Contaminación de suelos agrícolas en el entorno de Huelva

MASTER EN TECNOLOGIA AMBIENTAL CURSO 2010 BIOINGENIERIA

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Contaminación de suelos agrícolas en el entorno de Huelva

Un acercamiento a sus causas y a los tratamientos

aplicables para su remediación

Alvaro Guerrero Bonilla


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CONTENIDO

1. DRENAJES ACIDOS DE MINAS Y SU AFECTACION SOBRE LOS SUELOS

AGRICOLAS DEL ENTORNO DE LAS CUENCAS DEL LOS RIOS ODIEL Y RIOTINTO

1.1. INTRODUCCION

1.2 .GENERACION DE LAS AGUAS ACIDAS

1.3. EFECTOS DE LOS DRENAJES ACIDOS SOBRE SUELOS

CCCAAAAACAGRICOLAS

1.3.1. DESCRIPCION GENERAL

1.3.2. CONTAMINACION POR METALES PESADOS

1.4. LOS SUELOS DE VOCACION AGRICOLA EN LA CUENCA DE LOS

AAAAAAAARIOS ODIEL Y RIOTINTO

1.4.1. CARTOGRAFIA DE LOS SUELOS EN EL ENTORNO DE

AAAAAHUELVA

1.4.2. ACERCAMIENTO AL ESTADO DE CONTAMINACION DE LOS

AAAAASUELOS AGRICOLAS DEL ENTORNO DE HUELVA

2. ALTERNATIVAS PARA EL TRATAMIENTO Y CORRECION DE LOS SUELOS

AAAAAGRICOLAS AFECTADOS POR LOS DERENAJES ACIDOS EN EL AAAAENTORNO

DE HUELVA

2.1. CONTROL DE LAS CAUSAS GENERADORAS DE LOS DRENAJES ACIDOS DE

MINAS

2.2.TRATAMIENTO DE LAS FUENTES FLUVIALES

2.3. TRATAMIENTO DE LOS SUELOS AGRICOLAS CONTAMINADOS POR

DRENAJES ACIDOS DE MINAS

2.4.TRATAMIENTOS DE SUELOS AGRICOLAS CONTAMINADOS - ACCION

AAAINVESTIGATIVA

3. TECNICAS Y METODOS DE INVESTIGACION

3.1. MUESTREO


3

3.2. CONSERVACION Y ALMACENAMIENTO DE MUESTRAS

3. 3. PRETRATAMIENTO

3.4. CARACTERIZACIÓN ANALITICA

3.5. DETERMINACION DE ELEMENTOS TRAZA

4. TECNICAS PARA DIVULGACION Y EXPLOTACION DE RESULTADOS DE LAS

INVESTIGACIONES


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1. DRENAJES ACIDOS DE MINAS Y SU AFECTACION SOBRE LOS SUELOS AAAGRICOLAS DEL

ENTORNO DE LAS CUENCAS DEL LOS RIOS ODIEL Y AARIOTINTO

1.1. INTRODUCCION

Como drenaje ácido de minas se denomina al agua contaminada resultante de la

disolución oxidativa y lixiviación de sulfuros metálicos, particularmente pirita, cuando

se exponen a las condiciones físico- químicas atmosféricas (exposición de agua y

gases existentes en la superficie terrestre), condiciones favorables para su oxidación

química , o a la oxidación rápida por bacterias tales como Thiobacillus ferrooxidans.

Algunos autotrofos de hierros oxidados tales como Leptospirillum ferroxidans,

Thiobacillus thiooxidans y Sulfolobolus brierleyii se pueden asociar también a la

oxidación mineral biológica.

Esta exposición puede darse de manera natural o por acción antropogenica.

De modo natural , cuando rocas con sulfuros están expuestas en ambientes

supergénicos , o las masas rocas quedan expuestas a la meteorización. No obstante,

los principales vertidos de aguas ácidas tienen su origen en los procesos de lixiviación

de los residuos mineros, que se encuentran abandonados a la intemperie en las

escombreras, terreros y plazas de calcinación.

La calidad de los efluentes de mina tiene relación directa con las características

físicoquímicas de los materiales que entran en contacto con los flujos de agua.

Por lo tanto la composición geoquímica de los minerales existentes en los macizos

rocosos excavados y de los materiales depositados en botaderos y balsas de residuos,

será determinante en la predicción de movilización de metales y de los productos de

reacción que se forman en los efluentes.

Los drenajes ácidos de mina, contienen una gran cantidad de sólidos en suspensión y

un alto contenido en sulfato y metales disueltos (Fe, Al, Mn, Zn, Cu, Pb, etc.),

alcanzando sus concentraciones las decenas y centenas de miligramos por litro.

Estos elementos en esas concentraciones son nocivos para la actividad biológica,

contaminan los cauces, y además esas aguas pueden llegar a causar daños

estructurales en edificaciones expuestas .

1.2 .GENERACION DE LAS AGUAS ACIDAS

El proceso de oxidación de la pirita es el principal responsable de la formación de

aguas ácidas; esta oxidación se ve favorecida en áreas mineras debido a la facilidad

con la que el aire entra en contacto con los sulfuros a través de las labores mineras de

acceso y por los poros existentes en las pilas de estériles y residuos así como al

incremento de la superficie de contacto de las partículas.


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Los factores que más afectan a la generación ácida son el volumen, la concentración,

el tamaño de grano y la distribución espacial de la pirita.

Las reacciones que intervienen en la oxidación de la pirita pueden ser representadas

por las siguientes cuatro ecuaciones (Agencia de Proteccion Ambiental –EPA,USA,

2000).

FeS2 (s)+ 7/2 O2 (g)+ H2O -> Fe2+ + 2 SO4 2- + 2 H+ (1)

Fe2+ + 1/4 O2 (g)+ H+ -> Fe3+ + 1/2 H2O (2)

Fe3+ + 3 H2O -> Fe(OH)3 (s) + 3 H+ (3)

FeS2 + 14 Fe3+ + 8 H2O ->15 Fe2+ + 2 SO4 2- + 16 H+(4)

En la reacción de oxidación de la pirita (1) se produce Fe2+, SO4 2- y H+. Esta reacción

provoca un incremento en el total de sólidos disueltos y un aumento de la acidez, que

irá asociado a una disminución del pH, a menos que sea neutralizada la acidez

generada.

Si el ambiente circundante es lo suficientemente oxidante, entonces muchos iones

ferrosos se oxidarán a iones férricos (etapa 2). Por lo general, por encima de un pH

alrededor de 3, el ion férrico formado precipita mediante hidrólisis como hidróxido (3),

disminuyendo por tanto el Fe3+ en solución, mientras que el pH baja

simultáneamente. Por último, algunos cationes férricos (Fe3+) que se mantienen en

solución, pueden seguir oxidando adicionalmente a la pirita y formar Fe2+, SO4 2- y H+

(4).

La oxidación de la pirita (1) en un principio es un proceso lento, que acaba con el

hierro liberado precipitado como hidróxido (3) al ser todavía relativamente alto el pH.

Progresivamente la capacidad neutralizadora del medio va disminuyendo, y al alcanzar

el pH el valor de 3,5 ya deja de formarse el hidróxido y la actividad del Fe3+ en

solución se incrementa.

A este pH, además, las bacterias catalizan y aceleran la oxidación de Fe2+ a Fe3+ (2)

en varios órdenes de magnitud. Es entonces cuando la reacción (4) de oxidación de la

pirita por el Fe3+ empieza a tener lugar, siendo la causa de la rápida oxidación de la

pirita a pH ácido.

