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UnternehmenspräsentationNuevas tecnologías de remediación ambiental mediante el uso de geocompuestos activos

3ª Expo Ambiental Uruguay 2017

05 de Septiembre de 2017 – Montevideo, Uruguay

Ing. MSc. Fernando Ruiz

HUESKER Ltda.

Nuevas tecnologías de remediación ambiental

mediante el uso de geocompuestos activos


Geosintéticos

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Definición

Denominación genérica de productos poliméricos, industrializados, desarrollados para lautilización en obras geotécnicas, que desempeñan una o varias funciones: refuerzo,filtración, drenaje, protección, separación, barrera de flujo y control de erosión.

Clasificación/Función Refuerzo Filtración Drenaje Protección SeparaciónBloqueo de Flujo

Controlde erosión

Confinamiento

Geotextiles

Geomembranas / GCLs

Geogrillas / Geomallas

Geodrenes

Geotubos

Geomantas

Geocéldas


Geosintéticos

6

Introducción

Geotextiles

Geogrillas


Primera aplicación

Rüstersieler WattAlemania, 1963

Primer proyecto con “geosintéticos” en el mundo


Refuerzo de Subrasante/Base

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Tubos de Geotextil para desecado

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Geosintéticos

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Introducción

Geotextiles

Geogrillas

Geocompuestos

UnternehmenspräsentationNuevas tecnologías de remediación ambiental mediante el uso de geocompuestos activos07.09.2017 11

GCL: Geosynthetic Clay Liner

Lado superior: No tejido

Diferentes gramajes y

configuración

Interior: BENTONITA SÓDICAGRANULAR

Variación de volumen en presencia de agua

Lado inferior: Tejido

Diferentes gramajes y

configuración textil

k ≤ 3x10 -11 m/s


GCLs como barrera de flujo en rellenos sanitarios


Sistema de barrera convencionales

13

Suelo de

cobertura

Capa Mineral

drenante

Capa de arcilla

compactada

Base

Resíduo

Compuesto de Drenaje

GCL30

cm50

cm

2 cm en total!

Ganancia en volumen de disposición Transporte – 75 a 150 camiones (Emisión CO2)

50cm (+30cm)

1cm (+1cm)

Sistema de barrera usando GS

GCLs como barrera de flujo en rellenos sanitarios


‘Geocompuestos Activos’:

El concepto


Geocompuestos Activos

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Conocimiento existente sobre Materiales Activos que pueden ligarse/reaccionar con sustancias contaminantes

En combinación con geosintéticos (tecnología disponible), puede formarse un geocompuesto que actúa como elemento de ‘contención’ de contaminantes

Objetivo principal: Buscar mayor control de calidad y facilitar la instalación de estos materiales Activos

Dependiendo de la aplicación (en el suelo o en condiciones bajo agua) diferentes geotextiles pueden ser usados (durabilidad, resistencia, etc.).

El concepto


NÚCLEO: MATERIAL ACTIVO

Dependiendo de las singularidades del proyecto,

puede ser constituido por amplia gama de materiales

naturales, artificiales y adsorbentes.

CAPA INFERIOR:

El peso del geotextil no tejido puede ser

escogido o sustituido por un geotextil

tejido. Una geogrilla también puede ser

utilizada para refuerzo.

CAPA SUPERIOR

Puede presentar

características diferentes

para una mejor protección y

prefiltración de partículas.

Geocompuesto Activo


Tecnologías disponibles

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Geocompuesto AS Geocompuesto AC Geocompuesto CP

Agente de absorción de productos

petroquímicos (aceites, diésel, petróleo,

kerosene, etc.).

Carbón activado: Agente de adsorción

de contaminantes multipropósito (VOC,

TBT,PAH, etc.,)

Fosfato de Calcio: Control de largo

plazo de metales pesados y sustancias

radioactivas (Pb, Cd. U, Pu)

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Geocompuesto AC Geocompuesto CP

Carbón activado: Agente de adsorción de

contaminantes multipropósito (VOC,

TBT,PAH, etc.).

Fosfato de Calcio: Control de largo

plazo de metales pesados y sustancias

radioactivas (Pb, Cd. U, Pu)

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Geocompuesto CP

Fosfato de Calcio: Control de largo plazo

de metales pesados y sustancias

radioactivas (Pb, Cd. U, Pu).

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Geocompuesto AS Geocompuesto AC Geocompuesto CP

Agente de absorción de productos

petroquímicos (aceites, diésel, petróleo,

kerosene, etc.).

Carbón activado: Agente de adsorción de

contaminantes multipropósito (VOC,

TBT,PAH, etc.).

Fosfato de Calcio: Control de largo plazo

de metales pesados y sustancias

radioactivas (Pb, Cd. U, Pu).

