado una atención específica a la problemática de suelos contaminados, lo que se aprecia en la falta de una legislación ambiental con relación al suelo y subsuelo, que comprenda desde su fase rocosa a la parte orgánica de los componentes del suelo. Hasta el momento no se ha podido resolver la pregunta: ¿Con qué valores nacionales comparo un suelo para saber si está contaminado?, porque no existen los valores ni límites máximos permisibles ni estándares de calidad ambiental, tal vacío requiere una pronta solución de parte del Ministerio del Ambiente; entonces todo ello nos obliga a pensar en una gestión integrada de suelos, que abarque desde su evaluación, planificación de uso, ordenamiento territorial y estrategia de descontaminación que se deberá aplicar para un ambiente seguro de calidad ambiental en nuestro país.
Incurrir en el aprendizaje acerca de los tratamientos realizados a los residuos sólidos y al tratamiento de suelos contaminados. -
Determinar cuál es el mejor tratamiento de residuos sólidos que se adapte a la realidad del Perú. Analizar que tratamiento de suelos contaminados sería el adecuado para los problemas de contaminación más frecuentes en el país.
La cuestión de los residuos afecta en general y de forma horizontal a todas las actividades, personas y espacios, convirtiéndose en problema no sólo por lo que 3
representa en términos de recursos abandonados sino por la creciente incapacidad para encontrar lugares que permitan su acomodo correcto desde un punto de vista ecológico. Esta incapacidad viene determinada no sólo por la excesiva cantidad de residuos que generamos sino por su extraordinaria peligrosidad en determinados casos: radiactivos, algunos organoclorados, entre otros. A pesar de generar más residuos que bienes útiles, debido a nuestra baja eficiencia en las actividades económicas, no se conoce ni la cuantía ni la peligrosidad de los mismos. Partiendo de la premisa de que el mejor residuo es el que no se produce, se llega lógicamente a entender que la prevención debe ser el objetivo prioritario, para aquellos residuos de difícil o nulo aprovechamiento: peligrosos (radiactivos), la mayor parte de los gaseosos, electromagnéticos, vibraciones (ruido), calor; pero no todos los residuos que se generan pueden ser fácilmente evitados por lo que aun siendo la prevención el objetivo principal a conseguir -entendida como la evitación absoluta de residuos y no el desplazamiento geográfico o el cambio de estado de los mismos-, ésta debe ser contemplada conjuntamente con la reutilización, reciclaje y disposición final -lo más respetuosa posible con el entorno de los inevitables residuos que se obtengan. Sólo podremos encontrar un destino final aceptable -ecológicamente hablando- para los residuos si estos no son excesivos y, sobre todo, si carecen de peligrosidad para la biosfera e incluso para el espacio exterior. Una gestión "sostenible" de los recursos naturales traspasa necesariamente el marco espacial de la ciudad y obliga a actuar de forma global y coordinadamente a lo largo de todas las actividades económicas: extracción, transformación, distribución y consumo, integrando en las mismas los objetivos de prevención y aprovechamiento de los residuos con el fin de reducir progresivamente la actividad extractiva y las agresiones ambientales derivadas de la generación de residuos; reducir los casi trescientos millones de toneladas de residuos de CO2 netas (descontando lo que ya recicla la vegetación) que emitimos anualmente a la atmósfera sólo sería posible si se actuase sobre el sector energético y del transporte principalmente (reducción) y se aumentase espectacularmente la cubierta vegetal (reciclaje), por citar un ejemplo ilustrativo. (Val, 2012) La basura es un subproducto de la actividad humana, que ha existido por muchos siglos, aunque su producción ha aumentado en las últimas décadas, asociada a hábitos y costumbres de la sociedad de consumo. Cuando trasladamos el concepto de basura de una casa a una ciudad, estamos tratando con Residuos Sólidos Urbanos (RSU). Éstos están compuestos por la basura doméstica, comercial e industrial, que se encuentran en distintas proporciones según la actividad económica preponderante de la ciudad. Este es uno de los mayores retos de las sociedades modernas: cómo hacer para recolectar, transportar y disponer de estos desechos. Este proceso se conoce como gestión de los RSU. La gestión de RSU puede ser definida como la selección y aplicación de técnicas, tecnologías y programas de manejo, acordes con objetivos y metas específicos de gerenciamiento de residuos sólidos. Esta gestión representa uno de los mayores gastos en los presupuestos municipales.