La geoquímica de las aguas ácidas de mina es un fenómeno complejo al haber

diversos procesos físicos,químicos y biológicos jugando un papel importante en la

producción, liberación, movilidad y atenuación de los contaminantes.

Como principales procesos que determinan la geoquímica del de las aguas ácidas de

mina, se han identificado :

la oxidación de la pirita

la oxidación de otros sulfuros

la oxidación e hidrólisis del hierro disuelto y otros metales,

la capacidad neutralizadora de la ganga mineral y roca encajante

la capacidad neutralizadora de las aguas bicarbonatadas,

la disponibilidad de oxígeno,


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la disponibilidad de agua líquida o en forma vapor,

la localización y forma de zonas permeables en relación con las vías de flujo

las variaciones climáticas

la formación de eflorescencias y su redisolución

el calentamiento por conducción y radiación del calor generado en diversas reacciones

exotérmicas (oxidación de la pirita, disolución de sales solubles y la dilución de un

ácido concentrado)

la acción de catálisis de las bacterias

la adsorción microbiana de metales

la precipitación y disolución de minerales durante el transporte

adsorción y desorción de metales durante el transporte

fotoreducción del hierro

la formación de complejos orgánicos

los procesos microambientales sobre superficies o entorno a organismos.

1.3. EFECTOS DE LOS DRENAJES ACIDOS SOBRE SUELOS AGRICOLAS

1.3.1. DESCRIPCION GENERAL

El suelo es un sistema complejo formados en la capa más superficial de la Tierra. Es

un compuestos de minerales y materia organica, producto de la acción de agentes

geológicos, ambientales y los seres vivos sobre los mantos rocosos en los que se

origina.

El suelo es un sistema abierto a los flujos de materia y energía , por lo tanto se

caracteriza por un constante equilibrio dinamico.

La degradación de los suelos puede tener origen natural o por acción humana,

estribando su diferencia principalmente en la velocidad en que se produce. Las

alteraciones por acción antropica son de mayor envergadura, produciéndose en plazos

muy cortos modificaciones de sus cracteristicas y propiedades, que el suelo no es

capaz de minimizar de forma natural.

La alteración de suelo puede ser física, química o biológica, según afecta cada uno de

sus tipos de propiedades, pudiéndose afectar los tres tipos de propiedades en

conjunto.

Se conoce como contaminación a la degradación químico de un suelo. Se dice que un

suelo está contaminado cuando presenta cantidades suficientes de sustancias que

pueden causar daño directa o indirectamente al hombre, a los ecosistemas o a las

infraestructuras. Atendiendo estas circustancias, dependiendo del, uso que se da al

suelo, se permiten diferentes niveles de contaminantes.

Los efectos de contaminación en los suelos agrícolas corresponden: acidificación,

perdida de nutrientes, desequilibrio elemental y toxicidad, salinización y alcalinización.

Los drenajes ácidos de antiguas explotaciones de carbón y minería metálica son una

de las principales fuentes de contaminación de las aguas superficiales y subterráneas

en el mundo.


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Los suelos cercanos a las instalaciones mineras sufren una serie de daños asociados

a la deposición de materiales inútiles como a la llegada de aguas con productos de

desecho del lavado y tratamiento del mineral. El primer efecto destacable es

desequilibrio textural por la llegada de materiales con diferentes granulometrías, como

dichos materiales llegan a la superficie del suelo, desaparece la estructura del mismo

que es reemplazada por una de tipo particular o masiva según el tamaño

predominante del aporte.

Los líquidos de lavado suelen ser ácidos por lo que se provoca una acidificación del

suelo con las consecuencias que ello lleva implícitas, principalmente la eliminación de

bases y un desequilibrio nutricional para las plantas. El deterioro de la vegetación lleva

consigo un decrecimiento en la biomasa y una bajada en el aporte orgánico al suelo, lo

cual provoca una gran pérdida de nutrientes aniónicos y la ruptura de los ciclos

biogeoquímicos de los elementos.

Se producen arrastres de material que merman el espesor del suelo provocando un

decrecimiento de la capacidad de intercambio catiónico y de la retención de agua, todo

ello incide sobre la disminución de la vegetación, que se hace más acusada por la

toxicidad generada, o aumentada, a causa de la acidificación del terreno.

1.3.2. CONTAMINACION POR METALES PESADOS

Se denominan metales pesados a una serie de elementos , generalmente de

transición, craracterizados por presentar una densidad superior a 6 g/cm3.

Los metales pesados están presentes en todos los suelos naturales como resultado

de alteración de minerales primarios y coprecipitados de minerales secundarios, y con

materia organica.

Algunos de estos son escenciales para la vida de plantas y/o animales , actuando

como catalizadores enzimáticos y son conocidos como micronutrientes.,

encontrándose habitualmente en concentraciones muy bajas por lo cual se denominan

oligoelementos. En altas concentraciones se pueden constituir problemas en el

funcionamiento de ecosistemas. En este grupo se encuentra el Cu, Zn, Cr, Ni.

Otros , como el Pb, Cd y Hg , no son necesarios para los seres vivos , pero por su

configuración electrónica pueden reemplazar a los elementos esenciales produciendo

perturbaciones , por lo que son clasificados como potencialmente toxicos.

El contenido total de metal en el suelo da idea del nivel de contaminación , pero el

grado de toxicidad esta determinado por la fracción de metal asimilable por las planta.

La fracción asimilable se define como la suma de la fracción soluble en fase liquida a

la retenida en fase solida, que pueden ser absorbidas por las raíces de la planta.

La cantidad de metales que pueden ser absorbidos por la planta, esta determinada por

los mismos factores que controlan su concentración y especiación del metal en la

solución de suelo, su movimiento hasta la raíz, el traslado del metal hacia el interior de

la planta .


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Con el fin de tratar de estimar la cantidad de metales que pueden ser absorbidos por las

plantas se han desarrollado una serie de métodos empíricos, que no siempre ofrecen

resultados satisfactorios.

El proceso de especiación ideado por A. Tessier (1979), diferencia cinco(5) fracciones de

metales pesados asociados a diferentes componentes del suelo :

I. Fraccion soluble

II. Fraccion asociada a carbonatos

III. Fraccion asociada a oxihidroxidos

IV. Fraccion asociada a materia organica y sulfuros

V. Fraccion residual

Los suelos que presentan altos contenidos de metales en las primeras fracciones (I a IV)

presentan mayor disponibilidad para las plantas. Los suelos que presentan los mayores

contenidos metalicos asociados a fracciones residuales, y por lo tanto no disponibles, pueden

estar contaminados , pero no necesariamente afectan las plantas que en ellos se desarrollan

1.4. LOS SUELOS DE VOCACION AGRICOLA EN LA CUENCA DE LOS RIOS AAAODIEL Y

RIOTINTO

1.4.1. CARTOGRAFIA DE LOS SUELOS EN EL ENTORNO DE HUELVA

Un primer paso para el estudio del problema ambiental generado por los drenajes

ácidos de mina (DAM) de los suelos de vocación agrícola en el entorno de Huelva ,

corresponde a su identificación.

Para tal finalidad se ha utilizado el estudio CARTOGRAFIA DE SUELOS DEL

POLIGONO INDISTRIAL DE HUELVA Y SU ENTORNO, elaborado por A. Iriarte, P.

Bouza, M. Simon y otros, publicado en la Revista Tendencias Actuales de la Ciencia

del Suelo (N. Bellinfante & A. Jordan Eds.; Sevilla , 2007).

