CONTAMINACIÓN DEL SUELO
Materiales peligrosos
INFLAMABILIDAD: Sustancias que se prenden con facilidad.
CORROSIVIDAD: Sustancias que corroen los tanques de almacenamiento y el equipo.(ácidos).
REACTIVIDAD: Sustancias químicamente inestables que llegan a explotar o generar humos tóxicos cuando se mezclan con agua (explosivos, fósforo, ác. Sulfúrico).
TOXICIDAD: Sustancias perjudiciales para la salud si se ingieren o inhalan (cloro, amoniaco, formaldehído, etc).
Compuestos orgánicos sintéticos tóxicos que aparecen a menudo en los desechos químicos.
Los hidrocarburos halogenados se obtienen sustituyendo uno o más átomos de hidrógeno por halógenos (F, Cl, Br, I)
Los más comunes son los clorados, son muy peligrosos para la salud humana porque no son biodegradables y tienden a acumularse (diclorobenceno, cloroformo, tetrecloruro de carbono, tricloroetileno, etc.)
Tratamiento y eliminación de residuos sólidos:
— Procesos físicos
— Procesos químicos.
— Procesos biológicos.
Procesos físicos:
— Centrifugación
— Flotación
— Sedimentación
— Filtración: ósmosis inversa, diálisis o electrodiálisis.
— Uso de carbón activado: extracción de sustancias orgánicas tóxicas.
Procesos Químicos:
— Oxidación (cianuro)
— Reducción (Cd, Hg con sulfuros)
— Ajuste de pH
— Intercambio iónico
— Estabilización/solidificación (de lodos inorgánicos y de suelos contaminados)
Los procesos biológicos son útiles para eliminar:
— Cantidades no excesivas de fenoles, aceites y otros residuos de refinería)
— Metales pesados: Cd, Pb, Cr hexavalente (eliminación hasta de un 60%)
Consideraciones en procesos biológicos:
— Utilizar m.o. aerobios (se reproducen con mayor rapidez).
— Uso de plantas biológicas que tengan:
— a) alta concentración de sólidos activos, b) prolongado tiempo de retención de lodos
— c) alta concentración de materia orgánica
Incineración
— a) Incineradores de horno rotatorio: permite el manejo de grandes volúmenes de residuos y partículas grandes y con tiempos de residencia altos.
— b) Eficiencias en la destrucción y extracción de 99.99%
— c) Uso de temperaturas > 1200ºC.
Confinamientos controlados
— Eliminación: terrenos para relleno de tierras (E.U. puede ser un mal manejo)
— Residuos aceptables, cuando:
— a) se les ha eliminado la toxicidad de los residuos sólidos.
— b) se han comprimido para disminuir volumen y peligro.
— c)se han separado los residuos incompatibles
Diseño y construcción:
— 1. RMF Revestimiento de membrana flexible (espesor mínimo de 30 mm).
— 2. Revestimiento de arcilla aprisionada (espesor >1 m, suelo natural o corregido con cal, cemento o bentonita y conductividad hidráulica <1 x (exp -7) cm/seg.
— 3. Revestimientos compuestos: tiene un RMF sobrepuesto a una capa de suelo de baja permeabilidad.
Tratamiento y eliminación de lixiviados:
— Tratamiento combinado: el lixiviado se mezcla con
— a) aguas residuales municipales (poco usado) o
b) con residuos industriales peligrosos, en instalaciones que incluyan incineración, solidificación, etc.)
Técnicas de rehabilitación de predios con residuos peligrosos.
— Métodos locales: Contención, extracción, tratamiento, destrucción.
— Métodos de remoción: Excavación y dragado.
· INTERACCIONES DINÁMICAS
· MANTILLO CON:
· PARTÍCULAS DE MINERALES
· DETRITOS
· SAPROFITOS Y DESCOMPONEDORES
CAPACIDAD DEL SUELO PARA SOSTENER CREC
· Cantidad de minerales y capacidad de retención de nutrientes.
· Agua y capacidad de retención.
· Aeración
· Acidez relativa
· Sales y absorción de agua.
· Minerales y capacidad de retener nutrientes.
