2. Remediación Físicoquimico

7/25/2019 2. Remediacin Fsicoquimico

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REMEDIACIN

FISICOQUIMICOCURSO

EXPERTO SERNAGEOMIN

2015


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IntroduccinLa actividad minera en Chile adems de ser importante en laeconoma nacional (durante el quinquenio 2006-2010 la mineracontribuy con el 19,4% del PIB pas Chile y aportando el 24,7% dela totalidad de los ingresos fiscales) es tambin una actividadagresiva en trmino de los requerimientos de explotacin,movimiento de roca y generacin de Residuos Mineros Masivos, lo

que representa una transformacin de los ecosistemas y demandade recursos como es agua, energa elctrica, combustibles fsiles yparques de vehculos equipos con el impacto asociado con susemisiones.


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IntroduccinLa preocupacin actual con los pasivos de la minera, ha

demandado la promulgacin de normativas que regulen losimpacto que puede producir una explotacin minera, en esesentido se han promulgado o perfeccionado normas de calidad deagua, sobre residuos industriales, incluidos los peligrosos, losrelaves de las plantas de beneficio, normas de emisiones y, como

marco general, el ingreso de los proyectos mineros significativos alSistema de Evaluacin de Impacto Ambiental (SEIA).


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IntroduccinRecientemente se ha promulgado la Ley 20.551/2012 que Regula

el Cierre de Faenas e Instalaciones Mineras Planes de Cierre y suReglamento, cuyo objetivo es la integracin y ejecucin demedidas y acciones destinadas a mitigar los efectos que se derivandel desarrollo de la industria extractiva minera, buscando asegurarla estabilidad fsica y qumica de las instalaciones y obras que

quedarn al trmino de la vida til de los proyectos mineros, comoresguardo a la vida, salud y seguridad de las personas, enconformidad a la normativa ambiental vigente, que es un aporte yabre el debate en trmino des establecer mtodos efectivos y

confiables para asegurar la estabilidad fsica y qumica que exige laLey.


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IntroduccinEn ese sentido, es importante que los profesionales que sedesempean en la industria extractiva minera, conozcan eidentifiquen los riesgos y medidas de control que se puedenimplementar con los pasivos de esta industria.


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METODOLOGA DEL CURSO SDRMMSERNAGEOMIN

Los contenidos de este mdulo sehan ordenado de manerasecuencial, primero analizando losprocesos generadores de los DMM,

luego sus propiedades fsicoqumicas y, finalmente, presentandolas medidas de control que sepueden implementar en su diseo,operacin y cierre.


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IMPACTOS DE LA MINERA EN ELMEDIO AMBIENTE

En primera instancia, hay quereconocer el gran aporte que hasignificado la minera en el desarrollode la especie humana y los beneficios

asociados al uso de los productosmetlicos y no metlicos.En particular en nuestro pas nuestraeconoma est fuertementerelacionada con la minera y al aporteal Producto Interno Bruto (PIB) en laltima dcada se ha mantenido sobreel 10%, llegando el ao 2006 a un25,1%2.


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IMPACTOS DE LA MINERA EN ELMEDIO AMBIENTESin embargo, hay que observar que la minera tambin produceexternalidades negativas, que tienen relacin con los residuos,emisiones, intervencin de grandes extensiones de terreno, elconsumo del agua, energa y, entre otros, el aumento de los flujos

en el transporte.

Las actuales externalidades las empresas estn obligadas aabordarla de acuerdo a los requisitos que establecen la normativay la fiscalizacin de organismos con competencia ambiental. Parte

de estos controles se pueden lograr a travs de mtodos detratamiento fsico qumicos que son mencionados en este texto.


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IMPACTOS DE LA MINERA EN ELMEDIO AMBIENTE

Sin embargo, tambin se debe considerar las externalidades que sepresentaron en el pasado, las que no fueron debidamenteatendidas debido al desconocimiento, irresponsabilidad y,principalmente, por falta de una normativa que exigiera el

tratamiento adecuado de estas externalidades. Estos problemasexisten, y persisten durante largos periodos de tiempo, seconsidera en este apartado aquellos impactos que dejan unresidual que luego debe ser objeto de una remediacin.


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2.1 PASIVOS AMBIENTALES MINEROSSe entiende por Pasivo Ambiental Minero a todos aquellos

resultados, productos, emisiones o residuos que no son elpropsito de la actividad minera, que representa para laindustria minera una obligacin sobre la cual se debe hacercargo, tomado todas aquellas medidas necesaria para darle una

condicin o destino adecuado, que no represente una amenazade impacto para personas o ecosistemas.

Cabe sealar que el concepto de Pasivo Ambiental o PasivoAmbiental Minero (PAM) no se encuentra sealado en la actual

normativa, pero su uso ha sido incorporado en estudios yprogramas dirigidos a abordar esta problemtica, permitiendoser un concepto aceptado y que permite referirse a estamateria.


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2.1 PASIVOS AMBIENTALES MINEROS

Dentro de los desafos de la actividad minera es dar unaestabilidad estructural y qumica a los grandes volmenes de losResiduos Mineros Masivos (botaderos, ripios, relaves y escorias).En particular el DS 248/2007 regula la estabilidad geotcnica enlos depsitos de relaves y desmonte abandonados, con el

objetivo de controlar el riesgo potencial de colapso ante unevento ssmico. Tambin, las normas ambientales buscanresguardar la erosin de la superficie de estos depsitos poraccin pluvial y elica.

Otro efecto negativo y muy significativo es el drenaje cido conmetales en solucin, derivado de la presencia de abundantepirita expuesta al aire y la humedad.


