SUELO - Remediación de Suelos Contaminados (1)

8/12/2019 SUELO - Remediacin de Suelos Contaminados (1)

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REMEDIACIN DE SUELOSCONTAMINADOS

Ing. Laura Daniel Flores


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Introduccin El desarrollo de tcnicas de tratamientocomienza con una idea de cmo tratar elcontaminante.

Se pasa por un proceso de investigacin yevaluacin para comprobar su factibilidad yse lleva a una prueba de laboratorio.

Se ensaya a pequea escala sobre el terreno. El mtodo comprobado se utiliza a gran

escala y se mejora continuamente


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SUELOS CONTAMINADOS


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ASPECTOS A TENER EN CUENTA PARALA SELECCIN DEL MTODO DE

REMEDIACIN Tipo de suelo Caractersticas y cantidad Localizacin Uso futuro del suelo Tipo de contaminante y

propiedades. Tipo y disponibilidad de la

tecnologa. Estado de desarrollo

(escala:laboratorio,piloto oindustrial)

Confiabilidad demostrada oproyectada

Costo Otros


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Perforaciones de muestreo Se ejecutarn siguiendo las Normas

ASTM

Se utilizarn Barreno manual Los materiales extrados deben de ser

devueltos.

Previo al inicio de la perforacin, sesealizarn los sectores con cintas deseguridad


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CLASIFICACIN DE MTODOS DE

REMEDIACIN

I Segn la ESTRATEGIAde remediacin

II Segn la NATURALEZAdel tratamiento

III Segn el LUGAR en elcual se realiza eltratamientoRemediacin fsica ex situ (off site)


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1. Destruccin delagente

contaminante

2. Separacin ocaptura

3. Aislamiento oinmovilizacin

I.- Segn la Estrategia de Remediacin

Remediacin fsica inmovilizacin


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1. Destruccin del Agente Contaminante.- cuando

se ataca de manera directa al contaminante.

2. Separacin o Captura.- Cuando se logra separarel agente contaminante del cuerpo de la tierra

3. Aislamiento o Inmovilizacin.- son almacenadosenvertederos apropiados o sellados in situ odestruidos totalmente.


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Tcnicas de aislamiento

Tcnica de Sellado

Tcnica de Confinamiento o barreras

Vitrificacin


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TECNICAS DE AISLAMIENTO

.

a). Tcnica delSellado: se encapsula volumen de suelocontaminado y se asla. Se excava suelo, se sella la zonacon un impermeabilizante y se redeposita suelo.

b). Tcnica de confinamiento o barreras de aislamiento:cemento, cal, plsticos, arcilla, etc; pueden producirsegrietas por las que contaminantes pueden fugarse.

c). Se vitrifica al suelo, sometindolo a altas temperaturas(1600-2300C). Durante proceso debe controlarsevolatilizacin de numerosos compuestos.


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1. Tratamientos fsicos

2. Tratamientos qumicos

(y electroqumicos)

3. Tratamientosbiolgicos

4. Tratamientos trmicos

5. Tratamientos mixtos

II.- Segn la Naturaleza del Tratamiento

Remediacin biolgica - Compostaje


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a) Extraccin por Fluidos.- Consiste enseparar los contaminantes mediante la accin

de un fluido: aire ( arrastre), agua (lavado).

Son procedimientos sencillos en suelos

permeables y los contaminantes deben tener

suficiente movilidad.

Pueden ser procedimientos in situ o ex situ

1.- Tratamientos Fsicos


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b) Aireacin.-

Elimina sustancias qumicas dainas, queaparecen en forma de vapores, del suelo.

Vapores se extraen (eliminan) del suelocreando un vaco que los hace salir.

Aeracin a presinutiliza aire para eliminarvapores dainos del suelo contaminado.


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C ).- Arrastre.- Consiste eninyectar un gas para arrastrar a

los contaminantes, generalmentese utiliza aire y vapor de agua


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d) Lavado.- Se realiza inyectando agua enel suelo, los moviliza y luego se extrae y

depura, es vlido para contaminantessolubles

Se aplica principalmente en suelos arenosos,donde la cantidad dearcilla y limo es bajayse vuelve significativa la reduccin dematerial procesado.


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e) Extraccin con Solventes.- Lavado de

suelo ex situen que se usan disolventes

orgnicos en lugar de soluciones acuosas.

Se deja en contacto con el disolvente

durante el tiempo que sea necesario y seprocede a separacin de distintas fases.