La zona comprendida en el estudio, abarca un area de 576 Km2 , delimitada de la

siguiente manera :

Localidad Longitud Longitud

Playa de la Bota 675000 4118685

Aljaraque 675388 4126756

Gibraleón 680000 4139000

Trigueros 691826 4140000

Niebla 705456 4137735

Moguer 692764 4127824

Playa de Mazagón 694495 4111495

Faro del Espigón 692756 4109789

Cuadro 1. Coordenadas polígono estudio cartográfico


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Como parte principal del estudio se realizó la cartografía básica de los suelos de la

zona y se describieron los principales perfiles tipo, en los que se analizaron las

principales propiedades físico-químicas y se describieron sus características

macromorfológicas.

La presentación de información básica para el conocimiento del medio edáfico,

supone una base para otros estudios del medio natural, tales como la distribución y el

comportamiento de elementos potencialmente contaminantes (arsénico y metales

pesados) presentes en los suelos

Figura.1 – Mapa de Unidades Geomorfologicas (A. Iriarte, P. Bouza, M. Simon y otros; 2007)

El estudio cartográfico identifica 20 unidades de suelos dominantes. Centrados en el

propósito del presente documento, se hace presentación exclusivamente de la

descripción de las unidades que corresponden a suelos de interés agrícola.


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Cuadro 2. Unidades Geomorfologicas con actividad agricola

Unidad Suelo dominante Inclusiones Localizacion Geomorfologia Uso agricola

3 Regosoles arenicos

Regosoles calcaricos (en proximidad a sedimentitas del terciario)y Arenosoles eutricos (hacia el norte y en la zona de influencia costera

S.E. del area., ocupa una extensión relativamente grande en la zona de las Lagunas de Palos de la Frontera y las Madres

Arenas medias y finas del Plioceno de color blanco amarillento

Cultivo intensivo de fresa

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Asociación Calcisoles hipocálcicos – Cambisoles calcáricos Regosoles arénicos

Margen sur del rio Tinto y circundando la ciudad de Huelva.

en las sedimentitas marinas del Terciario, con textura arenosa y limosa, que afloran parcialmente en frentes de erosión de pendientes suaves y por tanto, con signos de erosión hídrica acentuada.

Cultivos frutales (melocotones y fresas) y cereales en terrenos con textura limosa

10 Regosoles calcaricos Vertisoles calcaricos N.E. de la capital Cereales

12 Regosoles calcaricos Cambisoles esqueleticos

Unidad de poca extension que corresponde al pie de monte de la margen sur del río Tinto, al NE de Moguer.-

Depositos aluviales y coluviales provenientes de las sedimentitas del Terciario y de los conglomerados cuarcíticos de las antiguas terrazas del Cuaternario

Trigo en areas de suelos arenosos


11

14

Asociación de Cambisoles calcáricos –Calcisoles háplicos

Se encuientran circundando a Trigueros , que ocupa la parte Mas alta del relieve Cereales

15 Vertisoles pélicos Vertisoles eutricos

suelos arcillosos de color pardo oscuro. El sustratogeológico está representado por limos y arcillas sobre antiguas terrazas de gravas. Girasol

16 Vertisoles calcicos

Regosoles calcáricos(suelos con textura areno limosa) y Cambisoles calcáricos(parte mas alta , en pendiente suave)

suelos desarrollados sobre materiales margosos de edad terciaria, localizados en áreas extensas situadas al norte al norte de la zona de estudio. Son suelos profundos de color pardo oscuro, con fuerte y profundo agrietamiento cuando se seca, característico de los Vertisoles

Trigo y girasol

17 Luvisoles esqueléticos

Regasoles esqueleticos y Cambisoles esqueleticos

el suroeste de la ciudad de Moguer

Terrazas aluviales del cuaternario y depositos de glasis .Material parental compusto de conglomerados cuarcíticos con matriz arenosa de color pardo rojizo y un importante desarrollo de revestimientos arcillosos Cereales


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1.4.2. ACERCAMIENTO AL ESTADO DE CONTAMINACION DE LOS SUELOS AGRICOLAS AAAADEL

ENTORNO DE HUELVA

La ciudad de Huelva se situa entre los estuarios de los rios Tinto y Odiel, cuyas

cuencas fluviales se encuentran en el Cinturon Piritico Iberico, asociado a una intensa

actividad minera, que aunque actualmente se encuentra abandonada, sigue

generando un intenso Drenaje Acido de Mina (AMD). En el area del estuario

conformado por los ríos se ha desarrollado uno de los complejos de industria química

mas grandes de España.

La presencia de zonas agricolas y de actividad pesquera en areas adyacentes, supone

un riesgo potencial por afectación de contaminación derivada de del drenaje acido de

minas y de los desechos industriales.

Es entonces de sumo interés el obtener un acercamiento al estado de contaminación

que presentan los suelos en el entorno de Huelva.

A - Concentraciones totales y fraccionamientos de elementos pesados de estudios

realizados en la Ria de Huelva :

El estudio “Contaminación por metales pesados y arsénico en los suelos de la Ría de

Huelva”, (A. Iriarte, P. Bouza, M. Simon y otros; 2007) centra el análisis en los

elementos Pb, Zn, As y Cu , debido a la distribución asimétrica debida a la presencia

de valores anómalamente elevados en las sub-aéreas estudiadas.

Elementos Suelos de la Ria de Huelva [1]

Nivel de fondo

Nivel de intervención [2]

UG1

Planicie Aluvial

UG2 Terrazas fluviales

UG3 Peniplanicies

UG4 Cordones litorales

UG5 Marismas

Ph < 7

Ph > 7

Media Maximo Media Maximo Media Maximo Media Maximo Media Maximo

As 383,3 11636,3 36,9 390,9 46,8 743,9 30,3 83,6 270,2 1630,6 36,4 > 50 > 50

Cd 0,2 > 7 > 10

Co 8,8 > 100 > 300

Cr 202 > 450 > 450

Cu 226,5 778,1 33,1 617,1 27,4 198,6 41,2 342 446,7 1688,7 44,6 > 300 > 500

Ni 25,5 > 200 > 300

Pb 559 1974,4 31,5 632,3 60,3 1283,5 40,4 342,8 271 1306,9 34,3 > 350 > 500

Zn 220,4 829,2 52,1 495,6 67,6 736,1 92 935,4 842,7 6503,3 70,5 > 600

> 1000

Hg 1,1 > 10 > 10

Tl 0,3 > 5 > 5

V 110,7

Sn 0,7 > 150 > 150


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Cuadro 3. Concentracion elementos pesados en la Ria de Huelva

[1] – Contaminación por metales pesados y arsénico en los suelos de la Ría de Huelva ; A. Iriarte, P. Bouzas, M. Simon, Otros ; Tendencias Actuales de la Ciencia del Suelo ; N. Bellinfante & A. Jordán (eds.); Sevilla, 2007 [2] - “Los criterios y estándares para declarar un suelo contaminado en Andalucía y la metodología y técnicas de toma de muestra y análisis para su investigación”; Consejería de Medio Ambiente de la Junta de Andalucía; 1999.

Como se puede apreciar, las mayores concentraciones en estos elementos se alcanzan en la UG1 y UG5, indicando una clara influencia de los aportes fluviales de los rios Tinto y Odiel. Una vez identificadas estas zonas , el estudio clasifico los sub- aéreas asociados a las mismas: Las Planicies aluviales (UG1) se agruparon, en las muestras asociadas al rio Tinto y, por otro lado las asociadas con el resto de la red fluvial de la zona.