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Dejando de lado los residuos comerciales e industriales, que tienen sus características propias, los residuos que se descartan en una casa podrían agruparse en tres grandes categorías: -
Los desperdicios y restos orgánicos, derivados de la preparación de la comida, como cáscaras, restos de comida, de poda, de jardinería, que podemos llamar húmedos u orgánicos dado que pueden ser convertidos en “compost” (abono orgánico), ii)
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objetos o restos de los mismos compuestos de materiales sintéticos o elaborados por el hombre, como cartones, papeles, vidrios, plásticos, latas que podemos llamar secos o reciclables (dado que pueden ser recuperados, reciclados y reinsertados en el circuito económico). La “basura propiamente dicha”, constituida por todo aquello que no se puede compostar ni reciclar, como residuos peligrosos (pilas, latas de pintura), patógenos (jeringas), y de origen sanitario (pañales, por ejemplo). Entender esta clasificación es importantísimo, porque de ella depende una correcta “separación en origen”,
un paso clave para una gestión ecológica y económicamente eficiente de la basura. Dentro de un “tratamiento adecuado” de los RSU, los tre s tipos de residuos, tienen tratamientos y destinos diferentes: Respecto del compostaje, según el INTI (Instituto Nacional de Tecnología Industrial) hay tres buenas razones para compostar. “En primer lugar, es un a práctica sencilla, que a través de la participación activa de los ci udadanos, permite un ahorro energético, económico y ambiental. Es una solución a la disposición final de los residuos orgánicos. Ayuda a reducir la cantidad de residuos que irían a los enterramientos sanitarios, y además, se obtiene un abono orgánico que puede ser utilizado como enmienda de suelo. Mejora las condiciones del suelo, permite retener más humedad, contiene más nutrientes y es más esponjoso, cerrando el ciclo de la materia orgánica. El compostaje puede realizarse a dos escalas distintas: a escala domiciliaria y a gran escala, en la planta de tratamiento de RSU. Para el compostaje domiciliario hay poquitas cosas que hay que saber: se compostan restos de frutas y verduras crudas o cocidas, cáscaras de huevos, saquitos de té, yerba, café, servilletas y rollos de papel de cocina. No se deben incluir residuos lácteos, grasas, huesos y carnes, comidas elaboradas, ya que son de difícil degradación y atraen moscas, mosquitos y roedores. Existen algunos dispositivos que se construyen especialmente para eso, pero si no se cuenta con ellos, se pueden disponer en un pozo en el jardín, se tapan ligeramente con tierra o se revuelve con una pala. Hay que mantener la humedad para facilitar la degradación, pero en nuestra zona, eso no es un problema. Haciendo esto, en poco tiempo tendrás una tierra espectacular para tu jardín o tus macetas, y si eso no te interesa, igual habrás devuelto nutrientes al suelo. Para el compostaje en planta (donde sí se pueden incluir restos de comida y de origen animal) lo importante es que estos residuos se separen de los demás en el domicilio y dispongan en una bolsa aparte al momento de sacarlos para su recolección. 5
La recuperación de residuos reciclables es la que nos interesa particularmente. Estos residuos son aquellos que, aun siendo de descarte, tienen el valor potencial de ser reutilizados. Para eso, deben ser separados (recuperados) del resto de la basura, clasificados, enfardados, y enviados a plantas de reciclaje. La recuperación y reciclado de materiales secos tiene obvios impactos ambientales, pero también sociales y económicos. Por una parte, se reduce el volumen de basura sin tratamiento y por ende, no sólo la contaminación y problemas sanitarios que ésta genera sino que también es menos el espacio requerido para la disposición de los residuos. Además, permite recuperar materiales que son reinsertados en el circuito productivo, reduciendo la presión sobre recursos naturales para obtener materia prima, y la demanda energética para su extracción, transformación y transporte. Además, permiten generar ingresos genuinos a partir de su venta para quienes realizan la tarea de recuperación. En nuestra ciudad esta importante tarea la realiza los recicladores. Disposición final de los residuos que no tienen ninguno de los dos destinos anteriores: Un