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2.1 PASIVOS AMBIENTALES MINEROS

Reacciones fsico-qumicas no deseadas en procesoshidrometalrgicos que incrementan la contaminacin de losefluentes por iones disueltos e inestables que alteran la calidadde las aguas superficiales con la presencia de As, Cu, Zn, Fe ycianuro, y en algunos casos, Hg. Por otra parte, son tambin

pasivos los residuos industriales slidos, siendo recurrente lacontaminacin de suelos por descarga de aceite usados, grasas yotros productos qumicos.

Finalmente, la generacin de residuos domsticos y aguasservidas de campamentos y poblados, son una preocupacin,dado que puede afectar a la fauna existente en los alrededoresde los proyectos.


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2.2. ATMSFERA

Las emisiones a la atmosfera consideran el material particulado,

gases y aerosoles, que se producen en todos los procesosmineros con menor a mayor importancia, que dependiendo desu contenido puede ser un agente de contaminacin productode su depositacin sobre el suelo o cursos de aguas.


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2.2. ATMSFERA

2.2.1 MATERIAL PARTICULADO

El polvo emitido tiene su origen en las propias actividadesextractivas, durante la tronadura y extraccin de material, odurante los procesos de carga y transporte, o en relacin aprocesos de chancado y molienda. Adems, puede haber una

importante remocin elica de los depsitos de residuosmineros masivos.


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2.2. ATMSFERA

2.2.2 GASES

Los gases emitidos tienen su origen en la combustin de lamaquinaria, la emisin natural durante el proceso de extraccin(CO2, CO, NOx), la emisin en tronaduras, y la emisin enprocesos directamente relacionados con la actividad minera,

como son las fundiciones (SO2).

2.2.3 AEROSOLESLa formacin de aerosoles txicos se producen durante laexplotacin, y sobre todo, durante procesos de hidrometalurgia,

que implican el riego por aspersin de pilas de mineral concompuestos a menudo de alta toxicidad (sulfrico para laextraccin de algunos elementos, como el cobre; cianuro desodio para la extraccin del oro).


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2.3 SUELOS Y TERRENOSAlguno de los efectos que produce la minera sobre los suelos

es desertizacin, producto de la deforestacin, erosin yprdida de suelo frtil. Adems, se puede modificar el relieve,con una alteracin de la dinmica de los procesos de ladera.Generando el efecto domin de cambio relieve, aumentoescorrenta y erosin.


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2.3 SUELOS Y TERRENOSOtros efectos son los peligros geotcnicos, como es la

desestabilizacin de laderas por sobrecargas y/o excavaciones yalteraciones en el nivel fretico. Adems, puede producirsubsidencia por huecos o por depresin en el nivel fretico. Losefectos geotcnicos adems del riesgo directo sobre laspersonas, representa una exposicin de los materiales al medio

ambiente, aumentando los efectos de arrastre o contacto conescurrimientos de aguas.


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2.3 SUELOS Y TERRENOS

La prdida de propiedades fsicas son: Variaciones en la textura (porosidad, permeabilidad) por

procesos de esponjamiento, compactacin, depositacin de

partculas, formacin de costras.

Prdida de la estructura edfica por compactacin, mezcla de

horizontes, deposicin de partculas, etc.


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Variaciones en el rgimen hdrico del suelo por alteracionesen el nivel fretico, y variaciones texturales y estructurales.

Prdida fsica de suelo por extraccin y arranque,

acumulacin de depsitos masivos mineros.

Estas prdidas significan una prdida de la capacidad natural de

los suelos de degradar o contener contaminantes.


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Otras de las propiedades de los suelosque se ve afectada es la prdida depropiedades qumicas, producto decontaminacin por metales pesados(Cu, Pb, Cd, Hg, etc), metaloides (As) e

hidrocarburos generada por efluenteslquidos y slidos; acidificacin poracumulacin y oxidacin de sulfuros ydrenaje cido; y adicin de sales al

suelo (sulfatos).


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2.4 AGUAS SUPERFICIALES YSUBTERRNEAS

Las actividades mineras pueden provocar una alteracin en la

dinmica fluvial, como es variacin del perfil y trazado de la

corriente fluvial, variaciones en el nivel de base local, alteracin

en la dinmica (variaciones en las tasas de

erosin/sedimentacin) en el perfil (aguas abajo y aguas arriba)

por excavaciones, diques y embalses.


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Aumento de la peligrosidad de inundacin, dado que la erosin

provoca una prdida de la capacidad de campo del suelo para

retener el agua y disminuir su velocidad de flujo.

Por otra parte, la infiltracin de agua en los desmontes puedeincorporar partculas slidas en la corriente, aumento de la

carga de fondo y partculas en suspensin, incrementando las

tasas de sedimentacin aguas abajo.


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La ocupacin de suelos o interrupcin o desvos de aguas de

escorrenta de quebradas, puede provocar prdida de masas de

agua: en lagos, embalses o bahas.

Incluso, se puede sealar que en las situaciones extremas enque se desarrolla la minera, puede existir el riesgo de prdida

de masas glaciares, como son los casos de Pascua Lama en

Vallenar, Los Bronces (Anglo American) y Andina (Codelco).


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Alteraciones en el rgimen hidrogeolgico, producto de las

extracciones de aguas para los proyectos puede provocar

variaciones en el nivel fretico, variaciones en el rgimen de

recarga y modificaciones en el flujo subterrneo.Las aguas tambin se pueden ver afectadas por la

contaminacin con metales pesados y metaloides (As), siendo el

proceso ms relevante para la movilizacin de metales desde la

fase slida el drenaje cido, que ser analizado en profundidad

en este mdulo.


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PLANIFICACIN DE LA REMEDIACINCabe destacar que remediacin y restauracin a menudo se

desarrollan conjuntamente, y en algunos casos, esto puede serde obligado cumplimiento. Por ejemplo, en ocasiones no basta

con ocultaro embellecerun depsito de estriles, adems

deberemos inertizarlo. Gran parte de esto puede aplicarse de

manera amplia a toda la zona afectada directamente por el

proceso minero.