La figura 2 muestra que los valores que superan los niveles de intervención para suelos agrícolas están asociados a la cuenca del rio Tinto. Las Marismas (UG5) se separaron en función de su pertenencia al rio Tinto u Odiel.


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En ambos ambientes y para cada uno de los 4 elementos representativos en el

estudio, se superan los niveles de intervención.

El estudio de las concentraciones de As y metales pesados en la ria de Huelva indica

una clara relacion con las unidades geomorfologicas asociadas a los rios Tinto y Odiel,

apareciendo niveles elevados en las planicies aluviales asi como en las marismas. Los

niveles detectados superan en numerosos casos los niveles de intervencion para

zonas naturales, niveles superiores a los determinados para la intervención en suelos

agrícolas , de acuerdo con las determinaciones de la Consejeria del medio Ambiente

de la Junta de Andalucia,

B – Analisis de una parcela agrícola del Filón del Norte – Tharsis

El estudio “DISTRIBUCIÓN DE ELEMENTOS PESADOS EN LAS FRACCIONES

GEOQUÍMICAS DE UN SUELO AGRÍCOLA AFECTADO POR LOS LIXIVIADOS

ÁCIDOS DE FILÓN NORTE - MINAS DE THARSIS, HUELVA” (publicado en la revista

de la Sociedad Española de Minerologia MACLA. Nº 10. Noviembre 2008), realizado

sobre una parcela hortofrutícola emplazada en terrenos conformados por depósitos

aluviales de arroyas que discurren por el sector.

Presenta los siguientes resultados en el estudio de especiación :

Elementos

Concentracion muestra (ppm)

Nivel de fondo (ppm)

As 687 25

Cd 0,8

Co 21 10

Cr 47 95

Cu 625 32

Ni 21 35

Pb 2128 38

Zn 589 76

pH 7,1 Cuadro 4. Concentraciones elementos pesados vs. Niveles de fondo

El estudio centra la atención en :

La obtención en las muestras de suelo un ph neutro , distante a las características de

los suelos afectados por DAM , motivado en el laboreo y a las enmiendas orgánicas y

alcalinas que practican los agricultores. Sin embargo, indicadores mineralógicos, como

la presencia de yeso y abundantes oxi-hidróxidos de hierro, evidencian procesos de

sulfurización relacionados con la disolución oxidativa de pirita.

Las concentraciones obtenidas en la muestra para Pb, As, Cu y Zn, que se encuentran

muy por encima de los niveles de fondo.(percentil 90), y las secuencias de movilidad

en las distintas fracciones geoquímicas del suelo, sugieren que la contaminación de

los suelos agrícolas con lixiviados ácidos de mina podría modificar sustancialmente


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sus condiciones físico-químicas, favoreciendo la liberación de los metales,

principalmente Pb, Zn y Cd, que se concentran en las fracciones geoquímicas más

lábiles (intercambiable y ligada a carbonatos).

C – Evaluación de la información relacionada

C.1 - Contenidos de elementos pesados en las muestras analizadas en los AAAAestudios

referidos:

Estudio Ria de Huelva :

Elemento

UG con contenidos por encima de niveles de intervención en suelos agricolas

Valor medio Valor maximo

As UG1, UG5 UG1, UG2, UG3, UG4, UG5

Cu UG5 UG1, UG2, UG3, UG4, UG6

Pb UG1 UG1, UG2, UG3, UG4, UG7

Zn UG5 UG1,UG3, UG4, UG8 Cuadro 5.Clasificacion comparativa de Unidades Geomorfologicas vs. Niveles de intervención.

Elementos Suelos de la Ria de Huelva [3]

UG1 UG2 UG3 UG4 UG5

Media σ Est Media σ Est Media σ Est Media σ Est Media σ Est

As 383,3 503.5 36,9 48,2 46,8 104,2 30,3 16,7 270,2 332,8

Cd

Co

Cr

Cu 226,5 266,1 33,1 86,1 27,4 38,3 41,2 71,4 446,7 402,1

Ni

Pb 559 738,3 31,5 79,1 60,3 190,1 40,4 78,2 271 309,2

Zn 220,4 250,7 52,1 76,8 67,6 101,8 92 190,6 842,7 1138,9

Hg

Tl

V

Sn Cuadro 6. Valores medios y desviación estándar por unidad geomorfológica respecto a los

elementos estudiados

De la información contenida en los Cuadros 4 y 5 , podemos concluir que para cada

unidad geomorfológica estudiada se obtuvo una gran diversidad de datos de

concentraciones para los elementos estudiados , con rangos de variación muy altos

(valores muy altos de la desviación respecto a las medias presentadas), lo que nos

indica que en una misma unidad se presentan amplias variaciones de las exposiciones


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a contaminantes y/o de las condiciones del suelo y la respuesta de las diferentes

fracciones a los procedimientos de extracción química secuencial.

Motivado en los altos valores de desviación estándar, y con base en la clasificación

utilizada en el Cuadro 5, es de esperance que un alto número de resultados de todas

las unidades geomorfológicas estudiadas se encuentren por encima de los limites para

intervención en suelos de uso agrícola determinados por la Consejería Ambiental de la

Junta de Andalucía.

Estudio parcela Filón Norte – Tharsis:

Tomando como base la información contenida en el Cuadro 6 , se puede prever el

efecto del drenaje acido de mina tendría sobre las condiciones físico químicos del

terreno de la parcela.

Fraccion goequimica del suelo

Elementos contenidos Factor de solubilizacion

Soluble intercambiable - Ligada a carbonatos

Cd(0,8 ppm) ; Zn(41%); Pb(35%);As(21%) Acidificacion del medio

Ligada a oxi-hidroxidos de Fe(III)

Co(62%); Cu(56%); As(50%)

Reduccion de hierro y manganeso a formas ferrosa y managanosa

Ligada a oxidos de Fe(III)

As(24%); Ni(22%), Cr(20%); Pb(18%); Fe(42%)

Ligada a materia oprganica y sulfurios secundarios

Cu(12%); Ni(7%); Pb(7%)

Condiciones oxidantes Ligada a sulfurios primarios Pb(14%)

Residual Cr(52%) Cuadro 7.Elementos contenidos por fracción geoquímica del suelo y Factor incidente en la

solubilizacion de la traza

Pese a que la presentación de contenido de elementos pesados en ppm , no permite

realizar análisis comparativo contra los niveles de intervención utilizados en el

presente documento, es claro que una reducción del pH del terreno por acción del

DAM solubilizaría una serie de elementos potencialmente toxicos , permitiendo

alcanzar al Pb nivel equivalentes a 29 veces el nivel de fondo y al AS 6 veces.


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C.2 – Conclusiones :

La información tomada de los estudios sobre contenidos de metales pesados y

arsénico en suelos de la Ría de Huelva y en un terreno agrícola en Tharsis , nos

permite aseverar la existencia de un amplio sector de los terrenos de las cuencas de

los ríos Odiel y Tinto contaminado por los drenajes acidos de mina , producto

principalmente de la explotación minera intensiva en el sector , y en menor escala por

exposición natural de las masas de rocas sulforosas a los agentes atmosféricos.

Los muy amplios de contenidos de metales pesados identificados en cada uno de las

unidades geomorfológicas identificadas en el estudio de la Ría de Huelva, lleva a

pensar en la necesidad de descomponer las unidades en microzonas para las cuales

los perfiles de contenidos en las diferentes fracciones del suelo tiendan a ser similares,

en atención al tipo de tratamiento a aplicar para su descontaminación. dado el muy

amplio numero de datos que superan los niveles de intervención para suelos agrícolas.