relleno sanitario es un lugar destinado a la disposición final de desechos o basura, en el cual se pretenden tomar múltiples medidas para reducir los problemas generados por otro método de tratamiento de la basura como son los tiraderos, dichas medidas son, por ejemplo, el estudio meticuloso de impacto ambiental, económico y social desde la planificación y elección del lugar hasta la vigilancia y estudio del lugar en toda la vida del vertedero. Para construir un relleno sanitario es importante seleccionar el terreno que reúna condiciones técnicas adecuadas como son: topografía, nivel a que se encuentran las aguas subterráneas y disponibilidad de material para cubrir la basura. En un relleno sanitario, a medida que se va colocando la basura, ésta es compactada con maquinaria y cubierta con una capa de tierra y otros materiales para posteriormente cubrirla con una capa de tierra que ronda los 40 cm de grosor y sobre esta depositar otra capa de basura y así sucesivamente hasta que el relleno sanitario se da por saturado. Es un método de ingeniería para la disposición de residuos sólidos en el suelo de manera que se le dé protección al ambiente, mediante el esparcido de los residuos en pequeñas capas, compactándolos al menor volumen práctico y cubriéndolos con suelo al fin de día de trabajo, previniendo los efectos adversos en el medio ambiente. Hay dos rellenos sanitarios para gestionar los residuos sólidos urbanos: -
Los rellenos descontrolados (en algunos lugares permanecen vigentes) son los más primitivos. El peligro radica en la contaminación que producen, por
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sus lixiviaciones, en las capas de agua, en ríos o lagos cercanos y también en el suelo. Los rellenos controlados representan un gran avance en la gestión de estos residuos. Allí los vertidos son compactados y dispuestos entre capas de suelo; se dejan respiraderos para los gases que se originan por la putrefacción y se toman precauciones para la recolección y la depuración de lixiviaciones.
Además, como forma de minimizar el impacto ambiental y como implementación del Protocolo de Kioto los rellenos sanitarios incluyen tratamiento de lixiviados, que son los líquidos producidos por la basura, quema de gases de descomposición, principalmente el metano, planes de reforestación en el área del relleno sanitario y control de olores. Debido a que los residuos confinados sin tratamiento contienen un alto potencial peligro para el medio ambiente (daños en la impermeabilización en el transcurso de tiempo), en Europa ya tienen normas que exigen un tratamiento de los residuos antes de confinar para eliminar su potencial peligro tanto para el ambiente como la salud humana. (Abertman, 2016) La realidad en el Perú es la falta de rellenos sanitarios y rellenos de seguridad que generan como consecuencia la colocación de los residuos en lugares inadecuados, comúnmente denominados botaderos. Existen sólo nueve (9) rellenos sanitarios y dos (2) rellenos de seguridad en el Perú. Estos no son suficientes para el volumen de basura que se genera en el país.
Figura 1 Rellenos sanitarios en el Perú (Extraído de OEFA)
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Estos residuos peligrosos no son de gestión de la municipal, para ello se requiere una planta de tratamiento de residuos tóxicos está diseñada para manejar residuos cuyas características sean sólidos y/o líquidos orgánicos y líquidos inorgánicos. Estas plantas de tratamiento tienen por objetivo principal el disminuir tanto el volumen como la toxicidad del material peligroso. Una planta de tratamiento se puede describir utilizando el siguiente esquema:
Figura 2: Esquema de una planta de tratamiento.
Un residuo tóxico procesado en una planta de tratamiento debe pasar por las siguientes etapas: -
Recepción. Análisis. Test de Tratabilidad Almacenamiento/Mezclado. Separación sólido/líquido. Incineración. Tratamiento Químico. Disposición de Residuos. Existe un gran número de tratamientos físicos, químicos y biológicos a los que se pueden someter los residuos tóxicos y peligrosos, cuya finalidad se dirige básicamente a la recuperación de recursos (materiales y energéticos), la detoxificación, y la reducción de volumen previa a su disposición en tierra. La tabla siguiente entrega una lista de estos tratamientos: 8
Tabla 1 Métodos de Tratamientos de Residuos Tóxicos.