Los nutrientes minerales (Ca , K , PO4 )quedan a disposición de las raíces debido :
a) Intemperismo: descomposición gradual física y química de las rocas
b) Descomposición y liberación de los nutrientes de los detritos.
La lixiviación evita la capacidad de retención del suelo, contribuye a la contaminación cuando arrastra nutrientes a las corrientes de agua.
b) Agua y capacidad de retención
Factores por los que hay pérdida de agua:
Transpiración.
Atributos del suelo: capacidad de infiltración del agua, capacidad de retención de agua, pérdida de agua por evaporación.
c) Aeración
Factores:
1. Suelo no compacto y poroso que permita la difusión del O2 .
2. Poca compactación: para no reducir la infiltración y que no aumente el escurrimiento de agua de lluvia.
d) Acidez relativa.
Cuando la precipitación ácida tiene pH < 5.5 ó menos es muy dañina.
El CaCO3 es un neutralizante natural, pero cuando ésta sal deja de neutralizar la lluvia, se desprenden iones de Al (tóxico), y la escasez de Ca reduce el crecimiento de los árboles.
Sales y absorción de agua
Si hay depósitos muy grandes de sales, esto imposibilita la absorción de agua por las raíces, porque extraen agua de las plantas, conduciendo a la deshidratación y la muerte de las mismas.
Para sostener un buen campo de cultivo:
1. Tener un suministro adecuado de nutrientes y poseer la capacidad de retenerlos.
2. Permitir la infiltración y buena capacidad de retención de agua.
3. Contar con una estructura que facilite la aeración.
4. Tener un pH casi neutro.
5. Tener un contenido bajo de sales.
Clasificación de las partículas del suelo
Nombre de la partícula. Diámetro (mm)
Nombre de la partícula. Diámetro (mm)
Arena muy gruesa 2.00 – 1.00
Arena gruesa 1.00 -- 0.5
Arena mediana 0.5 – 0.25
Arena fina 0.25 –0.10
Arena muy fina 0.10 –0.05
Limo 0.05 –0.002
Arcilla < 0.002
Relación entre la textura y las propiedades del suelo
Textura Infiltración Capacidad de Capacidad de Aerac
ión Viabilidad
de agua retener agua retener nutrie.
Arenosa Buena Escasa Escasa Buena Buena
Limosa Regular Regular Regular Regular Regular
Arcillosa Escasa Buena Buena Escasa Escasa
Marga Regular Regular Regular Regular Regular
¿Cuál es el mejor suelo? Suelo arcilloso: Pasan de ser pegajosos a duros como la piedra.
Suelo arenoso: Se puede arar fácilmente pero se seca muy rápido.
Suelo limoso o margo: moderan el factor limitante.
El “mejor” es apenas el “regular”, pero para optimizar todos los atributos se necesitan las partes orgánicas del suelo: DETRITOS Y DESCOMPONEDORES (organismos del suelo)
El humus y la constitución del suelo Humus: el residuo de materia orgánica parcialmente descompuesta, los organismos dejan una parte sin digerir de los detritos, y liberan nutrientes minerales y CO2 .
Mantillo: suelo terroso y suelto, rico en humus e ideal para el crecimiento de las plantas, forma la parte superior del suelo con espesor de 10 a 30 cm. Aquí ocurre casi toda la actividad de los organismos.
Mineralización del suelo Es la pérdida gradual del humus y el consiguiente deterioro del suelo, disminuyen la capacidad de retención de agua y nutrientes, la infiltración y la aeración menguan a la par.
Equilibrio en el suelo El mantillo presenta un equilibrio dinámico entre la adición de detritos y los procesos de formación de humus por un lado y por otro la pérdida y descomposición de humus.
Es posible “rejuvenecer los suelos” mineralizados con adiciones generosas de composta u otras materias orgánicas.
EROSIÓN El fenómeno a través del cual el viento y agua desprenden y arrastran partículas del suelo.
Si existe una capa vegetal el suelo está protegido de la erosión.
El pasto es particularmente bueno para el control de la erosión, el agua puede fluir sin dañar el suelo, se aminora la velocidad del viento y hay retención de las partículas del suelo.
DESERTIFICACIÓN Cuando la capacidad de retención de líquido disminuye por la erosión del mantillo se produce la desertificación.
