Comparación de Tecnologías in situ de Remediación de Suelos para hidrocarburos

Comparación de Tecnologías in situ de Remediación de Suelos para hidrocarburos: Extracción de vapores y Bioventing

Resumen

A continuación, se realiza una comparativa entre dos tecnologías de remediación de suelos, la Extracción de vapores y el Bioventing, ambas atacan un mismo tipo de contaminante por lo cual en este documento decidimos analizar otros aspectos para conocer sobre sus aplicaciones en distintos casos para saber cuál es mejor. Se incluyen diagramas de ambos procesos y casos en los que se han aplicado para conocer sobre su aplicación en el mundo, y nos interesa enfocarnos más específicamente en México y América Latina. Se intenta dar una respuesta a cuál es mejor considerando factores como la duración de aplicación, el costo de la aplicación, etc.

Palabras clave: Remediación, Extracción de vapores, Bioventing, Hidrocarburos.

Introducción

Las tecnologías de remediación de suelos surgieron como resultados de los problemas de contaminación de suelo que se presentan frecuentemente. El objetivo de estos procesos de remediación se basa en el contaminante que se encuentra presente. El presente documento fue desarrollado para tener un contraste entre dos tecnologías de remediación utilizadas para suelos contaminados principalmente por hidrocarburos y conseguir información representativa sobre su aplicación en casos reales para determinar cuál puede ser la más viable o la que es más conveniente utilizar en ciertos casos. También se quiere poder llegar a conocer sobre las implicaciones de la selección de una tecnología o técnica de remediación cualquiera dependiendo de un caso. Una de las razones por las que se consideramos las dos tecnologías seleccionadas importantes para nuestro país es por el tipo de contaminantes que eliminan, ya que en México la actividad industrial ha provocado que estos se encuentren en una gran cantidad, sobre todo debido a la industria Petroquímica así que es importante conocer qué métodos se deben utilizar para remediar los suelos del país. Se recurrió a diferentes fuentes como documentos académicos, artículos de revistas científicas y boletines de páginas de instituciones gubernamentales, esto con el fin de que la información utilizada sea verídica y representativa.

Método

Extracción de vapores

La Extracción de vapores, referida algunas veces como volatilización in situ [1], es una técnica de remediación de suelos que según la guía del ciudadano de la Agencia de Protección Ambiental de Estados unidos (EPA) es la que se selecciona con más frecuencia en el programa superfund [2]. La técnica consiste a grandes rasgos en un pozo de extracción el cual puede ir desde 1.5 hasta 91 metros de profundidad [1], al cual se le suministra un vacío por medio de una bomba de succión, haciendo que los vapores de compuestos orgánicos volátiles presentes en la zona no saturada del suelo fluyan hacia afuera del suelo para posteriormente ser tratados. En cuanto a la duración de la aplicación, esta técnica puede tomar años para lograr una limpieza completa dependiendo de las condiciones de concentración de contaminante, área de esparcimiento y humedad [2].

Una de las características que hacen que esta técnica sea tan utilizada ampliamente en el programa superfund de la EPA es el hecho de que se incluye un tratamiento a los gases en el sitio en el que se está llevando a cabo, según un artículo de la revista Remediation Journal esto, añadido al costo de operación de las bombas y la excavación provoca que el costo de operación pueda elevarse hasta 3,275 USD por cada pozo de extracción [3], sin embargo, el programa superfund cuenta con un presupuesto de aproximadamente 1,100 MUSD  anuales [4] por lo cual se pueden realizar proyectos de remediación con esta técnica sin problemas, en cambio en América latina muy pocos países cuentan con una buena inversión en materia ambiental [5] por lo cual esta técnica no se utiliza tan frecuentemente.

Según datos de la SEMARNAT para 2002 la extracción de vapores se utilizaba en el 2% de los casos de remediación en el país [6]. Un caso en el que se seleccionó la extracción de vapores cómo método de remediación fue en la ex refinería 18 de marzo situada en la Ciudad de México para remover las fracciones volátiles y semi-volátiles de hidrocarburos que se estuvieron depositando en el suelo por más de 60 años [7].

A continuación, se muestra un diagrama de flujo desarrollado para la implementación de un sistema de extracción de vapores, obtenido de un documento oficial del desarrollo de un sistema de extracción de vapores desarrollado por las empresas Solutia y XDD Environmental en septiembre de 2011[8].

[pic 1]

Figura 1.  Diagrama de flujo de un proceso de Extracción de vapores.

Bioventing

Dentro de las técnicas de biorremediación más económicas se encuentran la atenuación natural, bioventing, bioestimulación y bioaumentación [9]. Los costos del bioventing pueden variar entre 79 y 109 USD/m³ para sitios grandes y entre 928 y 970 USD/m³ para sitios pequeños [10]

Según la EPA el bioventing consiste en el uso de microorganismos nativos para degradar compuestos orgánicos en suelos contaminados [11] mediante una aireación forzada, potencializando la biodegradación oxigénica [12], en esta aireación se utilizan flujos pequeños o intermitentes para producir condiciones ricas en oxígeno en la zona no saturada [13] promoviendo la degradación de hidrocarburos a dióxido de carbono.

El bioventing se puede realizar como una tecnología pasiva o activa. En la pasiva, la presión atmosférica afecta el intercambio de gases desde los posos de aireación, mientras que en la activa se fuerza esta aireación con un soplador [15]. El bioventing activo fue usado exitosamente en Austria para remediar dos zonas contaminadas por hidrocarburos del petróleo principalmente hidrocarbonos no aromáticos [16].

Debido a que la volatilización de los contaminantes es despreciable en comparación con la extracción de vapores, El bioventing tiene la ventaja de no necesitar un tratamiento posterior de estos gases volatilizados [14]. Debido a esto y su bajo costo en comparación con la extracción de vapores, en 2010, el bioventing fue la tecnología in situ más utilizada en Francia. Usualmente no es necesaria la adición de nutrientes o microorganismos [17].

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