Tratamientos Físicos - Desorción con Aire. - Congelamiento por Suspensión. - Adsorción con Carbón. - Centrifugación. - Diálisis. - Destilación. - Electrodiálisis. Electroforesis. - Evaporación. Filtración. - Floculación. Flotación. - Cristalización. Secado por Frío. - Separación Magnética. Intercambio Iónico. - Destilación. - Adsorción. - Osmosis Reversa. - Sedimentación. - Extracción. - Desorción con Vapor. - Ultrafiltración.
Tratamientos Químicos -
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Calcinación Catálisis Clorinolisis Descarga por Microondas. Neutralización. Oxidación. Ozonólisis. Fotólisis. Precipitación. Reducción.
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Tratamientos Biológicos Lodos Activados. Lagunas Aireadas. Digestión Anaeróbica. Compostamiento. Filtros de Chorro. Piscinas de Estabilización.
Pre-Tratamientos de Sólidos - Disgregación y molienda. - Criogenia. - Disolución
Cuando los residuos sólidos están en manos de su generador, las municipalidades distritales (y las municipalidades provinciales en el distrito del cercado correspondiente) deben fiscalizar su manejo. Una vez que el generador hizo entrega de sus residuos sólidos a la municipalidad distrital, (que puede o no haber contratado una EPS-RS autorizada) la fiscalización le corresponde a las municipalidades provinciales. El Organismo de Evaluación y Fiscalización Ambiental - OEFA es la autoridad encargada de supervisar que las municipalidades cumplan con fiscalizar al generador de residuos por el manejo de estos. (OEFA, 2014)
Existen muchas definiciones de suelos contaminados, desde la existencia de un agente o agentes químicos en una concentración, de modo que genera un efecto fisiológico desfavorable en los organismos, o la que considera que la contaminación del suelo es 9
un proceso o conjunto que disminuye su capacidad y potencial para producir bienes. En conclusión, un suelo contaminado es aquel que funciona mal como componente ambiental. Los residuos también son otro problema y, tal vez, la principal causa de contaminación de suelos, porque al estar abandonados presentan diferentes características físicas, químicas y biológicas, y sufriendo transformaciones por los diferentes procesos naturales, formándose contaminantes primarios y secundarios. Los contaminantes en el suelo, dependiendo de sus características, si son residuos sólidos se mantienen formando parte de él, degradándose de acuerdo a su composición material. Los contaminantes que estén en líquido o en estado gaseoso serán transportados por el agua y el aire; en el primer caso, el agua transporta los contaminantes solubles presentes en el suelo, superficialmente, por la acción de las lluvias, ríos, lagos y mar, o se infiltran llegando hasta el acuífero subterráneo; mientras que los contaminantes en estado gaseoso, debido a su peso molecular, pueden ser transportados por el viento, por ejemplo los hidrocarburos que son muy volátiles, los compuestos orgánicos aromáticos, aminas, etc. La falta adecuada de uso, manejo y planificación de suelo en el Perú ha ocasionado la pérdida de este recurso, y cada día es mayor, principalmente el que sirve para el desarrollo agrícola y ganadero. La problemática es diferente en cada región geográfica, por ejemplo, en la costa se presenta la salinización de suelos, erosión eólica, erosión fluvial, erosión hídrica, desertificación; en la sierra y selva alta la erosión hídrica es grave, así como el sobrepastoreo, la quema de pajonales y la cobertura forestal, mientras que en la selva baja, se suma a los problemas señalados la pérdida de fertilidad de lo s suelos una vez que se pierde la cobertura forestal. (Díaz, 2016) El comportamiento de un contaminante en el suelo, así como la efectividad de una tecnología de remediación, están determinados por una variedad de factores que interactúan de manera compleja y que dependen de las características propias del contaminante así como de las del suelo. Para facilitar la selección preliminar de las tecnologías que podrían emplearse para tratar un sitio en particular, es indispensable obtener una descripción detallada de los siguientes aspectos: -
Ubicación geográfica y uso del suelo afectado. Tipo de instalación que dio origen a la contaminación. Magnitud y distribución de la mancha. Formas de acceso al sitio, ubicación de poblaciones y cuerpos de agua. Tipo de vegetación, clima y topografía del sitio. Características ecológicas. Características hidrogeológicas (formaciones geológicas, ciclo hidrológico y flujo de cuerpos de agua).