Los datos suministrados por el estudio sobre la parcela del Filon Norte – Tharsis sobre

elementos contenidos en las diferentes fracciones del suelo, permite presumir el efecto

de solubilizacion de las aguas acidas al actuar sobre carbonatos, sulfatos y materia

organica , y el aumento de toxicidad del suelo al disponer una mayor cantidad de

metales pesados y arsénico asimilable por las plantas.


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2. ALTERNATIVAS PARA EL TRATAMIENTO Y CORRECION DE LOS SUELOS AAAGRICOLAS

AFECTADOS POR LOS DERENAJES ACIDOS EN EL ENTORNO AADE HUELVA

Los terrenos de explotación agrícola, en el entorno de las cuencas de los ríos Odiel y

Tinto, se han visto expuestas a alta contaminación por los flujos de los drenajes ácidos

de minas que han fluido a través de estos ríos desde hace cientos por no decir miles

de años.

Existen registros ,desde épocas muy anteriores a las explotaciones metalúrgicas a

gran escala de los siglos XIX y XX ,que evidencian el muy alto grado de contaminación

de estas fuentes hídricas por los drenajes ácidos de minas.

Según el inventario nacional de balsas y escombreras , realizado por el IGME en 2005,

en la provincia de Huelva 57 escombreras con residuos piritocos del orden de 133

Hm3, osea una de las acumulaciones de escombros mineros mas importantes del

mundo.

En este panorama, las acciones correctivas para procurar la descontaminación de los

suelos afectados por el drenaje acido de minas deben actuar sobre los tres aspectos

determinantes en la misma :

1. Control en el origen de las causas generadoras de los DAM

2. Tratamiento de las fuentes fluviales por las cuales fluyen

3. Tratamiento especifico de las parcelas de terreno agrícola

2.1. CONTROL DE LAS CAUSAS GENERADORAS DE LOS DRENAJES ACIDOS DE MINAS

Las cuencas del los rios Odiel ( 2387 Km2) y Tinto (1720 Km2) , se encuentran

inmersas en el Faja Piritica Iberica , una de las áreas metalogenicas mas importantes

del mundo.

En estas cuencas existen mas de 60 minas (de las cuales la mayoría estuvo en

explotación hasta mediados del siglo XX), siendo el distrito minero de Rio Tinto el más

destacable y conocido.

La mayoría de las explotaciones mineras quedaron abandonadas con anterioridad a la

entrada en vigor del Real Decreto 1302 de 1986, que obliga legalmente a las

empresas mineras a desarrollar planes de restauración ambiental para integrar los

espacios afectados nuevamente al medio natural, debiendo ser asumida esta labor por

las autoridades provinciales y de Comunidad autónoma de Andalucia.

La comunidad Autonoma de Andalucia , a traves de de la Consejeria Ambiental

planteo una serie de acciones sobre las cuencas de los ríos Odiel y Tinto , con el fin

los aporte contaminates a las aguas de los ríos como consecuencia del lavado por los


19

agentes atmosféricos de las areas de explotación a cielo abierto y las escombreras

abandonadas.

El Plan de recuperación del Odiel, ya finalizado (1994 – 2001), se fundamento en las

siguientes actuaciones:

Recogida, agrupamiento y sellado con materiales impermeables de todos los

residuos piríticos expandidos en escombreras y vacies, para evitar su contacto

con el agua y su posterior transporte al Odiel

Medidas para evitar el drenaje natural de las aguas ácidas que se producen en

los socavones, galerías y pozos de las minas abandonadas.

Canalización de las aguas ácidas de escorrentía hacia instalaciones

denominadas "trampas alcalinas", donde las aguas se ponen en contacto con

materiales de roca caliza para neutralizar su acidez.

Construcción de una planta de tratamiento en el Arroyo Asperón (Calañas)

para depurar los vertidos procedentes de las explotaciones en activo de Minas

de Almagrera.

Las condiciones de las areas de explotación miera en la cuenca del rio Tinto ofrecen

una situación mas compleja. Por una parte las dimensiones de las areas de

explotación expuestas y el gran volumen de residuos de minería obliga a plantear un

conjunto de soluciones diferentes a las utilizadas en la cuenca del Odiel.

Por otra parte la contaminación del rio Tinto , preexistente desde los primeros registros

históricos, a generado un ecosistema sui generis , de un amplio interés científico ,

además de las peculiares condiciones del territorio ,traducidas en una fuente de

ingresos por el turismo ecológico.

Las condiciones especiales de la cuenca del rio Tinto, ha llevado a plantear como

solución , la construcción de una planta de tratamiento para las aguas del rio Tinto ,

con ubicación posterior a los primeros 14 Km del curso del rio , donde se concentra la

actividad minera y se producen los vertidos contaminantes.

2.2.TRATAMIENTO DE LAS FUENTES FLUVIALES

Un segundo paso corresponde al tratamiento de las aguas de los ríos Odiel , Tinto y

sus arroyos(contaminados) afluentes , con el fin de neutralizar el pH de sus aguas y

eliminar los metales pesados transportados. La acción correctiva en esta etapa se

orienta a la obtención de agua utilizable para la irrigación agrícola.

La corrección de las aguas acidas de minas se puede realizar por 2 tipos de sistemas

de tratamiento:

Tratamientos activos : Corresponden a los métodos de depuracion de aguas que

generalmente incluyen utilización de reactivos sinteticos (álcalis y floculantes), uso de

energia (ejecución de bombeo y mezclado de reactivos y procersos de sedimentación

(tanques sedimentadores y/o clarificadors).


20

Tratamientos pasivos: Metodos de mejora del agua por reacciones bioquímicas , sin

uso de reactivos sinteticos ni energía externa , como estrategias sostenibles a largo

plazo.

La zona baja de las cuencas de los ríos Odiel y Tinto contienen algunas de las

mayores áreas de uso agrícola de la región tal como se describió en el numeral 1.4.1.

Cartografia de los suelos en el entorno de Huelva (unidades 3, 9, 16, 17), las cuales

requieren disponer de agua de riego de calidad adecuada, da ahí la importancia

adicional de la atención de este aspecto.

Métodos de tratamiento pasivo

Los métodos de tratamiento pasivo, desarrollados en Estados Unidos desde finales de

la década de los 80’s. Estos métodos basados en los procesos físico, químicos y

biológicos que tienen lugar en los humedales naturales ,han comporbado un buen

rendimiento en la neutralización del pH y eliminación de metales pesados de los DAM

La Figura 4.presenta el diagrama de flujo sugerido por Watzlaf – Hyman (1995) y

Hedin(1997), para la selección del conjunto de tratamiento pasivos mas adecuado ,

conforme con las especificidades del agua a tratar.

Figura 4. Diagrama de flujo para selección de sistemas para el tratamiento pasivo de drenajes

acidos de mina (Watzlaf – Hyman (1995) y Hedin(1997)).


21

2.3. TRATAMIENTO DE LOS SUELOS AGRICOLAS CONTAMINADOS POR AAADRENAJES

ACIDOS DE MINAS

2.3.1. FACTORES DETERMINANTES A ATENDER PARA LA ADOPCION DE UN TRATAMIENTO

EFECTIVO

Los cuadros 8 y 9 , referentes a las condiciones de movilidad de los metales y a las

condiciones en las cuales estos se hacen disponibles para su asimilación por las

plantas , nos indican a la vez los puntos de atención a tener en cuenta para la

escogencia del tratamiento adecuado y las condiciones a mantener para prolongar su

efectividad en el tiempo.

