Contaminación de suelos: Definición, tipos, recuperación y tecnologías

Definición contaminación de suelos

La contaminación del suelo se define como la presencia de cualquier agente externo físico o químico, en estado sólido, liquido o gaseoso, que cause cambios perjudiciales en éste, bien sea disminución de su calidad, perdida parcial o total de su productividad, fragilidad en el sistema de los microorganismos que lo componen o la pérdida de su capacidad de autodepurarse.

La contaminación del agua y del suelo están profundamente ligadas ya que por procesos de transferencia, el agua freática o superficial se ve afectada casi instantáneamente al verse contaminada la tierra y viceversa.

Por lo tanto, es vital tomar en consideración que la contaminación de la tierra en gran parte es producto de las actividades del ser humano y su recuperación conlleva un proceso lento y tedioso, debido a la alta capacidad que tiene este elemento de retener y almacenar los agentes contaminantes por espacios de tiempo prolongados.

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Tipos de contaminación de suelos

Los tipos de contaminación de suelos en términos generales son la contaminación local y difusa.

La contaminación local o puntual es aquella que tiene una relación directa con el origen de ésta y se presenta en las zonas cercanas de ella, la fuente de esta son usualmente la minería, los vertederos o las actividades industriales.

Por otro lado, la contaminación difusa es causada por el transporte a zonas lejanas de sustancias contaminantes como metales pesados, sustancias acidificantes y otras.

A continuación, se explica en detalle los tipos de contaminación, tanto las locales como difusas, según el agente especifico que las causa.

Contaminación natural o endógena suelos:

Este tipo de contaminación hace referencia a la concentración de toxicidad que se produce en los suelos como consecuencia de la acumulación de ciertos elementos metálicos que naturalmente se encuentran en ellos, pero que, por causas naturales y desequilibrios en el ecosistema como erupción de volcanes, incendios forestales o precipitaciones de agua, aumentan en proporción causando desequilibrios químicos.

Las erupciones volcánicas y los incendios forestales emiten altas concentraciones de azufre y otros gases dañinos mientras que las precipitaciones arrastran materiales pesados en la superficie de un lugar a otro.

Por otro lado, aunque la contaminación natural como lo dice su nombre hace referencia a causas naturales, la actividad del ser humano ha causado fenómenos como el cambio climático que generan cambios abruptos de los fenómenos naturales por lo que indirectamente nuestras actividades contribuyen en este tipo de contaminación.

Contaminación antrópica o exógena suelos

La contaminación exógena hace referencia a la perturbación del suelo por agentes que ingresan a la atmosfera producto de actividades humanas como los gases que expulsan los automóviles, los procesos industriales, la calefacción, los aires acondicionados y por actividades más graves como la explotación indiscriminada de los recursos naturales.

Contaminación por sustancias químicas

Este tipo de contaminación entra en la categoría de contaminación antrópica por ser producto directo de las actividades humanas. Se denomina contaminación química al desequilibrio perjudicial del ecosistema de la tierra debido a productos químicos sintéticos como pesticidas, fertilizantes, herbicidas, lechada, acero, hidrocarburos, textiles, droga, entre otros.

Estos productos son resultado de actividades industriales, agrícolas, domésticas y sobre todo de refinerías e industrias del petróleo.

Imagen obtenida del mismo enlace anterior.

Tecnologías de recuperación de suelos contaminados

Existen distintas técnicas o tratamientos de suelos contaminados entre las que cabe destacar las siguientes:

Extracción de vapor de aire

Esta tecnología funciona cuando el suelo se encuentra afectado por contaminantes orgánicos volátiles, semivolátiles e hidrocarburos como combustibles.

Esta técnica utiliza los mecanismos de volatilización, advección, difusión y desorción para limpiar el suelo en periodos de tiempo de 6 meses a 2 años, consiste en inyectar aire caliente a través de pozos de extracción en el suelo con lo que se provoca un gradiente de vapor negativo y se moviliza y se extrae el contaminante en forma de vapor para luego tratarlo como se considere pertinente.

Esta técnica funciona en suelos homogéneos, no saturados y con alta conductividad hidráulica.

Lavado del suelo contaminado

Los contaminantes físicamente y químicamente tienen una atracción hacia los compuestos orgánicos y suelos finos (arcillas o limos), por lo cual esta tecnología propone lavar el suelo para que las partículas de suelo grueso queden descontaminadas y reducir el agente contaminante en la parte de suelo fino, el cual posteriormente puede ser sometidos a otros procesos de remediación.

Esta técnica es costosa pero muy útil en excavaciones cuando se maneja volúmenes grandes de contaminación de suelos.

Funciona con contaminantes orgánicos (volátiles, aromaticidas o pesticidas) e inorgánicos como los metales pesados.

Se recomienda que el suelo no tenga más de un 30% de porcentaje de finos.

Estabilización y solidificación suelo

Esta técnica se usa en todo tipo de suelos para tratar una gran variedad de contaminantes orgánicos e inorgánicos.