En las siguientes secciones, se describen algunos de los factores más importantes que deben considerarse para la caracterización del contaminante, así como del sitio a remediar:
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Los compuestos químicos pueden clasificarse en orgánicos e inorgánicos. Los primeros, se componen básicamente de átomos de carbono, y pueden ser de origen antropogénico o natural. Los compuestos inorgánicos en cambio, generalmente no contienen átomos de carbono e incluyen a los metales. Para los fines de este trabajo los contaminantes orgánicos se han dividido a su vez en seis grupos: -
Compuestos orgánicos volátiles (COV) no halogenados. COV halogenados. Compuestos orgánicos semivolátiles (COS) no halogenados. COS halogenados. Combustibles. Explosivos.
Antes de seleccionar una tecnología de remediación, es esencial contar con información acerca del tipo de contaminante (orgánico o inorgánico), su concentración y toxicidad, su distribución a través del sitio y el medio en el que se encuentra (agua o partículas de suelo), entre otras. Para cualquier acción de remediación, ya sea en fase de investigación o de limpieza, es importante definir los perfiles horizontal y vertical de los contaminantes, tanto como sea posible. La información acerca del rango y diversidad de la contaminación en todo el sitio, también es crítica para la elección de una tecnología de tratamiento. (Deuren, 1997) El suelo constituye un recurso natural que desempeña diversas funciones en la superficie de la Tierra, proporcionando un soporte mecá- nico así como nutrientes para el crecimiento de plantas y micro-organismos. La matriz del suelo está formada por cinco componentes principales: minerales, aire, agua, materia orgánica y organismos vivos. Los materiales minerales son los principales componentes estructurales y constituyen más del 50% del volumen total del suelo. El aire y el agua juntos ocupan el volumen de los espacios, y usualmente conforman de 25% a 50% del volumen total. La proporción relativa de aire/ agua fluctúa considerablemente con el contenido de humedad del suelo. El material orgánico ocupa entre 3% y 6% del volumen promedio, mientras que los organismos vivos constituyen menos del 1%. Todos estos factores definen el tipo de suelo, que junto con las condiciones particulares de un sitio frecuentemente pueden limitar la selección de un proceso de tratamiento en particular. Por otra parte, la posibilidad de usar una tecnología de tratamiento, puede eliminarse con base en la clasificación del suelo u otras características propias de éste. (Eweis, 1998) El término «tecnología de tratamiento» implica cualquier operación unitaria o serie de operaciones unitarias que altera la composición de una sustancia peligrosa o contaminante a través de acciones químicas, físicas o biológicas de manera que reduzcan la toxicidad, movilidad o volumen del material contaminado. (Volke, 2002) 11
El término biorremediación se utiliza para describir una variedad de sistemas que utilizan organismos vivos (plantas, hongos, bacterias, etc.) para degradar, transformar o remover compuestos orgánicos tóxicos a productos metabólicos inocuos o menos tóxicos. Esta estrategia biológica depende de las actividades catabólicas de los organismos, y por consiguiente de su capacidad para utilizar los contaminantes como fuente de alimento y energía. Las rutas de biodegradación de los contaminantes orgánicos, varían en función de la estructura química del compuesto y de las especies microbianas degradadoras. El proceso de biorremediación incluye reacciones de óxidoreducción, procesos de sorción e intercambio iónico, e incluso reacciones de acomplejamiento y quelación que resultan en la inmovilización de metales. La biorremediación puede emplear organismos propios del sitio contaminado (autóctonos) o de otros sitios (exógenos), puede realizarse in situ o ex situ, en condiciones aerobias (en presencia de oxígeno) o anaerobias (sin oxígeno) Aunque no todos los compuestos orgánicos son susceptibles a la biodegradación, los procesos de biorremediación se han usado con éxito para tratar suelos, lodos y sedimentos contaminados con hidrocarburos del petróleo (HTP), solventes (benceno y tolueno), explosivos (TNT), clorofenoles (PCP), pesticidas (2,4-D), conservadores de madera (creosota) e hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP). Las técnicas in situ buscan estimular y crear un ambiente favorable para el crecimiento microbiano a partir de los contaminantes. Este objetivo generalmente puede lograrse con el suministro de aire u oxígeno (bioventeo), nutrientes (bioestimulación), microorganismos (bioaumentación) y/o humedad, además del control de temperatura y Ph. Los procesos de biorremediación ex situ, incluyen: -
Procesos de biodegradación en fase de lodos, en donde el suelo se mezcla con agua (para formar un lodo), microorganismos y nutrientes. De biodegradación en fase sólida, en donde los suelos colocan en una celda de tratamiento (composteo) o sobre membranas impermeables (biolabranza), en donde se agrega agua y nutrientes.