Otro factor determinante esta dado por las condiciones minerlogicas del suelo. Los

minerales de arcilla , particulas pequeñas y planas,unidas por cadenas de oxigeno

compartido, tienen una alta superficie especifica y carga eléctrica negativa , atrae

metales pesados que normalmente se encuentran en solución como cationes (Cd2+,

Co2+,Cr3+, Cu2+, Hg2+, Ni2+, Pb2+, y Zn2+). Por el contrario ,los suelos arenosos

carecen de capacidad de fijación de los metales pesados, los cuales pasan

rápidamente al subsuelo y pueden contaminar los niveles freáticos

Movilidad

Condiciones del medio

Oxidante Acido Neutro y Alcalino Reductor

Alta Zn Zn,Cu,Co,Ni,Hg,Ag;au

Media Cu,Co,Ni,Hg,Ag, Au,Cd Cd Cd

Baja Pb Pb Pb

Muy baja Fe,Mn,Al,Sn,Pt, Cr, Zr Al,Sn,Pt,Cr

Al,Sn,Cr,Zn,Cu,Co,Ni,Hg,Ag,Au

Zn,Cu,Co,Ni,Hg,Ag,Au,Cd,Pb

Cuadro 8. Movilidad de metales pesados de acuerdo con el pH y Eh del suelo.

Forma de retención en el suelo Forma de retención en el suelo

Iones en solución del suelo Fácilmente disponible

Ión en complejo de cambio Relativamente disponibles, pues estos metales, por su pequeño tamaño y altas cargas, quedan fuertemente adsorbidos

Metales quelados por compuestos orgánicos

Menos disponibles

Metal precipitado o coprecipitado Disponible sólo si ocurre alguna alteración química

Incorporado a la matriz biológica Disponible después de la descomposición

Metal en la estructura mineral Disponible sólo después de la meteorización

Cuadro 9. Disponibilidad relativa para las plantas de los metales retenidos en el suelo


22

2.3.2. METODOS DE TRATAMIENTO

Existe un amplio nuemro de alternativas de tratamiento para los suelos contaminados.

En el presente documento haremos mención a 2 tipos de tratamiento , que debido a su

uso extendido el primero y la potencialidad de uso del segundo por su bajo coste

comparativo , se pueden considerar como alternativas de mas fácil elegibilidad por los

propietarios de suelos agrícolas contaminados en el entorno de Huelva.

A. Enmiendas de suelos contaminados

Enmiendas calizas :Corresponde a la práctica agronómica más extendida para la

corrección de acidez en suelos.

El objeto del tratamiento consiste en la aplicación de oxidos, hidróxidos y/o carbonatos

de calcio o Magnesio, siendo mas frecuente el uso de las primeras , por eso su

denominación genérica.

Uno de los métodos mas exactos para determinar para determinar las necesidad de

concentración de tratamiento a utilizar consiste en analizar el Ion complejo de cambio.

se basa en que para cada suelo existe una curva característica que permite relacionar

el porcentaje de saturación de bases (valor V) con su valor de pH. Dicha relación

depende del contenido y naturaleza de los coloides que posee, y determina las

características particulares del complejo de intercambio. Conociendo el valor de pH

actual del suelo en estudio y el valor de pH deseado es factible determinar cual será el

valor V objetivo.

Enmiendas organicas :Consiste en la utilización de materiales de origen

agroindustrial para el mejoramiento de terrenos , principalmente en utilizados como

fertilizantes.

Las enmiendas orgánicas, aunque no tienen tanta capacidad de neutralización de la

acidez, poseen una alta capacidad tampón gracias a su elevado contenido de materia

orgánica, favoreciendo el mantenimiento del pH del suelo de forma más prolongada

Enmiendas mixtas : Conjuga la utilización de las enmiendas organicas y calizas,

maximizando los resultados.


23

B. Tratamientos biológicos o de biorremediacion :

Esta técnica se basa en favorecer los procesos microbiológicos que de forma natural

se producen en el suelo y que conllevan la degradación de los contaminantes. El

objetivo final es conseguir la mineralización de los contaminantes, esto es, transformar

los compuestos químicos nocivos en compuestos inocuos.

Entre los contaminantes inorgánicos más frecuentes cabe destacar los metales

pesados, elementos no biodegradables que solamente pueden ser transformados de

un estado químico a otro.

Una de las formas de combatir este tipo de contaminación es la utilización de

microorganismos que pueden influir en el comportamiento de los metales.

Entre las distintas vías de actuación destacan las siguientes:

Transformación de metales por procesos de óxido-reducción (Fe y Mn) o por

alquilación (Hg). La movilidad y toxicidad del metal transformado difiere

notablemente de sus formas originales.

Acumulación por adsorción pasiva en la pared celular o por sorción en el

interior de la célula Liberación de sustancias que influyen en la conducta de los

metales, unas veces favoreciendo su movilidad y otras su inmovilidad.

Los microorganismos también participan en el ciclo del carbono y, por ello, influyen en

la cantidad y características de la materia orgánica, la cual es capaz de formar

complejos órgano-metálicos más o menos móviles.

Los microorganismos son capaces de variar las condiciones del suelo (porosidad,

conductividad hidráulica, pH, Eh, etc.) afectando a las características químicas de los

metales.

C.Otros métodos de tratamiento :

Entre otros diferentes métodos para el tratamiento de suelos contamiados se pueden

indicar los correspondientes a Biorrecuperacion (Tratamientos in situ : tratamiento de

compuestos volátiles y tratamiento de compuestos semivolátiles y no volátileso ; Ex

situ : tratamiento por via solida y tratamiento por via suspensión) , soluciones por lo

general de un costo bastante mayor a las otras relacionadas.


24

2.4. TRATAMIENTOS DE SUELOS AGRICOLAS CONTAMINADOS - ACCION

aaaaINVESTIGATIVA

Dentro del enfoque determinado en el presente documento , correspondiente a dar

prelación a la búsqueda de soluciones de bajo coste y mayor facilidad de aplicación,

que permitan un uso por practico por los propietarios de las tierras de cultivo en las

áreas aledañas a Huelva, resultan de sumo interés las acciones investigativas

orientadas a plantear soluciones a la contaminación de los terrenos mediante la

utilización de enmendantes organicos e identificación de organismos utilizables para

biorredediacion.

Respecto a estudios para el control de contaminación por metales pesados por

biorremediacion , el estudio “Interacciones microbianas con metales pesados”

(C.Cervantes, AE. Espino-Saldaña, F. Acevedo-Aguilar, Otros), publicado en la

Revista Latino Americana de Microbiologia ALAM (Vol. 48, No. 2 , Abril - Junio. 2006) ,

plantean como estrategia racional para el mejoramiento de organismos en la

biorremediacion de ecosistemas contaminados con metales pesados :

“La identificación y descripción de los mecanismos moleculares y celulares que

confieren la resistencia y acumulación del metal.”