Esto es muy grave porque no se puede revertir de manera sencilla.
Por lo tanto es muy importante considerar al mantillo como un recurso no renovable ( no se forma por sí mismo cuando queda destruido)
Causas y corrección de la erosión
Causas: Corrección
Cultivo excesivo. Sistema de rotación de cultivos
Pastoreo excesivo. Mejor administración de tierras
Deforestación Reforestación
Riego, salificación y desertificación
Suministro de agua por medios artificiales (riego), produce la extensión de tierras de cultivo, pero ocurre la acumulación de sales (salificación), produce la suspensión del crecimiento de las plantas y consecuentemente la desertificación.
DESECHOS SÓLIDOS Desechos municipales sólidos:
Total de los materiales descartados de hogares y establecimientos comerciales, comúnmente denominada basura.
E. U. : tiene 6000 rellenos sanitarios.
Japón: Quema alrededor de la mitad de su basura y recicla más de la mitad del resto.
RELLENOS SANITARIOS Al principio no se tenían los conocimientos necesarios, así que cualquier terreno (barranca, hondonada, etc),sin reglamentación alguna era utilizado y posteriormente se abandonaba.
Años después se descubrió que presentaban los problemas siguientes, si no se tratan de la forma correcta:
Problemáticas de los rellenos sanitarios.
1. Generación de lixiviados y contaminación de las aguas freáticas.
Cuando el agua se filtra por los desechos municipales sólidos,
se genera un líquido nocivo con residuos de materia orgánica
en descomposición, junto con metales (Fe, Hg, Pb, Zn y otros),
Si dicho líquido llega a las aguas freáticas, contamina los mantos.
2. Producción de metano.
Los desechos enterrados no tienen oxígeno, por lo que su descomposición es anaerobia, cuyo principal objetivo es el BIOGÁS, compuesto por dos tercios de metano y un tercio por hidrógeno y dióxido de carbono, esto es una mezcla muy inflamable, pudiendo ocasionar explosiones. Los gases que llegan a la superficie también acaban con la vegetación, a través de las raíces.
3. Descomposición incompleta.
Los materiales que se consideran biodegradables, se descomponen con mucha lentitud, peor es la situación para los no biodegadables. Para mejorar la degradación de papel, madera, etc., es necesario agregar mucha agua, pero esto implica mayor generación de lixiviados.
4. Asentamientos.
Esto no permite que se construyan edificios sobre los rellenos, ya que se crean depresiones que acumulan y retienen agua. Es necesario vigilar las instalaciones para rellenar o nivelar las superficies.
Mejoras de los rellenos sanitarios
1. Los nuevos rellenos se ubican en terrenos elevados, muy por arriba de la capa freática.
A menudo se nivela la cumbre de alguna colina para tener un suministro de tierra y a la vez crear un piso por encima de la capa freática.
El piso se perfila de manera que el agua escurra a una tubería recolectora de lixiviados, luego se cubre con 30 cm de arcilla impermeable, y un revestimiento de plástico, en la parte superior hay una capa de arena gruesa y una de tierra porosa, así cualquier escurrimiento topa con la grava y pasa al sistema de recolección. Los lixiviados se tratan según las necesidades.
Se coloca capa tras capa de basura, hasta llegar a su máxima capacidad, al final se cubre con una capa de arcilla y una de mantillo y se siembra.
Es adecuado que el relleno adquiera una forma piramidal para que escurra el agua y la que se filtre sea la mínima cantidad.
Por último el sitio es rodeado por un conjunto de pozos de supervisión que se verifican cada tanto y de manera indefinida.
Relleno sanitario
El relleno se ubica muy por encima de la capa freática. El fondo esta sellado con arcilla compactada y un recubrimiento plástico. Se cubre con una capa de roca o grava, con tubos para desaguar el lixiviado. Los desechos se colocan en capas y el monto de cada día se cubre de tierra. También está provisto de pozos para supervisar las aguas freáticas.
Finalizado el proceso del relleno sanitario, los espacios pueden ser destinados a la construcción de campos deportivos o de otras actividades recreativas.
Se debe tener cuidado con las posibles fugas de gases tóxicas.
Se debe tener cuidado con las posibles fugas de gases tóxicas.