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PLANIFICACIN DE LA REMEDIACIN

1. AUDITORIA PREVIA: ESTUDIO DE LA LNEA BASE Y ANLISIS

DE RIESGOS

El establecimiento de la lnea base y anlisis de riesgos es

tambin el punto de partida del Estudio de Impacto Ambienta.

En nuestro caso, es decir, cuando se requiere y se justificarealizar una remediacin y establecer qu mecanismos

especficos de restauracin/remediacin utilizar en algn caso

concreto, la informacin a recopilar ser variable en funcin de

la naturaleza del problema.


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PLANIFICACIN DE LA REMEDIACINNo obstante, las variables generales a considerar sern:

Paisaje; ser siempre uno de los elementos ms afectadospor la actividad minera.

Hbitat; entendiendo este trmino como "territorio quepresenta unas condiciones ambientales determinadas y que

est habitado por un conjunto de seres vivos para los quetales condiciones son las adecuadas".

Suelos; se deber contar con una adecuada caracterizacinde stos, que permita prever los problemas que puedan

derivarse de la infiltracin de efluentes mineros (ej., drenajecido, soluciones cianuradas). Recordemos que no todos lossuelos responden de igual manera a la infiltracin decontaminantes.


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Flora; aqu debemos disponer de un catlogo florstico

(listado de plantas), poniendo especial nfasis en aquellasplantas que reciben una especial proteccin por estar enpeligro de extincin.

Fauna; tratamiento del tema equivalente al de la flora.

Geoqumica de la zona; deberemos conocer lascaractersticas qumicas del medio, poniendo especialnfasis en los suelos.

Rocas; la investigacin geolgica previa generar sin dudaabundantes mapas, sin embargo en este apartado

deberemos prestar especial atencin a la fracturacin (fallasredes de diaclasas), con vistas a evaluar las posiblesinfiltraciones de soluciones.


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PLANIFICACIN DE LA REMEDIACINRespecto al anlisis de riesgos, se deben considera

metodologas que permitan ponderar la probabilidad de dao areceptores que puedan estar expuestos a travs de rutas (suelo,

agua o aire) a un peligro, que represente un riesgo inaceptable

a la salud del hombre y sustentabilidad de los ecosistemas.

Los peligrosos estn dados, por ejemplo, por el contenido de

metales presentes en un desmonte, los que producto de la

infiltracin de aguas pueden ser arrastrados a un escurrimiento

superficial o subterrneo, que correspondera a las rutas, que

puedan llegar hasta un receptor en concentracin y

permanencia que afecte a la salud o calidad de vida de una

poblacin.


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Las concentraciones a que puede estar expuesto un receptor,

por lo general se establece por nomas de calidad primarias

(referido a personas) o secundarias (referidas a ecosistemas). En

nuestro pas actualmente existen normas primarias para aire y

agua, estando pendiente los referentes para suelos. En el caso

de ecosistemas actualmente se han establecidos y estn en

estudio normas de calidad para algunas cuencas hidrogrficas.

Otro acercamiento para realizar un anlisis de riesgos es a

travs de estudios de dispersin que permiten determinar la

dosis a la que un receptor estar expuesto, siendo utilizado

parmetros internacionales, que mediante estudios

toxicolgicos se determinan dosis de referencia.


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2. DISEO Y ANLISIS DE COSTESEl diseo y anlisis de costes de la remediacin es siemprecrucial para definir nuestro plan de accin. Deberemosestablecer claramente la metodologa a seguir en funcin de las

caractersticas concretas del rea, su distribucin temporal enfuncin de las actividades mineras, y evaluarlaseconmicamente de acuerdo con las posibilidades reales dellevarlas a cabo.


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3. PREPARACIN DEL SITIO

En lo que se refiere a la preparacin del sitio, podr requeriruna serie de actividades ms o menos significativas, quepermitan aplicar adecuadamente la o las tcnicas que sepretenda aplicar en funcin del diseo realizado en cada caso:

explanaciones, relleno de huecos, sellado de acceso a labores,etc.


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4. RESTAURACIN Y/O REMEDIACIN DE LOS SUELOS

En la mayor parte de las explotaciones mineras los suelos hansido severamente compactados, desplazados y mezclados. Lacompactacin disminuye la percolacin del agua de lluvia,

incrementando la escorrenta, y dificulta considerablemente laslabores de siembra. As, durante la fase de restauracin sernecesario preparar el terreno para su posterior aprovechamientoagrcola. Esto implica una preparacin fsica (p.ej., arado,

rastrillado) y otra qumico-biolgica, que nos conecta con elconcepto de remediacin.


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PLANIFICACIN DE LA REMEDIACINEn este sentido, en un terreno fuertemente empobrecido, una de

las primeras labores a realizar ser la de inocular hongos parafavorecer la formacin de microrrizas. Las microrrizas sonasociaciones entre un hongo y la raz de una planta. Estaasociacin es vital para la vida de las plantas, ya que incrementaconsiderablemente sus posibilidades de supervivencia en un

medio pobre en nutrientes. Esto puede ir acompaado del uso delodos de plantas de depuracin de aguas residuales urbanas.


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PLANIFICACIN DE LA REMEDIACINEstos lodos son ricos en nutrientes tales como nitrgeno (1 a 6%)

y fsforo (0,1 a 2%), aparte de contener un 30% de materiaorgnica. Otro problema suele estar relacionado con laacidificacin de los suelos (p.ej., en relacin con la oxidacin dela pirita). En este sentido, la clsica labor de remediacinconsistir en la adicin de cal, normalmente de varias toneladas

por hectrea, para neutralizarlos.