“El análisis de control de los mecanismos de los mecanismos de acumulación

con los cuales detectar los sitios (enzimas, transportadores) susceptibles de

manipulación genética o química”

“La evaluación de las cepas geneticamente o las drogas especificas diseñadas

para afectar los sitios principales de control metabolico

En los estudios consultados referentes a la utilización de enmiendas organicas , en los

cuales se plantea la utilización de residuos de los procesos agroindustriales para la

reducción de y/o neutralización de pH en suelos afectados por drenajes acidos de

minas pudimos observar :

A- El Paper “Cambios en el pH de un suelo acido cultivado y enmendado con diversos

materiales para incrementar su fertilidad” (P. Gonzales- Fernandez, R. Ordoñez-

Fernandez, Otros) , contenido en el documento Estudios de la Zona No Saturada del

Suelo Vol. VI. (J. Álvarez-Benedí y P. Marinero, 2003), presenta el estudio realizado en

la raña del Cañamero, Macizo de Villuercas situado entre las provincias de Caceres y

Badajos , en el cual se analiza la acción que sobre el pH de un suelo acido,

degradado por la intensiva explotación agrícola y con altas deficiencias nutricionales ,

presentan seis(6) enmiendas aplicadas , entre las cuales se utilizan espumas de

azucarería.

El estudio se realiza sobre 3 horizontes de terreno (Ap (h entre 0-18 cm) ,AB (h entre

20-45 cm) ,BT ( h >45 cm)) , y analiza su efectividad y evolucion en un ciclo de 1973

dias.

Los resultados del estudios indican que las espumas de azucarerías presentan un

efecto similar al obtenido con la enmienda con cal magnesina , en cuanto a máximo


25

nivel de Ph logrado, periodo de máxima eficiencia y comportamiento en el decaimiento

del pH.

B – En el documento “Aplicación de purín de cerdo como enmienda en suelos ácidos

de mina en la zona de Mazarrón - ensayos de lixiviación” ( D. Carmona , A. Faz -

Cano; Tendencias Actuales de la Ciencia del Suelo - N. Bellinfante & A. Jordán (eds.);

Sevilla, 2007), se estudia la potencial aplicación en ,suelos degradados por DAM , de

purines de cerdo .

El estudio concluye que aunque bajo las condiciones de los ensayos realizados el

incremento del pH es poco (no mas de 2 unidades) y que el suelo continua siendo

acido, se obtiene una disminución de la salinidad hasta nivels de 1,8 Ds/m que se

traduce en una disminución de la movilidad de los metales.

3. TECNICAS Y METODOS DE INVESTIGACION

Se presenta a continuación una breve descripción de las técnicas y métodos

normatizados y/o de mayor aceptación para el estudio de los suelos contaminados

El adecuado análisis de las muestras de suelo nos va a brindar las evidencia analíticas

del nivel de contaminación de suelo en su estado incial de la investigación , y de la

evolución y efectividad de los tratamientos que en el se apliquen.

3.1. MUESTREO

La principal condición que debe cumplir el muestro es la representatividad, esto es,

que una muestra o grupo de muestras refleje con precisión la concentración y estado

de cualquier componente en un determinado lugar y tiempo.

Los resultados obtenidos de las muestras representativas deben mostrar las

variaciones de los contaminantes y sus concentraciones.

Las variables que afectan a la representatividad de una muestra son las siguientes:

Las variaciones en la composición mineralógica del suelo, su permeabilidad y

capacidad sorcitiva y de tamponamiento.

Las variaciones en la composición química de los contaminantes en el área

Las variaciones temporales en la composición del medio

Los errores sistemáticos o esporádicos producidos en el propio muestreo, en

la manipulación y en el transporte de las muestras al laboratorio

Los errores en los resultados analíticos producidos por un almacenamiento

incorrecto o por la preparación de la muestra en el laboratorio

Los efectos de la heterogeneidad se compensan tomando un gran número de

muestras.


26

La planificación del muestreo se debe realizar con base la ,investigación preliminar

realizada (estudio de documentación e información disponibles) y el reconocimiento de

campo. El reconocimiento de campo , o el resultado de analisis preliminares pueden

llevar a un a subidivision de las areas que posean previsiblemente distintos grados de

contaminación.

La toma de muestras depende de la dimensión y el nivel de detalle requerido por el

estudio, pudiéndose trabajaer sobre los siguientes intervbalos de muestreo :

Investigacion de detalle : cada 5 x5 m

Investigacion a escala media : cada 15 x 15 m

Investigacion en areas extensas : cad 25 x 25 m

Existen varias opción es para lograr que un muestreo sea correcto : al azar,

sistematico, estratificado, compuesto,cada uno con mayor o menor grado de

recomendabilidad dependiendo de las caracteristicas del area a estudiar.

3.2. CONSERVACION Y ALMACENAMIENTO DE MUESTRAS

Cuadro 10. Contenedores , tiempo y forma de conservación de suelos(Boulding, 1994)


27

3. 3. PRETRATAMIENTO

Comprende la ejecución de las actividades de preparación de la muestra tomada para

los análisis de las mismas , comprende :

Secado

Trituración y eliminación de material grueso

Pulverización

Homogenización

Desmuestre y cuarteo.

3.4. CARACTERIZACIÓN ANALITICA

Corresponde a la determinacion de parámetros requeridos para caracterizar un suelo.

Dentro de los estudios de caracterización de mayor importancia y alto nivel de

normalización se encuentran :

Determinacion de acidez del suelo

Determinacion de contenido de carbonatos

Granulometria del suelo

Determinacion de contenido de materia organica

Determinacion de contenidos de oxidos de hierro libre

3.5. DETERMINACION DE ELEMENTOS TRAZA

La caracterización de presencia de metales pesados en suelos no cuenta con

normativas y métodos estandarizados, recurriendose por lo general a metodologías

establecidas internacionalmente como las definidas la EPA 1986 o la ISO/CD 11466.

El objetivo central de la metodología a optar debe consistir en definir métodos

analíticos para la determinación de contenidos de arsénico, cadmio, cromo, plomo,

mercurio, niquel, zinc, selenio, cobalto, estaño, manganeso, molibdeno y talio en la

muestra de suelo. Generalmente el análisis se practica sobre la fracción fina de

sedimento (< 2mm).

Todo método de disolución debe conjugar el poder solubilizante del HF para los

minerales de la arcilla con la capacidad de ataque del HNO3, HClO4, y/o HCl

para los constituyentes orgánicos de los suelos. Por otro lado, si se considera el hecho

comprobado de la disolución incompleta de algunos tipos de arcilla por la acción del

HF, se recurre a la acción conjunta de varios ácidos (HF, HNO3, HCl) para la

solubilización completa de una muestra de suelo.

Se identifican dos tipos de procesos principales :


28

Porcesos de digestión :

Utilizados cunado el contenido de materia organica en la muestra es inferior al 50% :

HF + agua regia – Ataque en estufa

HNO3 , HNO3 + H2O2 – Ataque en dispositivos de microondas

Ataque en autoclave.

Para muestras con altos contenidos de materia orgánica, es necesario ampliar la

digestión con ácido nítrico por varias horas.

Metodos instrumentales :

Su elección depende del rango de concentración en que se encuentra el metal en la

muestra y del tipo de metal analizado.

Las técnicas usuales son las siguientes:

a) Espectrometría de absorción atómica de llama (AAS)

b) Espectrometría de absorción atómica con atomización electrotérmica

(GFAAS)

c) Espectrometría de absorción atómica con generación de hidruros (HGAAS)

d) Espectrometría de absorción atómica con técnica de vapor frío (CVAAS)

e) Espectrometría de fluorescencia atómica (AFS)

f) Espectrometría de plasma acoplado inductivamente (ICP-AES)

g) Espectrometría de plasma acoplado inductivamente con detector de masas

(ICP-MS)

h) Espectrometría de fluorescencia de rayos X (XRF)

Los métodos a,b,f,g y h pueden usarse prácticamente para todos los

elementos/metales pesados; d y e están diseñados para la determinación de Hg; c y e

resultan especialmente útiles para elementos/metales pesados formadores de

hidruros, como As, Se, Sb, y Sn.