Los contaminantes orgánicos deben ser no volátiles o semivolátiles y los contaminantes inorgánicos pueden ser cualquier tipo de metal pesado o radionucleidos.

La tecnología consiste en agregar al suelo compuestos químicos que estabilicen y solidifiquen el contaminante.

El primer proceso de estabilización puede consistir en una de las siguientes opciones: los compuestos son capaces de eliminar el contaminante, reducir la cantidad de concentración de este, disminuir su grado de oxidación, encapsularlo o inmovilizarlo, mientras que el segundo proceso consiste en que los compuestos adicionales vuelvan al contaminante y al suelo una mezcla sólida, con lo que se impide la movilidad del contaminante.

Los compuestos químicos más usados son cemento-portlan, pozzolanic, thermoplastic y polimerización orgánica.

Remediación electrocinética

Este es una tecnología de remediación que funciona para todo tipo de terrenos contaminados, sin importar si están saturados o no, y sirve para contaminantes orgánicos (volátiles), metales pesados y radionucleidos.

El método consiste en insertar electrodos en el suelo (mínimo dos) y aplicar una diferencia de potencial eléctrico, donde el electrodo positivo atraerá a la parte del contaminante negativa y el electrodo negativo hará lo contrario, con lo que al trasportar el contaminante a los electrodos se procede a eliminar por bombeo el contaminante a un reservorio para ser tratado.

La desventaja de este método es que puede llegar a cambiar el pH en algunas zonas o no funcionar bien si hay algún metal en el suelo enterrado que interfiera en el circuito.

Desorción térmica

Esta tecnología se basa en calentar el suelo hasta una temperatura mayor de los 100 °C con lo cual los contaminantes orgánicos con bajos punto de ebullición se convierten en gases y son separados del suelo, estos gases son removidos utilizando pozos de extracción para ser procesados y reutilizados de ser posible.

El calentamiento de la tierra se logra utilizando mantas térmicas, para contaminaciones superficiales y pozos térmicos, para contaminaciones en profundidades mayores.

Se recomienda en suelos con bajo contenido de agua, alta conductividad y con granulometría gruesa.

Vitrificación suelo

Esta tecnología es útil para remediar suelos con contaminantes inorgánicos como metales y radionucleidos, a su vez es muy versátil en cuanto al tipo de suelo donde puede ser implementada, siempre y cuando, este tenga bajo contenido de agua y baja conductividad hidráulica.

El método radica en usar 4 grupos de electrodos de grafito en una matriz cuadrada y aplicar una diferencia de potencial con la cual se genera el calor necesario para convertir el suelo contaminado en un cristal estable (el contaminante queda encapsulado e inmovilizado).

Biorremediación

Esta tecnología consiste en insertar en el suelo microorganismos que degraden los contaminantes orgánicos en sustancias no toxicas o en el caso de contaminantes inorgánicos como los metales, disminuir su grado de oxidación e inmovilizarlos.

Esta técnica toma mayor tiempo que las mencionadas anteriormente, ya que necesita un análisis bioquímico exhaustivo, pero es considerablemente más económica.

Se deben implementar pozos de monitoreo para llevar un seguimiento del rendimiento de la tecnología durante el proceso.

Fitorremediación

Este método es el más simple de todos, pero toma una mayor cantidad de tiempo y solo funciona para contaminantes a poca profundidad.

La técnica consiste en dejar que la naturaleza tome su curso con un poco de ayuda del ser humano, es decir, que los contaminantes sean removidos, estabilizados y degradados por plantas previamente seleccionadas.

Se suele hacer un estudio del contaminante y de la planta que mejor se adecue al trabajo, los contaminantes orgánicos son degradados con esta técnica mientras que los inorgánicos se acumulan en la estructura de las plantas.

Suele usarse como técnica complementaria en la mayoría de los casos y no como solución única.

Barreras de contención

Esta tecnología no es técnicamente de remediación de suelos si no una tecnología de contención para evitar la contaminación a otras áreas, estas contenciones pueden ser barreras activas o pasivas.

Las barreras pasivas de contención de suelos contaminados consisten en barreras de baja conductividad hidráulica que se ubican alrededor del contaminante para prevenir que este migre y/o se extienda a los alrededores, se pueden usar en suelos saturados y no saturados, estas pueden ser verticales o horizontales.

Las barreras activas verticales pueden ser de acilla compactada, trincheras de lodo, mezcladas en sitio, de columnas de acero o de lechada, mientras que las barreras pasivas horizontales son especialmente útiles para evitar la migración del lixiviado y pueden ser de lechada, bentonita, geomembranas o materiales con características similares.

Por otro lado, las barreras activas sirven para contener el contaminante en suelos saturados, utilizando tratamiento de bombeo o drenaje de aguas subterráneas con lo que se cambia la dirección y características del gradiente hidráulico.

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Post escrito por Adriana Ojeda

Ingeniera Civil

Colaboradora invitada de Geotecniafacil.com