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PLANIFICACIN DE LA REMEDIACIN5. INTRODUCCIN DE PLANTAS

Una vez realizadas estas tareas, se pasa a la introduccin deespecies vegetales. Tanto las compaas mineras como losorganismos pblicos (locales, regionales o estatales) suelenfavorecer el sembrado de gramneas (pastos) por dos razonesprincipales:1. Porque confieren al sitio un aspecto atractivo; y2. Porque los resultados se consiguen a corto plazo. Sin

embargo, las gramneas generan una seria competencia paraque puedan establecerse comunidades arbreas. As, una

alternativa ms adecuada es el sembrado de trbol u otrasleguminosas, plantas que enriquecen el suelo en nitrgeno.


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6. MONITOREO/MANTENIMIENTO

Cabe destacar que ninguna de estas tareas resultar ser efectivaa medio-largo plazo si no hay un seguimiento (monitoreo) delproceso. Pensemos que pasarn aos o dcadas hasta que

podamos considerar una zona como totalmente recuperada.Recuperar no significa simplemente embellecer, sino retornar unsitio a su estado original en trminos de flora, fauna, morfologa ypropiedades fsicas.


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REMEDIACIN DE SUELOSCon relacin a si corresponde a un residuo peligroso, el referente

es el DS 148/2004, el que permite evaluar un aspecto del suelo,pero no sus atributos en trminos de productividad y objetivosde usos.

La minera en su conjunto produce toda una serie de

contaminantes gaseosos, lquidos y slidos, que de una forma uotra van a parar al suelo. Esto sucede ya sea por depsito a partirde la atmsfera como partculas sedimentadas o tradas por lasaguas de lluvia, por el vertido directo de los productos lquidos

de la actividad minera y metalrgica, o por la infiltracin deproductos de lixiviacin del entorno minero: aguas provenientesde minas a cielo abierto, estriles, o por la disposicin deelementos mineros sobre el suelo.


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REMEDIACIN DE SUELOSLa presencia de gases contaminantes de origen minero en la

atmsfera constituye sin duda un problema menor frente a losde origen industrial o urbano. Esto es debido a que susvolmenes, comparados con los emitido por otro tipo deactividades, suele ser limitados. Las excepciones son lasrelacionadas con la actividad metalrgica (sobre todo desulfuros) o de procesos de combustin directa de carbn. Enestos casos, las emisiones gaseosas suelen ser ricas en SO2-SO3, lo que implica, como vimos en su momento, la formacinde la denominada lluvia cida, cargada en cidos fuertes

como el sulfrico o el sulfuroso (pasos secuenciales):


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REMEDIACIN DE SUELOS

SO2+ O2> SO3

El SO2que se oxida es el que est presente en la mezcla de gases.Asimismo, tambin cierta cantidad del SO3 que se vaproduciendo (en torno al 10% del SO2 inicial) pasa a cidosulfrico segn:

SO3+ H2O > H2SO4

Al llegar estos cidos al suelo producen efectos devastadoressobre la vegetacin, infiltrndose en el suelo. Cabe destacartambin la accin sobre las aguas continentales (lagos), quepuede ocasionar la muerte de peces y otros habitantes de esosecosistemas.


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REMEDIACIN DE SUELOS La geodisponibilidad es la consecuencia directa de la actividad

minera: al llevar a cabo la explotacin minera de un

yacimiento, se ponen a disposicin del medio geolgico unoselementos que antes no lo estaban, o lo estaban de formamucho ms limitada. Cabe destacar, no obstante, que muchosyacimientos minerales, particularmente los de menas

sulfuradas, son en s fuentes naturales de contaminacinambiental. Esto depende en gran medida de si son o noaflorantes, de su profundidad (en especial, si se localizan porencima o por debajo del nivel fretico), composicinmineralgica, etc.


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REMEDIACIN DE SUELOS La biodisponibilidad, por su parte, sera elgrado por el cual un

contaminante en una fuente potencial, est disponible para ser

tomado por un organismo.Por ejemplo, muchas plantastienen la capacidad deabsorber determinadas

concentraciones deelementos pesados, siempreque se encuentren en elsuelo en formas solubles, o

asociados a nutrientesbsicos.


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PROCESOS DEPRECIPITACIN/DISOLUCIN

Los compuestos que constituyen la contaminacin puedenformar compuestos insolubles al ser depositados en el suelo. La

naturaleza de tales compuestos insolubles depender de la

composicin del suelo, de la composicin del contaminante, y

otra parte, de las condiciones fsico-qumicas bajo las que seproduce el fenmeno.


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Algunos ejemplos: el cadmio soluble precipita en forma de CdCO3en presencia de carbonatos en el suelo. En otros casos, la

formacin de los compuestos insolubles est controlada por las

condiciones de oxidacin-reduccin del suelo, de forma que por

ejemplo un metal pesado estable en forma de compuesto solubleen condiciones oxidantes puede pasar a formar compuestos

insolubles en condiciones reductoras; el mismo caso se produce

con el pH: muchos metales pesados forman compuestos solubles

a pH cido, y compuestos insolubles en condiciones de pH

alcalino. Naturalmente, el mismo caso puede darse a la inversa

con otras especies mineralgicas.


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Este tipo de reacciones de precipitacin/disolucin estn sujetas

a limitaciones cinticas: La formacin de una fase slida puede

ser una reaccin rpida una vez que todos los componentes que

forman la fase slida se encuentran presentes. El precipitado asformado es generalmente una fase mineral de muy baja

cristalinidad, muy lbil frente a cualquier cambio en las

condiciones que permiten su formacin.


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PROCESOS DE SORCIN/DESORCIN


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PROCESOS DE SORCIN/DESORCIN

El proceso de sorcin puede definirse como la interaccin de una

fase lquida con una slida, y comprende en el detalle tresmecanismos: adsorcin, precipitacin superficial y absorcin.