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2.- Tratamiento Qumico

Degradacin de contaminantes porreacciones qumicas (de oxidacin) de

compuestos orgnicos. Como agente oxidante se emplea

oxgeno y agua oxigenada.

Mtodo til para: aldehidos, cidosorgnicos, fenoles, cianuros yplaguicidas organoclorados.


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Decloracin, oxidacin qumica, neutralizacin:

Decloracin: Se puede utilizar cuando loscontaminantes son compuestos halogenadosde tipo aromtico.

Oxidacin Qumica : se utiliza en casos decontaminacin por cianuros u otroscompuestos fcilmente oxidables.

Neutralizacin Procesos de inmovilizacin.

Se eliminan de esta forma cidos y bases.

Tcnicas de Remediacin Qumicas:


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Tcnicas de remediacinfsico-qumicas in situ

Tcnicas de remediacin in situdecarcter fsico-qumicoincluyen:

a) Atenuacin natural controlada,

b) Muros de tratamiento,

c) Barreras de precipitacin,

d) Fracturacin


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a) Atenuacin natural controlada

Potenciacin de procesos naturales paraeliminar o reducir contaminacin en suelos

y aguas subterrneas.

Para que la atenuacin se produzca aritmo suficiente deben darse condicionesadecuadas en subsuelo para que seproduzca descontaminacin de formaefectiva.


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Atenuacin natural controlada(MNA)

1.Accinbacteriana:Bacterias atrapansustancias qumicascontaminantes (en

marrn) para sualimentacin.

2. Sorcin:sustanciasqumicas (marrn)se pegan o

sorben al suelo, que las fija allugar.


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3.Mezcla y dilucin:Efecto de dilucin decontaminante (marrn) porefecto del flujo de aguassubterrneas.

4.Evaporacin:Evaporacin ydescomposicin de contaminante

por efecto del calor solar.

Atenuacin natural controlada(MNA)


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b) Muros de tratamiento

Consiste en hacer pasar corriente de agua

contaminada por una pared reactiva permeable.

Txico disuelto en agua, al pasar por lecho,reacciona con empaque, transformndose en

un compuesto no txico o en un compuesto

insoluble que queda atrapado en lecho. Para construir muros reactivos se hace una

zanja transversal a direccin del flujo del

acufero contaminado.


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c)Barreras de precipitacin

En estas barreras, iones metlicospresentes en agua se pueden precipitar

y compuestos insolubles quedandoatrapados en la barrera.

Por ejemplo; al hacer pasar aguascidas contaminadas con plomo por unabarrera de piedra caliza, agua seneutraliza, plomo se precipita y resto de

barrera acta como filtro.


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d) Fracturacin

Consiste en partir roca o suelos duros;a fin de facilitar xito de otros

mtodos de limpieza. A travs de grietas puede extraerse

mejor contaminantes.

Se emplea en combinacin con otrastcnicas.

Existe: fracturacin hidrulica,

neumticay asistida.


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Fracturacin hidrulica:utiliza aguabombeada a presin a travs de pozos,apertura de fracturas existentes. Parafracturar suelos a profundidades considerables

se aade arena al agua, favorece que lasfracturas permanezcan abiertas.

Fracturacin neumtica:utiliza aire para

fracturar suelo. Aire puede inyectarse adiferentes profundidades.

Fracturacin asistidapor explosin, utilizaexplosivos (dinamita) para fracturacin de

roca.


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4.- Mtodo Trmico

Se logra la destruccin de contaminantesmediante suministro de calor.

Tratamiento ex situ.

En incineracin, combustin decontaminantes se consigue sometiendo alsuelo a altas temperaturas (alrededor de

1000C).


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Tratamiento de suelo contaminado condesechos peligrosos calentndolo a

temperatura de 90C a 540C para vaporizarcontaminantes con punto de ebullicin bajo.(Si quedan otros contaminantes, se tratan conotros mtodos).

Se busca conseguir desorcin en vez dedestruccin de contaminantes.

Desorcin trmica


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5.- Tratamiento Biolgico

Se basa en utilizacin de microorganismos paradescomposicin de contaminantes.

Se puede favorecer actividad de microorganismospresentes o introducir nuevas especies.

Se mejora determinadas condiciones edficas,aadiendo nutrientes, agua, oxgeno y modificandopH.

Mayora de contaminantes orgnicos se degradanbajo condiciones aerobias.


