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1 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
Nuevas tecnologías en la prospección y remediación de emplazamientos contaminados.
Programa CARESOIL Comunidad de Madrid‐
Caracterización, remediación, modelización y evaluación de riesgos de suelos contaminados.
Programa I+D grupos . Comunidad de Madrid
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2 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
CARESOILProgramas de Actividades I+D en la Comunidad de Madrid
Es un PROYECTO MULTIDISCIPLINAR, como lo es el problema de la contaminación del suelo, que se transfiere al agua subterránea y en algunos casos a la atmósfera, con el riesgo ambiental que esto supone.
UNIÓN de grupos de investigación de la CM con capacidades, infraestructuras y conocimientos demostrados en esos temas.Participan también investigadores asociados extranjeros y empresas.
OBJETIVO: crear una sinergia entre los grupos de investigación para desarrollar conocimiento científico que pueda aplicarse a la resolución de problemas reales de contaminación del suelo, contemplando todas las etapas requeridas en este proceso. Permite desarrollar acciones de colaboración, formación y movilidad → fomentar la transferencia.
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3 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
1. Aplicación de técnicas innovadoras en la caracterización de la contaminación del suelo y del acuífero: localización del foco y dispersión de la contaminación.
2. Aplicación de la remediación por tecnologías físico-químicas in situ,
3. Monitorización del proceso durante y tras la etapa de remediación
4. Análisis de Riesgos
Los OBJETIVOS CIENTÍFICO-TECNOLÓGICOSdel proyecto científico de CARESOIL son
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4 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
Grupos de Investigación de CARESOIL
ACRONIMO. RESPONSABLE. DEPARTAMENTO. UNIV.
INPROQUIMA ARTURO ROMEROAURORA SANTOS
INGENIERÍAQUÍMICA
UCM
SIAM ANTONIO LOPEZ
CIENCIAS DEL SUELO
UCM
GTA ALFONSO MUÑOZ
GEODINAMICA UCM
HYDROYMAB FERMIN VILLARROYA
GEODINAMICA UCM
LIG2GA EDUARDO DE MIGUEL
ENERGIA YCOMBUSTIBLES
UPM
MENODES JESUS DIAZ CURIEL
INGENIERÍA GEOL & MIN
UPM
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5 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
Empresas y Entidades Asociadas
1. REPSOL, S.A.: (http://www.repsol.com/) 2. RECUPERACIONES ECOLÓGICAS CASTELLANAS, S.A. (RECASA),
(http://www.recasa.info/) 3. GEOCISA (http://www.geocisa.com/) 4. CEPSA, S.A.: (http://www.cepsa.com/) 5. GEOFISICA CONSULTORES (http://www.geofisica-consultores.es/) 6. IDRENA (http://www.idrena.com/) 7. EMGRISA (http://www.emgrisa.es/) 8. ABALEO S.L. (http://www.abaleo.es) 9. GEOFISICA CONSULTORES (http://www.geofisica-consultores.es/) 10. RENFE FABRICACIÓN Y MANTENIMIENTO S.A (http://www.renfe.com). 11. AYUNTAMIENTO DE SAN MARTÍN DE VALDEIGLESIAS
(http://www.sanmartindevaldeiglesias.es).12. MUNICIPIO NAVAS DEL REY (http://www.navasdelrey.es)13. DIRECCIÓN GENERAL DE SOSTENIBILIDAD GOBIERNO DE ARAGÓN
(http://www.aragon.es).
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Grupos asociados
1. Defensa y aprovechamiento del medio natural (responsable: Luis Gonzaga García Montero. Pais: España).
2. Geología Ambiental y Geomatemáticas (responsable: Luis Moreno Merino. Pais: España).
3. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (responsable: Janina Alejandra Rosso. Pais: Argentina).
4. Laboratoire Génie Environnementale (Pais: Canada).5. Laboratorio Central de Estructuras y Materiales (responsable: Manuel
Blanco Fernandez. Pais: España).6. Red Ibero-Latinoamericana para el Aprovechamiento y Conservación de
Recursos Bióticos (responsable: Yolanda Martinez Ocampo. Pais: México).7. Sanitary and Environmental Engineering (responsable: Renato Baciocchi.
Pais: Italia).8. Soil Quality Assessment & Monitoring (Pais: Pakistan).9. Unidad de Masas y Aplicaciones Geoquímicas. División de Química
(responsable: Dolores María Sánchez Ledesma. Pais: España).