La adsorcin consiste en la acumulacin de una especie del

lquido (adsorbato) sobre la superficie de una fase slida

(adsorbente). Es un proceso complejo, en el que seestablecen fuerzas de asociacin entre ambos

componentes de muy diverso tipo: enlaces (covalentes,

inicos, por fuerzas de van der waals, por puentes de

hidrgeno), intercambio de ligandos, energa deorientacin dipolo-dipolo, efecto hidrofbico).


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OC SOS SO CIN/ SO CIN


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PROCESOS DE SORCIN/DESORCINEl desarrollo de estos fenmenos en su conjunto depende de las

caractersticas del sorbato y del sorbente en varios aspectos:naturaleza de la fase lquida, de la especie o especies implicadas,

de las condiciones fsico-qumicas del entorno, pero sobre todo,

depende de la mineraloga del suelo, puesto que cada una de las

fases minerales presentes en ste presenta caractersticaspropias frente a este fenmeno.


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REMEDIACIN DE SUELOSCONTAMINADOSCON HIDROCARBUROS

Se ha desarrollado en los ltimos aos una rama de la ingenierallamada "Ingeniera de la Remediacin" surgida de la necesidad

de desarrollar tcnicas y tecnologas para recuperacin ambiental

de sitios degradados por la actividad humana.

El conjunto de tecnologas de remediacin se limit en un

principio a unas pocas, utilizadas en todos los casos prescindiendo

de las condiciones fsicas, qumicas y biolgicas del medio.

Actualmente esta disciplina sigue en constante evolucin a la luz

de normativas ambientales, esfuerzos de investigacin,

actividades de las ONG's vinculadas, organismos

gubernamentales, etc.



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La formacin del suelo se origina en la internacin del "materialmadre" (roca madre o depsitos de materiales transportados por

gravedad, viento, agua o hielo) con el clima, topografa,

organismos y tiempo. Es la influencia conjunta de estos factores lo

que determina las propiedades especficas del suelo y la aparicinde tipos particulares de los mismos. Las fases slidas (mineral y

orgnica) constituyen alrededor del 50% del volumen de los

suelos, mientras que el agua y el aire ocluidos constituyen el otro

50%.


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Las actividades del hombre dan origen con frecuencia aconsecuencias ambientales especialmente observables en el

suelo, por ser ste el primer punto de contacto de una fuga

accidental de sustancias lquidas o slidas que pueden ser txicas.

Si bien el suelo no es un medio importante en la dispersin decontaminantes en combinacin con el agua y en menor medida

con el aire se transforma en un agente dispersante de la

contaminacin presente.


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Las tcnicas ms recientes de evaluacin de suelos contaminadosse fundamentan en las metodologas de anlisis de riesgo, basada

en el riesgo que presentan a la salud humana y al medio

ambiente la sumatoria de riesgos individuales que presentan los

agentes qumicos presentes en el sitio. Una primera evaluacin sebasa en la comparacin de los valores de contaminantes

individuales hallados en suelo contra los valores de referencia,

que al momento de no existir en nuestro pas se utilizan

referentes internacionales.


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SISTEMA DE TRATAMIENTO


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SISTEMA DE TRATAMIENTOLos sistemas de tratamiento se pueden dividir en: Norecuperacin, Aislamiento de la contaminacin y Recuperacin.

En el primer caso debe modificarse la asignacin del suelo ydelimitarse perfectamente el espacio afectado, adems deefectuarse monitoreo que aseguren la imposibilidad deafectaciones a tercero. El aislamiento consiste en establecer

medidas correctas de seguridad que impida la progresin de lacontaminacin y mitigando los efectos adversos relacionadoscon la dispersin de sustancias contaminantes. El aislamientopuede utilizarse para evitar la creacin de lixiviados o lainfiltracin en napas freticas. Las medidas de recuperacin sedividen en tratamiento in situ, que implica la eliminacin decontaminantes sin sacar el terreno y ex situ donde el material atratar se lleva a un espacio confinado o se trata en instalacionesadecuadas.



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ELECCIN DE LA MEJOR TECNOLOGA

La seleccin de la mejor tecnologa de remediacin debe surgircomo consecuencia de estudios ambientales y de una valoracinde los costos del proyecto.Si los estudios realizados revelan la necesidad de tomar accionescorrectivas, se realizan ensayos hidrulicos que permitan conocermejor el subsuelo en general a efectos de seleccionar la mejortecnologa y adecuarla al lugar a remediar. Los resultados deanlisis y las consideraciones para la instalacin de undeterminado sistema se vuelcan en lo que se conoce como RAP

(Remedial Action Plan) y se eleva a la autoridad ambientalcompetente para su aprobacin. No se podr comenzarefectivamente la remediacin hasta tener la aprobacin de lapropuesta


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TCNICAS PARA REMEDIACIN DE


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TCNICAS PARA REMEDIACIN DESUELOS

INCINERACIN (EX-SITU):

Se somete el suelo contaminado con hidrocarburos a altastemperaturas (1200 C) para que los contaminantes se evaporen

y se quemen luego en condiciones controladas. Se requiere ladepuracin de gases. La disposicin final de los sueloscontaminados puede hacerse en hornos de cemento por latcnica denominada valorizacin de residuos lo que permite unaeliminacin segura de pasivos ambientales.

REMEDIACIN DE AGUAS


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REMEDIACIN DE AGUAS

El referente para la remediacin de las aguas relacionadas con laminera son las normas de emisin y calidad de aguas existentes

en cada pas. En el caso de Chile la SISS (Superintendencia de

Servicios Sanitarios) establece los referentes.