La elección de un método para un elemento concreto depende de la cantidad o

concentración que se espere encontrar de dicho elemento en la muestra, siendo con

frecuencia necesario disponer de varios métodos para evaluar la presencia todos los

elementos presentes en una muestra.

Las técnicas analíticas multielementales y automatizadas resultan particularmente

útiles al ser generadoras de grandes series de datos con una inversión mínima de

esfuerzo y tiempo. La espectrometría de plasma acoplado inductivamente (ICP-AES)

es una de las que presentan mayores ventajas en este sentido, al poseer un gran

potencial en el análisis multielemental, con una respuesta lineal amplia y un efecto

matriz muy limitado.


29

La espectrometría de plasma acoplado inductivamente con detección de masas (ICP-

MS) es enormemente valiosa para la detección multielemental simultánea de

elementos en rangos de concentración muy bajos, pero precisa de operarios con

mayor adiestramiento y experiencia

La espectrometría de fluorescencia de rayos X es una técnica analítica multielemental,

no destructiva y automatizable, que permite una evaluación rápida de los suelos

contaminados, siendo posible disponer de instrumentos portátiles para efectuar

análisis de campo.

4. TECNICAS PARA DIVULGACION Y EXPLOTACION DE RESULTADOS DE LAS

INVESTIGACIONES

Los programas de fomento de la I+D y la innovación, tanto en el ámbito nacional y

europeo otorgan una importancia creciente a la posible utilidad futura de los resultados

de los proyectos y a su repercusión social por esta razón, en las convocatorias

publicas de ayudas para la realización de proyectos de I+D se han de explicar tanto

los beneficios esperados como los planes para la difusión y explotación futura de los

resultados.

Los principales aspectos a desarrollar y especificar en la investigación corresponden a:

A – Beneficios del proyecto :

a) Beneficios de la innovación en la empresa. explicar la diferencia entre

situación actual y la derivada de los resultados del proyecto en materia de:

prestaciones: el conocimiento/proceso/producto/servicio que se va a

obtener supone una novedad o mejora

calidad: mayor garantía y/o seguridad en las prestaciones del mismo

capacidad tecnológica: incremento del capital tecnológico y la cualificación

de los empleados y, por tanto, mejora la capacidad de absorción de

tecnología

costes: reducción de los costes de producción

impacto laboral y ambiental

relaciones empresariales: acceso a nuevos mercados, internacionalización.

b) Beneficios sobre el sector empresarial y sobre el conjunto de la sociedad.

explicar la diferencia entre la situación actual y la derivada de los resultados

del proyecto en materia de:

empleo

posición competitiva en el sector

nivel tecnológico del sector


30

calidad de vida desarrollo regional (mejora de infraestructuras, empleo

cualificado, nuevas actividades de sectores emergentes, etc.)

medio ambiente

otros (especificar)

B - Plan de difusion y divulgacion de resultados :

Al margen del interés del grupo investigador de publicar los resultados en las revistas

de más impacto dentro de su área, se pretende que, en la medida en que los citados

resultados puedan ser útiles para sectores profesionales, empresas o usuarios, el

grupo contemple las previsiones de difusión de los mismos a estos colectivos. por

tanto, en este apartado se debe especificar qué acciones se van a emprender para

ello. a continuación, se incluye una lista de mecanismos de difusión posibles , de

acuerdo con el ámbito de trabajo:

publicación en revistas científicas

contribuciones a congresos científicos

actividades de formación

participación en foros o congresos profesionales

participación en actividades paralelas de ferias nacionales o internacionales

de tipo profesional o de nuevas tecnologías.

publicación en revistas empresariales, profesionales o sectoriales

elaboración de normas o reglamentaciones

elaboración de metodologías

divulgación al público: notas de prensa y folletos explicativos del proyecto

elaboración y difusión de ofertas o catálogo de presentación del

producto/proceso/ servicio

acuerdos previos con empresas o entidades públicas y privadas

(asociaciones empresariales, centros tecnológicos, agencias de desarrollo

regional, etc.) para la difusión y divulgación de resultados metodologías.

difusión en la web

jornadas de demostración, etc.

c - Plan de explotación de resultados

Los aspectos que se suelen recoger en este tipo de planes son los siguientes:

Identificación de los conocimientos científicos y técnicos explotables que a ase prevé

obtener

Producto, proceso o servicio nuevo o mejorado respecto a los disponibles en el

mercado en la actualidad (describir aportaciones).

Relevancia de la innovación tecnológica esperada (novedad sectorial,nacional,

mundial)


31

Ventajas/mejoras tecnológicas y/o económicas respecto a los

procesos/productos/servicios disponibles (enumerar y describir brevemente)

Nivel de desarrollo esperado al finalizar el proyecto (laboratorio, diseño

preliminar, prototipo, planta piloto, pruebas, demostración..)

Potenciales barreras para la posible explotación/transferencia de los resultados

Interés de cada participante en el proyecto respecto de la difusión y a aaexplotación

de los resultados. Congruencia respecto a la estrategia de aaaacada participante.

Previsiones para la necesaria protección de los resultados, tanto de los aesperados

como de otros que puedan surgir durante el desarrollo del aproyecto:

Tipo de protección: patentes, modelos de utilidad, marcas, variedades

vegetales, know-how, etc.

Titularidad de los mismos (el grupo o grupo grupos participantes; la empresa

asociada). Reparto (el pactado en el convenio o contrato). Derechos de

explotación (según contrato/convenio, si se ha suscrito). Papel de cada

participante en la protección.

Ámbito de protección (nacional, europeo, otros..)

Identificación del mercado:

Usuarios potenciales de los resultados

Identificación de las empresas o sectores potencialmente interesados en

explotar los resultados: especificar el sector al que se dirige, en principio, el

proyecto, pero no dejar de añadir otros sectores industriales que podrían estar

interesados en ellos (especialmente los proveedores de tecnología, de

productos o de materias primas: empresas de bienes de equipo, ingenierías,

laboratorios, etc)

Mercado potencial, nacional e internacional (unidades de venta, si es que se

puede saber a estas alturas, etc.)

Acuerdos previos con empresas, entidades o clientes potenciales o anecesidad de

negociación de contratos de transferencia/cooperación (con el aapoyo de la OTT)

Planteamiento del desarrollo, industrialización y comercialización:

aEnumeración de las etapas que habría que llevar a cabo después de este aproyecto

para lograr la industrialización/utilización por el usuario potencial del proceso/producto

objeto del proyecto

Desarrollos pendientes y tiempo hasta la implantación definitiva

Socios necesarios3, indicando perfil de cada uno

Elaboración de ofertas para su difusión a clientes o sectores potenciales

Si es posible, incluir un calendario tentativo de las actividades indicadas en los

apartados anteriores

Elaboración de propuestas a entidades financiadoras para llevar a cabo las

etapas ulteriores de desarrollo.


32

REFERENCIAS:

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J.J.Soriano - Aprovechamiento de drenajes ácidos de minas. aplicación a la agricultura www.fnca.eu/fnca/america/docu/1617.pdf

Guión para la redacción de planes de difusión y explotación de los proyectos de investigación www.dicv.csic.es/pdf/ott/planes.pdf

Sugerencias sobre aspectos a considerar en plan de difusion y divulgacion de resultados www.ctt.upv.es/2-serv-upv/serv-upv-2/.../plandif.PDF

http://www.dicv.csic.es/pdf/ott/planes.pdf

Contaminación de suelos agrícolas en el entorno de Huelva

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