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7 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
CARACTERIZACIONEMPLAZAMIENTO FOCO ---- PENACHO
EVALUACION DEL RIESGO
REMEDIACIONMONITORIZACIONDURANTE Y TRASREMEDIACION
EL PROBLEMA LA SOLUCION
CARESOILGeneración de una masa crítica en
I+D+i de carácter interdisciplinar necesaria para avanzar en la
búsqueda de soluciones
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8 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
TÉCNICAS NO INTRUSIVAS DE DETECCIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE SUELOS Y ACUÍFEROS SUPERFICIALES CONTAMINADOS
--DESCRIPCIÓN, EQUIPAMIENTO Y EJEMPLOS
DE ACTUACIONES de I + D + I
MEDICIONES DIRECTAS VERSUS DIAGNOSIS NO INTRUSIVAS– CARÁCTER: PUNTUAL # ESPACIAL
– FIABILIDAD: MUESTRA DIRECTA # PARÁMETRO ASOCIADO
– ALCANCE
– ¿ COSTES ?
TÉCNICAS PROPUESTAS EN CARESOIL– GEOQUÍMICAS
– GEOFÍSICAS
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9 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
TÉCNICAS GEOQUÍMICAS
• EMANOMETRÍA DE RADÓN– Fundamento: Mayor afinidad del Radón por el NAPL
Fuente: Dr. E. de Miguel
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10 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
EMANOMETRÍA DE RADÓN• Métodos y equipo
Fuente: Dr. E. de Miguel
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11 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
TÉCNICAS GEOFÍSICAS
CARACTERIZACIÓN DEL SUBSUELO
• TOMOGRAFÍA GEOELÉCTRICA CONVENCIONAL
• SONDEOS ELECTROMAGNÉTICOS (DOMINIO TIEMPO)
INVESTIGACIÓN DE TÉCNICAS GEOFÍSICAS DEPARÁMETROS DISTINTOS DE LA RESISTIVIDAD PARA DETECCIÓN DE PENACHOS DE CONTAMINACIÓN
• TOMOGRAFÍA DE POLARIZACIÓN INDUCIDA
• PERFILES DE GEORADAR
• RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR
Avances de la petrofísica # propiedades electromagnéticas
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12 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
TOMOGRAFÍA GEOELÉCTRICA
Condicionante operativo para alta resolución: 1 metro de separación entre electrodos
EQUIPOS DE CARACTERIZACIÓN GEOFÍSICA DEL SUBSUELO (1)
EQUIPO:Terrameter-Lundt
(ABEM)
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13 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
TOMOGRAFÍA GEOELÉCTRICA
Múltiples medidas de resistividad a lo largo de un perfil y condistinta profundidad de investigación
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14 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
TOMOGRAFÍA GEOELÉCTRICA
CONSIDERACIONES GENERALES:• Carácter volumétrico de las medidas• Homogeneidad en dirección
perpendicular al perfil de estudio• Continuidad de la inversión matemática
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15 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
SONDEOS ELECTROMAGNÉTICOS
EN EL DOMINIO DEL TIEMPO
EQUIPOS DE CARACTERIZACIÓN GEOFÍSICA DEL SUBSUELO (2)
EQUIPO: TERRATEM (MONASH GEOSCOPE)
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16 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
PROSPECCIÓN EM (DOMINIO DEL TIEMPO)
• Método de Transitorios• Análisis de la curva de Decaimiento
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17 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
PROSPECCIÓN EM (DOMINIO DEL TIEMPO)
• Sondeo TDEM
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18 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
PROSPECCIÓN EM (DOMINIO DEL TIEMPO)
• Secciones pseudo-tomográficas
Fuga enuna EDAR
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19 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
TÉCNICAS DETECCIÓN GEOFÍSICA DE CONTAMINANTES (1)
TOMOGRAFÍA DE CARGABILIDAD
POLARIZACIÓN INDUCIDA EN EL DOMINIO DEL TIEMPO
– MEJOR RELACIÓN SEÑAL/RUIDO QUE EN EL DOMINIO DE TIEMPO.
– MENOR OPERATIVIDAD (Tiempo de medición mucho más elevados)
EQUIPO: Terrameter-Lundt (ABEM)
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20 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
POLARIZACIÓN INDUCIDA
CARGABILIDAD – Ratio entre el área bajo la curva de decaimiento del voltaje (mV) residual en el medio y el voltaje (V) aplicado.
RELACIÓN CON CARACTERÍSTICAS LITOLÓGICAS E HIDROQUÍMICAS
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21 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
TÉCNICAS DETECCIÓN GEOFÍSICA DE CONTAMINANTES (2)
PROCESADO DE SECCIONES DE GEORADAR (RADARGRAMAS)
GPR: Mala Geoscience
100 // 500 // 850 MHz
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22 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
PROCESADO DE RADARGRAMAS
• MEJORA CONVENCIONAL
GANANCIA VARIABLE
FILTROS
• ESTUDIO DE AMPLITUD Y FASE
CAMBIOS DE IMPEDANCIA
COEFICIENTES DE REFLEXIÓN
DESFASES
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23 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
PROCESADO DE RADARGRAMAS
Seccion Difusión -- Resistividad
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24 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
• SONDEOS DE RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR
TÉCNICAS DETECCIÓN GEOFÍSICA DE CONTAMINANTES (3)
EQUIPO: NUMIS Lite (IRIS Inst.)