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REMEDIACIN DE AGUAS


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REMEDIACIN DE AGUASLa mejor alternativa desde el punto de vista de la prevencin,evitando que se produzcan vertido al entorno, es aislando

adecuadamente depsitos masivos mineros u otras instalacionesanexas que tuvieron contacto con sustancias peligrosas ocontaminantes.Pero en muchos casos lo cierto es que el problema existe, y hay

que evitar que el problema siga extendindose. En los siguientesapartados se mencionan algunos de estas alternativas.

AGUAS SUPERFICIALES


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AGUAS SUPERFICIALESLos vertidos de las aguas residuales de las instalaciones mineras acauces superficiales pasa por su depuracin, pasa por determinarlas caractersticas fsico-qumicas den los vertidos y la seleccin detecnologa adecuada para su depuracin. Algunas de las tcnicasque se pueden emplear son:

NEUTRALIZACIN

Se suelen emplear carbonatos, en especial el carbonato clcico,por su reactividad incluso con cidos dbiles. No hay que olvidarque produce la emisin de CO2, as que nunca debe hacerse enambiente cerrado para evitar la posibilidad de intoxicacin poracumulacin de este gas.

AGUAS SUPERFICIALES


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AGUAS SUPERFICIALES

ELIMINACIN DE SALES INDESEABLES

En cada caso tendremos o podremos tener distintas sales cuyovertido no es deseable, de forma que cada caso puede resultarmuy diferente. Necesitaremos estudiar qu proceso o procesosqumicos son susceptibles de ocasionar reacciones especficas con

los compuestos problemticos en disolucin, para en unos casosproducir otros compuestos menos problemticos, o precipitarcompuestos slidos, o formar gases que se eliminen a la atmsfera(caso de que no constituya otro problema mayor).


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AGUAS SUPERFICIALES


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AGUAS SUPERFICIALESSin embargo, por lo general, durante el proceso de tratamiento dedepuracin se generan lodos residuales, en los que quedanalmacenados los productos contaminantes. Por lo generalconstituyen un residuo peligroso, que debe ser manejado deacuerdo a lo establecido en el DS 148/2004 "Reglamento SanitarioSobre Manejo de Residuos Peligrosos", que establece que dichos

residuos deben ser destinados a un sitio de eliminacin autorizado.

LOS MTODOS QUMICOS

Corresponden fundamentalmente a precipitacin, con algn

reactivo adecuado (ver Tablas 2 y 3). Por ejemplo, el mercurio sehace reaccionar con Na2S (soluble), dando origen al HgS insoluble.Muchos otros metales formadores de sulfuros (p.ej., Pb, Zn)pueden precipitarse de la misma manera.

AGUAS SUPERFICIALES


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AGUAS SUPERFICIALES

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AGUAS SUPERFICIALESMTODOS FSICO-QUMICOS

Los mtodos fsico-qumicos se basan en la captacin del metalpor compuestos con capacidades sorcitivas: susceptibles deincorporar el metal a su estructura cristalina, en unos casossustituyendo a algn otro catin no txico (intercambio inico),

en otros casos precipitando sobre el compuesto que acta comotrampa para el metal. El intercambio inico tiene la ventaja deque es reversible de forma controlada, es decir que una vez quehemos captado el metal podemos realizar su elucin,devolvindolo a la disolucin, lo cual en ocasiones permite su

aprovechamiento. Los dems mecanismos retienen el metal deforma ms permanente, de forma que se puede considerarinmovilizado, o inertizado, para ser tratado como un residuono txico, o para ser utilizado en procesos metalrgicos.

AGUAS SUBTERRNEAS


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AGUAS SUBTERRNEAS

Las aguas subterrneas pueden ser afectadas por los mismos

problemas que las superficiales, aunque en este caso elproblema se agudiza por la dificultad del acceso a ellas. Parasolucionar este problema tenemos dos alternativas: eltratamiento externo (pump and treat) o el tratamiento insitu.

AGUAS SUBTERRNEAS


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AGUAS SUBTERRNEAS

TRATAMIENTO EXTERNO

En el tratamiento externo se intenta extraer el agua contenidaen el acufero local, para mitigar la situacin en el subsuelo yevitar la extensin del problema. Para ello, es necesario que elagua constituya un acufero en sentido estricto, es decir, un

volumen rocas porosa y permeable empapadas en aguasusceptible de ser extrada mediante bombeo. Los parmetrosa considerar son los siguientes:

AGUAS SUBTERRNEAS


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AGUAS SUBTERRNEAS

Transmisividad del acufero. Debe ser suficiente en dos

sentidos:1. Permitir que la contaminacin se transmita

conjuntamente con el agua al bombearla; y

2. Suficiente como para permitir un diseo adecuado del

bombeo sobre la base del menor nmero posible depozos de extraccin. Depende de la naturaleza litolgicadel acufero, y se traduce en su porosidad ypermeabilidad.

AGUAS SUBTERRNEAS


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AGUAS SUBTERRNEAS Naturaleza de la contaminacin. Evidentemente, las

condiciones ms favorables se obtienen porcontaminaciones salinas en disolucin. Otros casospueden ser muy desfavorables, como la presencia dehidrocarburos o en general, fases inmiscibles con el agua,puesto que en este tipo de casos se pueden dar

permeabilidades relativas, que hacen que durante elbombeo obtengamos una u otra fase preferentemente,pero siempre dejando residuos irreductibles (caso similar alas explotaciones petrolferas).

AGUAS SUBTERRNEAS


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AGUAS SUBTERRNEAS Posibilidad de reinyectar las aguas tratadas. A su vez

depende de los parmetros anteriores, puesto que estaren funcin de la hidrodinmica del acufero, y del mayor omenor grado de descontaminacin alcanzable, as como lanecesidad de descartar la posibilidad de que se reactive elproceso de contaminacin durante la reinyeccin.