El bioventeo es una tecnología relativamente nueva, cuyo objetivo es estimular la biodegradación natural de cualquier compuesto biodegradable en condiciones aerobias. 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. -
Aplicaciones: Se utiliza para tratar compuestos orgánicos biodegradables semivolátiles (COS) o no volátiles. Además de favorecer la degradación de contaminantes adsorbidos, pueden degradarse COV, por medio de su 12
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movimiento a través del suelo biológicamente activo.Se ha utilizado con éxito para remediar suelos contaminados con HTP, solventes no c lorados, pesticidas y conservadores de la madera, entre algunos otros químicos. Limitaciones: Algunos factores que pueden limitar la efectividad del bioventeo son: el tipo y la concentración del contaminante, falta de nutrientes; bajo contenido de humedad y dificultad para alcanzar el flujo de aire necesario. Costos y tiempos de remediación. Es una tecnología en la que los tiempos de limpieza pueden variar desde algunos meses hasta varios años, y sus costos de operación varían entre 10 y 70 USD/m 3. Esta tecnología no requiere de equipo caro, pero los costos pueden variar en función de la permeabilidad del suelo, espacio disponible, número de pozos y velocidad de bombeo.
La fitorremediación es un proceso que utiliza plantas para remover, transferir, estabilizar, concentrar y/o destruir contaminantes (orgánicos e inorgánicos) en suelos, lodos y sedimentos, y puede aplicarse tanto in situ como ex situ. Los mecanismos de fitorremediación incluyen la rizodegradación, la fitoextracción, la fitodegradación y la fitoestabilización. La rizodegradación se lleva a cabo en el suelo que rodea a las raíces. Las sustancias excretadas naturalmente por éstas, suministran nutrientes para los microorganismos, mejorando así su actividad biológica. Durante la fitoextracción, los contaminantes son captados por las raíces (fitoacumulación), y posteriormente éstos son traslocados y/o acumulados hacia los tallos y hojas (fitoextracción). En la fitoestabilización, las plantas limitan la movilidad y biodisponibilidad de los contaminantes en el suelo, debido a la producción en las raí- ces de compuestos químicos que pueden adsorber y/o formar complejos con los contaminantes, inmovilizándolos así en la interfase raíces-suelo. La fitodegradación consiste en el metabolismo de contaminantes dentro de los tejidos de la planta, a través de enzimas que catalizan su degradación. -
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Aplicaciones. Puede aplicarse eficientemente para tratar suelos contaminados con compuestos orgánicos como benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos (BTEX); solventes clorados; HAP; desechos de nitrotolueno; agroquímicos clorados y organofosforados; además de compuestos inorgánicos como Cd, Cr(VI), Co, Cu, Pb, Ni, Se y Zn. Se ha demostrado también su eficiencia en la remoción de metales radioactivos y tóxicos de suelos y agua. Limitaciones. Existen varias limitaciones que deben considerarse para su aplicación: el tipo de plantas utilizado determina la profundidad a tratar; altas concentraciones de contaminantes pueden resultar tóxicas; puede depender de la estación del año; no es efectiva para tratar contaminantes fuertemente sorbidos; la toxicidad y biodisponibilidad de los productos de la degradación no siempre se conocen y pueden movilizarse o bioacumularse en animales. Costos y tiempos de remediación. Se estima que la fitorremediación de un suelo contaminado con Pb (50 cm de profundidad) puede costar entre 24,000 y 40,000 USD/ha.