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Absorción de hidrocarburos

Geocompuesto AS


Geocompuesto AS – Estructura

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Capa SUPERIOR:No tejido de Polipropileno o Poliéster

Capa REACTIVAPolímero de absorción especial cuya estructura

posibilita la separación

Capa INFERIOREl material puede variar de acuerdo con la aplicación. Geotextiles tejidos y no tejidos pueden ser utilizados (inclusive geogrillas)


Geocompuesto AS – Características

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Agente de adsorción (átomos, iones o moléculas de gases, líquidos

o sólidos disueltos son atrapados o retenidos en una superficie)

Alta resistencia mecánica

Fácil instalación y retirada (corte en obra)

Capacidad de flotación (en función del geotextil)

Certificación por Agencia Alemana como retenedor de hidrocarburos

Capacidad de retención de 7,3 Litros por m2

0% de perdida bajo una carga de 0,1 bar load


Geocompuesto AS – Aplicaciones

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Adsorción en agua Barrera en Ferrovías Adsorción en agua Estacionamientos temporales

Estaciones de servicio Talleres y áreas de mant. A. Industriales y de transporte


Geocompuesto AS – Proyectos

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Cortinas de contención de contaminantes



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Infraestructura ferroviaria



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Remediación de aguas subterráneas


Geocompuestos AC

Adsorción de contaminantes diversos


Tektoseal Active AC – Estructura

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Capa REACTIVACarbón Activado que, debido a sus poros y gran área superficial, tiene la capacidad de

retener una gran gama de contaminantes

Capa SUPERIOR:No tejido de Polipropileno o Poliéster

Capa INFERIOREL material puede variar de acuerdo con la aplicación. Geotextiles tejidos y no tejidos pueden ser utilizados (inclusive geogrillas)


Tektoseal Active® Active AC

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Interligación entre el carbón

activado y los geotextiles


Geocompuesto AC – Características

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El Carbón Activado es un adsorbente muy difundido con un sinnúmero de usos

Contaminantes no polares adsorbidos:

- VOC: Compuesto orgánicos volátiles (quema combustibles, solventes industriales y domésticos)- TBT: Anti-incrustantes - PAH (HAPs): Hidrocarburos aromáticos policíclicos (Carbón, basura, carne, etc.)

- PCB: Bifenilos Policlorados (Transformadores/Aislantes) / POP: Persistent organic pollutans (Pesticidas, Ind. Química)

Peso de la capa reactiva por unidad de área: 800 a 3.000 gr/m2

Mayor costo-beneficio en relación al tratamiento ex-situ

Selección de diferentes tipos de carbón activado para la capa reactiva


Geocompuesto AC – Material reactivo

1 g de carbón activado presenta un área superficial de cerca de 1.000 m²…

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=120 x 90m / 10.800 m2 10 g / 10.800 m2


Geocompuesto AC – Material reactivo

Su eficiencia se debe a la porosidad del material

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Moléculas orgánicas

grandesMoléculas orgánicas

pequeñas

Meso poros

r ≈ 2-50 nmMicro poros

r< 2 nm

Macro poros

r > 50 nm


Geocompuesto AC – Aplicaciones

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Filtro de contaminantes en suelos (terrenos baldíos industriales y rellenos sanitarios)

Filtro de aguas de infiltración para obras de infraestructura (carreteras y aeropuertos)

Remediación de lagunas de residuos

‘Capping’ reactivo de sedimentos

Filtro para contaminantes en accidentes de transporte / industriales


‘Capping’ reactivo


Geocompuesto AC – Proyectos

Cobertura de sedimentos (‘Capping’)


Geocompuesto AC – Proyectos

Cobertura de lagunas de residuos


Geocompuesto CP

Reacción con metales pesados


Geocompuestos CP – Estructura

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capa SUPERIORTejido de Polipropileno

Capa REACTIVAFosfato de Calcio natural: Esta sustancia

reacciona con metales pesados promoviendo su separación

capa INFERIORTejido de Polipropileno


Geocompuesto CP – Material reactivo

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Separación de metales pesados en el suelo y cuerpos de agua a través de procesos químicos

Contaminantes tales como: Pb, U, Pu, Cd, Zn, Sr, etc.

Capa activa mecánicamente estable y de espesor contante (Fosfato de Calcio)

Suelos tratados pueden permanecer en su sitio sin representar riesgo ambiental (autorenegaración natural)

Formación de cristales con materiales radiactivos


Fosfato de Calcio – Solubilidad

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Cristales de sales formados Constante de solubilidad en el agua

Pb5(PO4)3(OH,Cl,F) log Ksp << -76.5

Sr5(PO4)3(OH) log Ksp ~ -51.3

Ca(UO2)2 (PO4)2 •10H2O log Ksp ~ -49.0

Zn3(PO4)2 log Ksp ~ -35.3

Cd3(PO4)2 log Ksp ~ -32.6

Pu(PO4) log Ksp ~ -24.4

Otras constantes de solubilidad minerales comunes

Sal (NaCl) log Ksp ~ 0.0

Quartzo (SiO2) log Ksp ~ -4.0

Estable y permanente ligación de metales con el Fosfato de Calcio > 1,000 años


Geocompuestos CP – Aplicaciones

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Filtro de contaminantes en suelos (e.g. Drenajes ácidos en procesos mineros o rellenos)

Remediación de áreas contaminadas (e.g. Plomo en campos de tiro)

Contención de metales provenientes de escorrentía superficial para obras de infraestructura en áreas sensibles (i.e. zonas de recarga de acuíferos)

Remediación de agua contaminada con Uranio (Estados Unidos)


Panorama actual

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Áreas contaminadas (Brasil)

Desconocimiento de procedimientos seguros para el manejo de sustancias peligrosas

Incumplimiento de normativas

Fiscalización ineficaz

Accidentes o derrames en procesos industriales (transporte/almacenamiento, etc.)

Fuente: Cetesb


Panorama actual

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Áreas contaminadas que recibieron nuevos usos (Brasil)

+ de 1.000

Município de San Pablo (1996 a 2004)

Fuente: Readaptação de Sepe, P. M.; Silva, F. A. N. Revitalização de áreas contaminadas no município de São Paulo. In: Remediação e Revitalização de Áreas Contaminadas, Editora Signus, São Paulo, 2004, p. 46.


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