Por ltimo, deberemos analizar las alternativas dedescontaminacin de las aguas bombeadas, mediante tcnicasutilizadas en el tratamiento de las aguas residuales urbanas eindustriales, o en el tratamiento del problema del drenaje

cido de mina.

TRATAMIENTO IN SITU


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En cuanto al tratamiento insitu, se suele aplicar cuando no esposible la extraccin del agua, o cuando disponemos de

mecanismos para llevarlo a cabo a costes razonables. Comonormalmente este proceso implica tambin la descontaminacindel suelo.

TRATAMIENTO IN SITU


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Finalmente, convendra comentar aqu que la litologa delsubsuelo puede jugar un papel muy importante en la remediacinnatural de los problemas anteriormente sealados. Porejemplo, un subsuelo rico en rocas carbonatadas neutralizar lassoluciones cidas, con el valor agregado de que gran parte de losmetales pesados perdern capacidad de migracin y precipitarn

como sulfatos (sobre el nivel fretico) o como sulfuros (bajo elnivel fretico), en un proceso de caractersticas similares a lasobservadas en los procesos de enriquecimiento secundario enyacimientos sulfurados.

TRATAMIENTO IN SITU


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Otros factores a considerar son la porosidad y grado defracturacin del subsuelo. En resumen, previo a realizar una serie

de estudios de alto coste econmico, hay que contar con uninforme geolgico que permita conocer en detalle lascaractersticas del suelo y subsuelo que albergan las aguas adescontaminar. Esto puede suponer ahorrar tiempo y dinero.

DRENAJE CIDO DE MINA (DAM)


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El drenaje cido es uno de los mayores problemas en laminera. Para su tratamiento se pueden emplear dos gruposde tcnicas: las activas y las pasivas.



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1. TCNICAS ACTIVAS

Las tcnicas activas son aquellas que se basan en elprocesamiento qumico del DAM mediante la adicin de reactivosneutralizantes: carbonato clcico, hidrxido sdico, bicarbonatosdico o hidrxido amnico. Estos reactivos llevan el pH a valoresaceptables, y favorecen la precipitacin de la mayor parte de losmetales pesados que pueda contener el agua. Su principalproblema es que suelen ser reactivos con un cierto coste, que nosiempre pueden emplearse de forma extensiva, para neutralizargrandes volmenes de DAM. En estos casos se aplican de forma

local, ms que nada como un depurador de las aguas residualesde lavadero o de fondo de corta.


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2.2. Lagunas o cinagas anaerbicas

Lagunas o cinagas anaerbicas (compost or anaerobic wetland)

se trata de lagunas con una delgada lmina de agua sobre unsustrato rico en materia orgnica, que puede estar constituido porturba, u otros materiales orgnicos: compost usado deplantaciones de championes, virutas de madera, heno, etc.,

mezclado con un 10% de carbonato clcico. A travs de estesustrato se produce el flujo de las aguas a depurar, produciendofundamentalmente la reduccin de sulfatos, en aguasconteniendo oxgeno disuelto, Fe3+, Al3+, y con acidez media obaja.



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3. CANALES ABIERTOS DE CALIZACanales abiertos de caliza (open limestone channels), constituyen

la forma ms simple de tratar el DAM, y pueden ser de dos tipos:canales recubiertos de caliza a travs de los cuales se hace pasarel agua a tratar, o simplemente, aadir trozos de caliza a loscanales de desage ya existentes.



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El principal problema que pueden presentar es el de que loscantos de caliza se recubren de una lmina de xidos e

hidrxidos de hierro que los aslan, reduciendo la efectividaddel proceso a medio-largo plazo. Eso hace necesario utilizargrandes cantidades de caliza. Es tambin importante laimpermeabilizacin del fondo del canal, para evitar la

infiltracin del DAM.

Figura 3. Canales abiertos de caliza.


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REMEDIACIN DE AGUAS


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SUBTERRNEASLos suelos y las aguas subterrneas tienen problemticasespecficas, diferentes a las de las aguas superficiales, aunquecon muchos puntos en comn entre ambos: a menudo lacontaminacin presente en los suelos est precisamenteasociada al agua que stos contienen, o muestran determinadas

relaciones con el mismo que hacen que haya que considerar elproblema de la descontaminacin como un todo. Por otra parte,no hay que olvidar que a menudo las aguas subterrneas,contaminadas o no, no estn en el suelo, sino en el subsuelo,

afectando a acuferos contenidos en rocas completamentediferentes a lo que llamamos suelo, y por tanto, conproblemticas distintas.

REMEDIACIN DE AGUAS


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SUBTERRNEAS

En el establecimiento de la metodologa a seguir para ladescontaminacin de suelos y aguas subterrneas influyen dostipos de factores: los intrnsecos derivados de la naturaleza ygeometra de la contaminacin, y los econmicos, que siemprehay que considerar a la luz de la mayor o menor necesidad realde solucionar el problema.


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REMEDIACIN DE AGUAS


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SUBTERRNEAS

A la vista de la diversidad de problemas que plantea lacontaminacin de aguas subterrneas y suelos, lasalternativas para su solucin o mitigacin son muy variadas,yen la actualidad prosigue el desarrollo de nuevasposibilidades basadas en diversas tecnologas. En trminosgenerales, las tcnicas concretas aplicables se puedenclasificar en tres grandes grupos: tcnicas de confinamiento,tcnicas de tratamiento in situ y tcnicas de tratamiento exsitu.

CONDICIONANTES


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Para considerar un proyecto dedescontaminacin/remediacin se debe considerar:

Establecer la necesidad de descontaminacin

Conocer los factores fundamentales

Determinar su distribucin espacial

CONDICIONANTES


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1. NECESIDAD DE DESCONTAMINACINCuando se define un suelo como contaminado, lo primero adecidir es si resulta necesaria su descontaminacin. Esta decisindepender fundamentalmente de varios factores: Uso del suelo. El uso actual y futuro del suelo, y sobre todo, la

evaluacin de la posibilidad de transmitir la contaminacin a la

cadena trfica humana, a travs de la transmisin de lacontaminacin a pastos o aguas superficiales ser siempre elprimer factor a considerar para esta toma de decisiones.