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25 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
Metodología – Emisión de pulsos a frecuencia Larmor y medida de la Resonancia.
Sondeos de Resonancia magnética – medida de resonancia para pulsos distintos
SONDEOS DE RESONANCIA MAGNÉTICA (MRS)
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26 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
SONDEOS DE RESONANCIA MAGNÉTICA (3)
• Obtención de 2 curvas: Punto de corte y decaimiento
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27 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
SONDEOS DE RESONANCIA MAGNÉTICA
• Obtención del “hidrógeno (agua) libre”
CURVA DE RESONANCIA MAGNÉTICA
0
5
10
15
20
25
30
35
0 200 400 600 800 1000q (A·ms)
e 0 (n
V)
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28 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
EJEMPLO DE CASO ESTUDIADO POR CARESOIL (1)
POSICIÓN DE LOS PERFILES ELÉCTRICOS
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29 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
EJEMPLO DE CASO ESTUDIADO POR CARESOIL (2)SECCIONES DE RESISTIVIDAD
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30 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
EJEMPLO DE CASO ESTUDIADO POR CARESOIL (3)SECCIONES DE CARGABILIDAD
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31 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
EJEMPLO DE CASO ESTUDIADO POR CARESOIL (4)MAPA EMANOMÉTRICO
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32 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
EJEMPLO DEL CASO ESTUDIADO POR CARESOIL
Resultado conjunto Emanometría – Cargabilidad:
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33 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
Una vez localizada la fase libre
Extracción (ayudada por Surfactantes)
Remediación de la Contaminación Residual (foco) y la Pluma mediante métodos fisicoquímicos (integración con posterior biodegradación)
Monitorización durante y tras la remediación
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34 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
REMEDIACION por tratamientos químicos
TRATAMIENTO QUÍMICO
In situ
Ex situ
Requiere la excavación del suelo. “off site” o “on site”
Trata los contaminantes sin mover el terreno
• Tipo de contaminantes• Extension del area
contaminada• Tipo de suelo
(composición química, pH, materia Orgánica)
Destrucción / degradación ‐ Total o substancial de los contaminantes
OXIDACION
REDUCCION
Tratamientos Híbridos: Surfactantes + Oxidacción (o Reducción)Químico + Biológico
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35 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
OXIDACION QUIMICA IN SITU. Oxidación de un oxidante en el subsuelo
Aspectos importantes:- Selección Oxidante y Dosis: Consumo improductivo y
consumo por el contaminante. RUTA DE OXIDACIÓN (No es necesario pasar a CO2). CINÉTICA DE OXIDACIÓN y del transporte entre la fase residual y acuosa. Modelo de transporte reactivo
- Selección del tipo y episodios de inyección: Posición (foco) Distancia (radio de influencia), tiempo, recirculación o no.
- Monitorización (REBOTES: el éxito supone en muchas ocasiones eliminar la fase residual y por tanto haber localizado correctamente la fase libre).
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36 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
REBOTES
Reducción Fase libre ….….. Fase residual Intergranular ++++ fracturas
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37 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
Oxidantes empleados comúnmente para ISCO
• Peróxido de Hidrogeno + estabilizantes + quelantes = Fenton modificado• Ozono• Permanganato• Persulfate y PS activado(activación térmica, por metales o por álcali)
Contaminantes susceptibles de tratamiento por ISCO
• Combustibles: BTEX, MTBE, TPH• Contaminantes clorados, PAHs, PCBs, • Phenoles;• Plaguicidas orgánicos (insecticidas y herbicidas)• Explosivos (RDX, TNT, HMX, etc.).
La mayoría poco solubles presentes como fases
líquidas no acuosas (NAPLS)
Light
Dense
Tratamiento Híbrido S- ISCOSurfactantes + Oxidantes (inyección conjunta)Control de la solubilizacion para aumentar la oxidación en la fase acuosa sin movilizar contaminantes
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38 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
REDUCTOR TÍPICO: ZVI
REDUCCIÓN QUÍMICA IN SITU: Modos de Trabajo
Illustration of the treatment of contaminated water with a PRB made of ZVI.
Barreras ReactivasInjección Directa de micro-nano-partículas)
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39 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
Ej: Reducción Química in situ
Eliminación de isómeros HCH
Fe micropartículas Fe nanopartículas
0 20 40 60 80 100 120 140
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
X-HCH
Cl-/Cl0
t (h)
3 Fe0 3 Fe2+
+ 6 Cl
6e-
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40 SIMPOSIO LIFE 2016 Nuevas tendencias y retos en recuparación de suelos contaminados
In Situ Chemical Reduction
Ej: Abatement of (HCH isomers)
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
ClCl
Cl
Cl Cl
Cl
Cl
Cl Cl
- 2Cl-- HCl
- 2Cl-
- 2Cl-
- 2Cl-
- 2Cl-- HCl
- HCl
- HCl
- 2Cl- - HCl - HCl
directdechlorinating
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