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Tratamiento Biolgico - Tcnicas

1.Biodegradacin

2.Bioremediacin

3.Fertilizacin

4.Inoculacin

5.Biorestauracin

6.Fitocorreccin

7.Fitoremediacin

8.Fitorestauracin

9.Fitoextraccin

11.Fitodegradacin12.Bombeo orgnico mediante

races de rboles

13.Fitovolatizacin

14.Sist. de Cobertura vegetal

16.Programa fitosanitario

ambientalmente sostenible

17.Control biolgico

18.Manejo integrado

15.Micorrizas

10.Rizofiltracin


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Qu esBioremediacin?

Bioremediacin

Biologa Remediar= Resolver unproblema

Bioremediacin: mtodos de remediacin queusan microorganismos naturales (bacterias,plantas, hongos, etc.) para degradarcontaminantes orgnicos e inorgnicos peligrososconvirtindolos en componentes menos txicosen suelos.


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Biorestauracin

Uso de microorganismos para degradar

substancias txicas, convirtindolas en bixidode carbono, agua y sales minerales inocuas.


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Limitaciones de bioremediacin

Tratamiento in situes ms lento que procesosex situy puede durar varios aos sicompuestos se biodegradan lentamente.

No aplicable en suelos muy estratificados y

arcillosos.

No aplicable a todo tipo de contaminantes ysegn su concentracin.

Segn tipo de suelo.

Condicin y proximidad de agua subterrnea.

Segn naturaleza de organismos.


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Proceso bsico de metabolismode bacterias

Crecimientoy

Reproduccin

Catalizado por enzimas

Clula

Energa

Solar NutrientesCarbono

Nuevaclula

+

H2O

CO2


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Emplea plantas para eliminarcontaminacin del medio ambiente.

Plantas ayudan a eliminar muchos tipos decontaminantes del suelo y aguassubterrneas, tales como metales,

plaguicidas, explosivos y petrleo.

Es ms eficaz en sitios donde hay baja

concentracin de contaminantes.

Fitocorreccin


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Rizofiltracin

Plantas que se utilizan para descontaminar se cultivanen invernaderos con races sumergidas en agua, en vezde en tierra.

Cuando sistema radicular deplanta est bien desarrolladose recoge agua contaminada

del emplazamiento a

restaurar, se transporta hastalugar de crecimiento de

plantas (invernadero) y secolocan plantas en ese agua.


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Fitodegradacin

Consiste en degradacin de contaminantes orgnicosllevada a cabo por plantas.

En determinadas ocasiones, contaminantes degradadosen molculas ms simples le sirven a planta para

acelerar su crecimiento. Algunas enzimas presentes en planta descomponen

estos contaminantes en productos utilizables parametabolismo de planta.


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Micorrizas

Solucin para reforestacin y recuperacin de sueloscontaminados.

Cepas de estos hongosbenficos que tienen unimportante rol en crecimiento y salud de plantas yaexisten en mercado.

Micorrizasson un tipo de asociacin natural osimbiosis entre plantas y hongos.

Hongo entrega nutrientes provenientes del suelo aplanta, y sta proporciona al hongo carbohidratosnecesarios para su sobrevivencia.

P fit it i


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Programa fitosanitarioambientalmente sostenible

Uso de plaguicidas,

formando parte de

programa de mantencinde fitosanidad; que

considere otras

alternativas de control. Uso de plaguicidas, como

ltima opcin dentro del

programa


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Control biolgico

Introduccin en una

localidad, de una especie

de hbitos alimenticiosexclusivos (controlador

biolgico o enemigo

natural), que slo sealimenta de poblacin-

problema.

I t l C t l


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Insectos para el ControlBiolgico


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Condiciones para xito del controlbiolgico

Controlador biolgico debemantenerse en localidad.

Para ello: no aplicar plaguicidas

si ello no es posible, aplicarlos ms selectivos

mantener reas convegetacin hospedera delcontrolador biolgico


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Control biolgico de insectos-plaga


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Utilizacin armnica dediversas tcnicas de

represinde plagas, con el

objeto de mantenerlas a

niveles bajos, sin

importancia econmica, y

sin producir efectos

desfavorables que laaplicacin de tales mtodos

pueden ocasionar al entorno

o a la sociedad.

Manejo integrado


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1. Tratamiento in situ

2. Tratamiento on site

3. Tratamiento ex situ(off site)

III.- Segn el lugar en que se realizael tratamiento

Remediacin ex situoff site


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1.- Tratamiento In Situ

Es el tratamiento realizado en el propioespacio contaminado, sin extraerel

suelo, mediante tcnicas que estn endesarrollo. Se aplica cada vez con msfrecuencia por ser la ms barata.