Situacin.La proximidad del suelo contaminado a poblaciones

o industrias ser tambin un factor importante a valorar.

CONDICIONANTES


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Naturaleza de la contaminacin. Evidentemente, lapeligrosidad de un determinado contaminante contenido enun suelo condiciona de forma muy directa la posible necesidadde retirarlo o inertizarlo de alguna manera.

Naturaleza del suelo. Los riesgos ligados a la presencia de lacontaminacin en el suelo dependern tambin en parte de

propiedades del suelo como capacidad de tamponacin y deamortiguacin, vulnerabilidad y cargas crticas, que a su vezdependen de la textura, permeabilidad, pH, capacidad decambio, mineraloga, contenido en materia orgnica, etc., del

suelo.

CONDICIONANTES


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Posibilidad de transmisin de la contaminacin a acuferos.

En cualquier caso, la contaminacin que afecta a las aguassubterrneas usualmente se produce por infiltracin a travs delsuelo, lo que hace por lo general necesario un anlisis conjuntodel sistema suelo-agua subterrnea, para determinar los

mecanismos de contaminacin responsables del problema, y lasalternativas a la remediacin.


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CONDICIONANTES


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ii. Sales en disolucin. Los componentes aninicos o

catinicos que el agua lleva en disolucin pueden sercaptados en grado variable por los mecanismos naturalesde depuracin del suelo (sistemas coloidales concapacidades sorcitivas). Como ya sabemos, unos son msproblemticos que otros, lo que hace tambin muyvariada la gama de soluciones que pueden adoptarsepara su eliminacin, si bien una de las ms adecuadassuele ser la extraccin y tratamiento de las aguascontaminadas, por lo general sencilla en este tipo de

casos.

CONDICIONANTES


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iii. Otros contaminantes fsico-qumicos. En relacin con lo

anterior, la presencia de sales en disolucin a menudo vaacompaada de acidez, alcalinidad, condiciones redoxinapropiadas, etc. Como en el caso anterior, la infiltracina travs del suelo, o la naturaleza de la roca queconstituye el acufero, a menudo mitiga el problema,pero ste puede ser en el detalle muy variado, y admitirdiversas alternativas de remediacin.

CONDICIONANTES


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DISTRIBUCIN ESPACIALCon estas cuestiones bsicas, el primer estudio a llevar a cabo

para definir las posibilidades de remediacin de un problemade este tipo es el de distribucin geomtrica de loscontaminantes en el rea problema, que puede serbsicamente de tres tipos:

a. Generalizada. Es decir, que afecte aproximadamente porigual a todo un acufero o a todo un suelo. Suele serconsecuencia de contaminacin difusa o directa, y por logeneral corresponde a sales en disolucin, con un potencialde difusin alto.

CONDICIONANTES


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b. Puntual. Afecta solamente a un rea de extensin limitada,y suele estar constituida por un contaminante qumico o un

lquido inmiscible con agua, con escasa capacidad deinfiltracin, ya sea por su naturaleza o su escaso volumen, opor la naturaleza del terreno que la alberga.

c. Plumas. Las plumas son la derivacin de una contaminacin

puntual, cuando persiste durante largos periodos detiempo, o est constituida por un volumen importante decontaminantes. La siguiente figura 7 muestra de formaesquemtica la geometra que suelen presentar.


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CONFINAMIENTOS b l i l i d l l i d


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Se basan en el aislamiento de las aguas o suelos contaminados,de forma que su objetivo bsico es evitar que esa

contaminacin se transfiera lateralmente. Por lo general son deaplicacin cuando la contaminacin est muy localizada y noresulta viable ninguna de las dems alternativas.El asilamiento o confinamiento se basa, en cualquier caso, en laconstruccin de barreras, que pueden ser de muy diversostipos.

CONFINAMIENTOBARRERAS


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BARRERASEl asilamiento o confinamiento se basa, en cualquier caso, en la

construccin de barreras, que pueden ser de muy diversostipos:1. BARRERAS DE LODOS2. LECHADA DE CEMENTO

CONFINAMIENTO1 BARRERAS DE LODOS


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1. BARRERAS DE LODOSBarreras de lodo.- Consisten en trincheras verticales que se

excavan alrededor del rea contaminada y se rellenan con unlodo, que impermeabiliza el permetro a aislar. El relleno estarconstituido por mezclas ms o menos complejas del propiosuelo con arcillas especiales (sepiolita, bentonita), que confieranmayor estanqueidad, o determinadas propiedades filtrantes a labarrera. Tambin el cemento puede utilizarse para aumentar elgrado de confinamiento. Este tipo de barreras suelen tenerprofundidades mximas de 15 m., entre 0,6 y 1,2 m. de espesor,y su mayor efectividad se consigue si quedan ancladas en una

capa infrayacente de menor permeabilidad (figura 8).

CONFINAMIENTO


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Figura 8. Barrera de Lodos

CONFINAMIENTO


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2. LECHADA DE CEMENTOLechada de cemento.- Consiste en impermeabilizar mediante

inyeccin de una capa continua de cemento bajo todo elpermetro inferior del rea contaminada (Figura 9). Serequiere un equipamiento especfico para llevar a cabo este tipode inyeccin.

Figura 9. Esquema del proceso de inyeccin de lechada de cemento bajo unamancha de contaminacin.

Gracias


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Gracias

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EXPERTO SERNAGEOMIN

2015

REMEDIACIN

FISICOQUIMICO

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2. Remediación Físicoquimico