Utilidad de la Combustión: Generación de energía
Ventajas:
1) Las sustancias tóxicas o peligrosas se concentran en dos flujos de ceniza, para hacer más fácil su control y manejo, la cenizas volátiles (atrapadas con equipo de filtración) contienen las sustancias tóxicas, se depositan en el relleno sanitario. Las cenizas residuales (que quedan en el fondo del quemador), sirven como relleno para las obras de construcción y terraplenes de carreteras.
2) Reduce el peso de la basura (70%) y su volumen (90%), alargando la vida de los rellenos sanitarios.
3) No hay necesidad de modificar los métodos de recolección ni el comportamiento de la gente: la basura se lleva a las plantas de combustión en lugar del relleno sanitario.
4) Se genera electricidad en las plantas modernas, la cual se vende para compensar algo de los gastos. Las plantas más recientes están equipadas con depuradores y filtros o precipitadores electrostáticos que retiran los gases ácidos y las partículas para que las emisiones se hagan respetando las normas de las leyes contra la contaminación atmosférica.
Desventajas de la Combustión
1) La basura no se quema de manera limpia, las chimeneas emiten humos tóxicos cuando se oxidan.
2) Resulta caro construir este tipo de plantas y casi nadie las desea cerca de su vivienda.
3) Las cenizas llevan metales y otras sustancias peligrosas, hay que depositarlas en rellenos seguros.
4) Para justificar los costos de operación, las plantas deben recibir un flujo constante de desechos. Si generan electricidad el proceso requiere energía y materiales.
Planta moderna de combustión
Esquema de la separación y la quema de materiales en una planta moderna de combustión y generación de energía.
Planta moderna de combustión
Esquema de la separación y la quema de materiales en una planta moderna de combustión y generación de energía
Soluciones a las descargas ilegales.
1) REDUCCIÓN DEL VOLUMEN DE LOS DESECHOS.
2) BOTELLAS RETORNABLES.
3) REVENTA.
4) RECICLAJE
5) PREPARACIÓN DE COMPOSTA.
Reducción de desechos sólidos municipales
Bandas de selección de desechos en la planta procesadora de basura de San Juan de Aragón, Cd de México.
La solución del reciclaje
El 75% de los desechos sólidos es reciclable, sus porcentajes de recuperación son los siguientes:
Papel, 54% es rec, da lugar a: papel reciclado, cartón, aislante de celulosa, composta.
Vidrio, 20% es rec, da lugar a: nuevos envases, triturado se emplea como sustituto de la arena para asfalto, concreto y otros materiales de construcción.
La solución del reciclaje
Algunos tipos de plástico, 2.2% rec, se funden y sirven para fabricar fibras textiles, ropa de calle, tuberías de drenaje y láminas.
Los metales se funden nuevamente: ejem. Aluminio 38% rec, dado que no se encuentra cerca esto ahorra energía, crea empleos y reduce el déficit comercial.
Otros materiales: desperdicios de comida, telas, llantas viejas.
Niveles de reciclaje
Reciclaje primario: los desperdicios originales forman el mismo material (papel en papel reciclado).
Reciclaje secundario: los desechos se convierten en otros productos (papel en cartón)
Características del reciclaje municipal.
1) Hay incentivos para reciclar, cargos directos por basura, ninguno por productos reciclados.
2) Hay reglamentos con sanciones para los infractores.
3) Países como E. U., realiza el reciclaje “de acera” en zonas residenciales.
4) Se hace un esfuerzo por comprometer a las industrias locales.
Reciclaje del papel
Se reciclan entre 34 y 40 millones de toneladas.
Actualmente ya existe demanda por papel reciclado
El papel de desperdicio es materia prima en la fabricación de cartulina, cartones y papel para envolver.
Reciclaje del plástico Actualmente se venden bolsas de plástico biodegradable, sin embargo la gran mayoría de los productos de plástico no son biodegradables. Existen muchas clase de polímeros no todos reciclables.
Reciclables: Polietileno de alta densidad código 2 (usado para fabricar tuberías de desagüe y cubos para reciclar basura), y tereftalato de polietileno, código 1 (se transforma en fibras para alfombras y rellenos para ropa de calle)