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2.- Tratamiento On Site

Se realiza en el mismo lugar peroextrayendoel suelo contaminado del

terreno. Se utilizan unidades mviles de

tratamiento que estn diseadas para

limpiar el suelo o el agua contaminada.Es ms cara que la anterior.


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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA REMEDIACIN


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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA REMEDIACINSEGN LA NATURALEZA DEL TRATAMIENTO

CARACTERSTICAS

MTODO VENTAJAS DESVENTAJAS

FSICO-QUMICO

- Pueden realizarse en tiemposcortos.

- El equipo es accesible, norequieren mucha energa nidiseos de ingeniera.

- Son costo efectivos (fsicos).

- Los residuos generadosdeben ser tratados.

- Los componentes extradosdeben ser recuperados.

- Los costos dependen deltratamiento requerido.

BIOLGICO

- Los contaminantes songeneralmente destruidos.

- No se requiere tratamiento oun mnimo tratamientoposterior.

- Son costo efectivas.

- Requieren mayores tiempode tratamiento.

- Es necesario verificar latoxicidad de intermediarioy/o productos.

- No recomendados para

suelos que no favorecen elcrecimiento microbiano.

TRMICO

- Reduce el volumen delmaterial tratado.

- Requiere un alto consumo deenerga (costo).

- Requieren tratamiento de losgases y residuos slidosgenerados (costo).

Fuente: Loayza Jorge, 2008

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA


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REMEDIACIN IN SITU Y EX SITU

MTODO

CARACTERSTICASIN SITU EX SITU

VENTAJAS

- No es necesario excavar nitransportar el suelo.

- Potencial disminucin decostos.

- Menor tiempo detratamiento.

- Es posible homogeneizary muestrearperidicamente.

DESVENTAJAS

- Mayores tiempo detratamiento.

- Heterogeneidad en lascaractersticas del suelo.- Dificultad para verificar laeficacia del proceso.

- Es necesario excavar elsuelo.

- Altos costos en equipos ytransporte.

- Riesgos durante lamanipulacin de losmaterialescontaminados.

Fuente: Loayza Jorge, 2008


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BREVE DESCRIPCIN DE

MTODOS FSICOS DEREMEDIACIN

ENJUAGUE IN SITU


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ENJUAGUE IN SITU

.1) La tecnologa requiere perforar pozos de inyeccin y pozos de

extraccin, cuya localizacin y profundidad dependen de lascaractersticas del sitio.

2) Por los pozos de inyeccin se introduce agua (+ cidos: HCl o

HNO3; bases: NaOH, NH3; detergentes; disolventes orgnicos:CH3-CH2OH, o mezclas de ellos).3) Por los pozos de extraccin se colectan las aguas de lavado,

las cuales requieren ser tratadas, ya sea para recuperar elagente contaminante o reutilizar el agua para las solucionesde lavado.

Nota:Las soluciones cidas y alcalinas se usan para extraer compuestosinorgnicos y orgnicos con cierta polaridad, que no se pueden extraer slocon agua.Los detergentes y los disolventes orgnicos se usan para eliminar las

sustancias no polares


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EXTRACCIN

1) Es una tecnologa que se puede realizar in situ o ex situ.

2) Normalmente no degradan el agente contaminante,sino que lo transfieren de un medio contaminado a

otro.

3) Luego puede ser destruido utilizando mtodosqumicos, biolgicos, mtodos trmicos oconfinamiento (disposicin final).

4) La transferencia de un medio a otro va acompaadode una reduccin considerable del material a tratar oconfinar.

EXTRACCION Y TRATAMIENTO


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EXTRACCION Y TRATAMIENTO


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EXTRACCIN DE VAPORES

1) Frecuentemente la extraccin de vapores se combinacon biodegradacin, de tal forma que los agentescontaminantes al ir ascendiendo por el suelo en la

zona no saturada de humedad, se encuentran con

condiciones que favorecen la degradacin aerbicade los compuestos orgnicos.

2) Esto se logra disminuyendo la velocidad de aireacinpara que los vapores tengan un tiempo de residencia

suficientemente grande, para que alcancen adegradarse antes de llegar a los tubos de salida(extraccin). En este caso el procedimiento se conocecomo bioventeo. (Caso: derrames de combustibles)



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4) Para acelerar la eliminacin de compuestos menosvoltiles (semi voltiles), se incrementa la temperaturade la zona contaminada, inyectando aire caliente y/ovapor, tambin se puede utilizar microondas o

introduciendo electrodos y aplicando una corrienteelctrica.

5) Tambin se puede utilizar para la extraccinsimultnea de vapores y aguas contaminadas, para su

posterior tratamiento en la superficie.