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Como ya se mencionó, los tratamientos fisicoquímicos aprovechan las propiedades físicas y/o químicas de los contaminantes o del medio contaminado para destruir, separar o contener la contaminación. Este tipo de tecnologías generalmente son efectivas en cuanto a costos y pueden concluirse en periodos cortos, en comparación con las tecnologías de biorremediación. Sin embargo, los costos pueden incrementarse cuando se utilizan técnicas de separación en las que los contaminantes pueden requerir de tratamiento o disposición. Mientras que las tecnologías de biorremediación son principalmente métodos destructivos, las fisicoquímicas incluyen las tres estrategias básicas de acción sobre el contaminante (destrucción, separación e inmovilización). Al igual que el resto de las tecnologías de remediación, las fisicoquímicas pueden realizarse in situ o ex situ. Sin embargo, la mayoría de estas tecnologías se aplican in situ. Entre las tecnologías fisicoquímicas para tratamiento in situ, se encuentra la remediación electrocinética (RE), el lavado de suelos (LS), la extracción por solventes (ES), la extracción de vapores (EV) y la solidificación/estabilización (S/E) Contando con tecnologías diversas y que se adecuen a las necesidades de los clientes, por tiempos de trabajo, características de los materiales derramados y peticiones de autoridades ambientales, les presentamos algunas de nuestras tecnologías. (ISALI, 2015) No hay uso de geomembrana ni construcción de biocelda, esta tecnología es aplicable cuando las condiciones del terreno lo permiten. Pero existe un alto consumo de insumos, para mantenerla eficiencia de la misma. No hay uso de geomembrana ni construcción de biocelda, esta tecnología permite tratar los suelos a mayores profundidades que el landfarming, no hay ningún límite para su aplicación respecto a la profundidad de la pluma contaminante). Es una tecnología eficiente para ser aplicada en lugares donde no es posible mover el material, o dicho movimiento impediría continuar con las labores o funciones del sitio impactado. (Ej. Contaminación de un subsuelo de gasolinera, Vías de Ferrocarril, entre otros ejemplos) En esta técnica, se extrae el material del sitio, se construyen bioceldas con características específicas y autorizadas, para la colocación del material a remediar, una vez extraído del sitio, representa más seguridad en el control, las condiciones, y evita riesgos de dispersión del material contaminante.
Aplica para los casos en que no se pueda llevar a cabo un tratamiento en sitio por falta de áreas anexas o por instrucciones específicas de la autoridad competente, en donde se determine la acción inmediata de levantar y retirar el 14
suelo contaminado, aplicando también para materiales que al tratarse en sitio son difíciles de restaurar por técnicas biológicas y que por sus características prolongarían en exceso el tiempo de saneamiento, afectando a los asegurados responsables de la contaminación, por los tiempos tan prolongados de respuesta ante la autoridad.
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El mejor tratamiento de los residuos sólidos es el uso de rellenos sanitarios, pero debido a la falta de estos en el país se debe optar por otras técnicas como lo es el reciclaje en caso de residuos reutilizables (plásticos, maderas, cartón) o técnicas de compostaje en caso de residuos orgánicos. El tratamiento más adecuado de derrames de petróleo en la selva peruana (contaminación de suelo más usual) sería el tratamiento de Degradación Bioquímico Ex – Situ donde combinará dos formas de técnicas.
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Abertman, M. (2016). Somos lo que tiramos... y cómo lo tiramos, los residuos sólidos urbanos. Bariloche. Deuren, J. V. (1997). Remediation Technologies.
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Eweis, J. (1998). Bioremediation Principles. McGraw-Hill International.
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ISALI. (2015). Suelos Contaminados. Monterrey.
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Val, A. d. (2012). Tratamiento de los residuos sólidos urbanos. Madrid.
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