6) Se recomienda para suelos porosos ( = 50%).

LAVADO DEL SUELO


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LAVADO DEL SUELO

1) Es un procedimiento ex situ, cuyas etapas previas son laremocin del suelo (excavacin) y la eliminacin porcribado de las partculas mayores (piedras, palos yotras).

2) El suelo cribado se lava con soluciones acuosas.

3) En la primera fase del lavado se separan las arcillas ylos limos de las arenas y las gravas. Normalmente lafraccin gruesa est libre de sustancias adsorbidas y sepueden usar para rellenos.

4) Las arcillas y limos se descontaminan por tecnologas

qumica o biolgicas, y pueden ser usados pararellenos o confinarse en depsitos de seguridad.5) Esta tcnica permite reducir el volumen a tratar o

confinar.Nota: Se recomienda su aplicacin para suelos arenosos.


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EXTRACCIN CON SOLVENTES

1) Es un procedimiento ex situ (que requiere las etapasprevias anteriormente mencionadas).

2) El suelo cribado se trata en recipientes (reactores) enlos cuales se le agrega el solvente orgnico, si elproceso es continuo se agrega agua para que el

material contaminado se pueda bombear.3) Despus de dejar el lodo y el disolvente durante el

tiempo de contacto necesario, se procede a laseparacin de las distintas fases.

4) Los agentes contaminantes se distribuyen en lasdistintas fases. Los agentes orgnicos como los PCB seencontrarn en la fase orgnica; mientras que los ionesinorgnicos en la fase acuosa o en la fase slida.

5) La fase orgnica se puede tratar con otros disolventes.


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DESORCIN TRMICA

1) Es un procedimiento ex situ que consiste en calentar enun horno rotatorio la tierra extrada por excavacin ycribada.

2) El agente contaminante se evapora y recolecta, ya seapara reutilizarse o para destruirse.

3) La temperatura de operacin, el tiempo de residencia yla forma de aplicar el calor dependen de lascaractersticas del agente contaminante. Puedeutilizarse calentamiento directo con gases decombustin o calentamiento indirecto a travs de

paredes.4) No es recomendable para suelos muy hmedos.5) Se utiliza este procedimiento para la remediacin de

suelos contaminados con COV, COSV, PCB, HPA yplaguicidas.


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AISLAMIENTO MEDIANTE BARRERASIMPERMEABLES

1) Es un mtodo de control cuyo objetivo es confinarel suelo contaminado existente, evitando que lacontaminacin se distribuya a otras zonas.

2) Es un procedimiento de control pasivo para evitarque se presentes lixiviados.

3) Se pueden utilizar: paredes impermeables, tortasfiltrantes, cortinas de mortero o paredes metlicas.


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MTODOS BIOLGICOS DE REMEDIACIN


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DE SUELOS CONTAMINADOS

BIORREMEDIACIN:In situ: utilizacin deenzimas y bacterias

Ex situ: landfarming,compostaje y utiizacinde biofiltros o

biorreactores.

FITORREMEDIACIN


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MTODOS QUMICOS PARA REMEDIACIN DE SUELOS

1) OXIDACIN QUMICA (Se aplica en el caso dela contaminacin con cianuros u otroscompuestos fcilmente oxidables).

2) NEUTRALIZACIN (Se aplica para eliminarcidos y bases).

3) DECLORACIN (Es una detoxificacin cuandolos contaminantes son compuestos aromticoshalogenados).

TRATAMIENTOS TRMICOS (EX SITU)


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PIRLISIS

INCINERACIN

TRATAMIENTO CONRAYOS INFRARROJOS

TRATAMIENTOS TRMICOS (EX SITU)

Observacin: Se generan gasesde combustin y cenizas

www.jmbambiental.com.ar

MATRIZ PARA LA SELECCIN DE UN


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MTODO DE REMEDIACIN

ASPECTOS

MTODO

TIPO

DESUELO

(CARACTERIZACIN)

LOC

ALIZACIN

USO

FUTURO

DEL

SUELO

TIPO

DE

CONT

AMINANTEY

PRO

PIEDADES

TIPO

Y

DISPO

NIBILIDADDE

LATE

CNOLOGA

ES

TADO

DE

DESARROLLO

CON

FIABILIDAD

DEMOSTRADAO

PRO

YECTADA

COSTO

OTRO

(POSIBILIDADESDE

FINAN

CIAMIENTO)

SOLIDIFICACIN

CONCEMENTO

POR

TLLAND

BIO

REMEDIAC

IN

EXTRACCIN

CONAIRE

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