- 1 - Impreso en papel reci clado

Perfil de los muros de tratamiento

• Son sistemas pasivos que no requieren equipo mecánico ni una fuente de energía.

• Permiten usar el sitio mientras se está limpiando.

• Se pueden modificar para tratar distintos tipos de contaminantes.

• Descomponen por completo algunos contaminantes orgánicos.

¿Qué son los muros de tratamiento?

Los muros de tratamiento son estructuras subterráneas

para tratar agua subterránea contaminada en vertederos

de desechos peligrosos. Para construir muros de

tratamiento, llamados también muros de tratamiento

pasivo o barreras permeables, se hace una zanja gigante

a través de un curso de agua subterránea contaminada y

se rellena con uno de diversos tipos de materiales

(rellenos reactivos) seleccionado minuciosamente por su

capacidad para eliminar determinados tipos de

contaminantes. Cuando el agua subterránea contaminada

pasa por el muro de tratamiento, los contaminantes

quedan atrapados en el muro o salen transformados en

sustancias inocuas (figura 1).

¿Cómo funcionan?

El relleno reactivo del muro de tratamiento con frecuencia

se mezcla con arena u otro material poroso para que sea

menos denso que el suelo que lo rodea. De esta forma se

encauza el agua para que fluya por el muro al ofrecerle

“el trayecto de menor resistencia”. En algunos lugares

se agrega un sistema de embudos subterráneos para

dirigir el agua contaminada hacia el muro.

El relleno que se selecciona para un muro depende de los

tipos de contaminantes que haya en el lugar. Cada tipo

de relleno actúa por medio de procesos químicos

diferentes: sorción, precipitación y degradación.

Las barreras de sorción contienen rellenos que

retirancontaminantes del agua subterránea capturándolos

físicamente y reteniéndolos en la superficie de la barrera

(figura 2a). Algunos ejemplos de estos adsorbentes son las

ceolitas, partículas diminutas con forma de jaula que atrapan

moléculas de contaminantes en su interior, y el carbón

activado, que tiene una superficie muy áspera a la cual se

adhieren los contaminantes al pasar.

Las barreras de precipitación contienen rellenos que

reaccionan con contaminantes del agua subterránea que

pasan por el muro (figura 2b). La reacción produce un

cambio en los contaminantes disueltos en el agua

subterránea: salen del estado de disolución y se precipitan.

Estos productos “insolubles” quedan atrapados en la barrera,

y el agua subterránea sale limpia del otro lado. Por ejemplo,

el plomo es un contaminante común en sitios industriales

donde se han reciclado baterías de automóviles sin las

debidas precauciones. El ácido de las baterías saturado de

plomo que se filtra por el suelo y llega hasta el agua

subterránea de estos sitios es difícil de atrapar y tratar. Una

barrera de precipitación rellena con piedra caliza erigida a

través del curso de agua subterránea acídica contaminada

con plomo neutraliza el ácido; en consecuencia, el plomo

pasa a estado sólido y queda atrapado en la barrera. El

cromo sumamente tóxico (VI), subproducto de las

operaciones de revestimiento metálico, se trata con barreras

de precipitación en forma similar y se convierte en cromo

inmóvil (III), que queda atrapado en la barrera.

Guía del ciudadano:

Muros de tratamiento

Organismo para la Desechos Sólidos y Respuesta EPA 542-F-96-027

Protección del Medio Ambiente en Situaciones de Emergencia Septiembre de 1996

(Estados Unidos) (5102G)

Oficina de Innovaciones Tecnológicas Ficha tecnológica
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Figura 1. Diagrama de un muro de tratamiento

¿Qué son las técnicas de tratamiento

innovadoras?

Las técnicas de tratamiento son procesos que se

aplican a desechos peligrosos o materiales

contaminados para alterar su estado en forma

permanente por medios químicos, biológicos o físicos.

Las técnicas de tratamiento innovadoras son técnicas

que han sido ensayadas, seleccionadas o utilizadas

para el tratamiento de desechos peligrosos o

materiales contaminados, aunque todavía no se

dispone de datos bien documentados sobre su costo y

resultados en diversas condiciones de aplicación.

Las barreras de degradación causan reacciones que

descomponen o “degradan” los contaminantes del agua

subterránea, convirtiéndolos en productos inocuos

(figura 2c). Por ejemplo, el relleno de gránulos de hierro

degrada ciertos compuestos orgánicos volátiles. Los

muros también pueden rellenarse con una mezcla de

nutrientes y fuentes de oxígeno que estimulan la

actividad de los microorganismos del agua subterránea.

Los microorganismos sanos son importantes porque se

encargan de la biodegradación de los contaminantes. La

biodegradación es el proceso que realizan los

microorganismos naturales (levaduras, hongos o

bacterias) para descomponer o degradar sustancias

peligrosas en sustancias menos tóxicas o inocuas. Los

microorganismos, igual que los seres humanos, comen y

digieren sustancias orgánicas para nutrirse y obtener

energía. (En términos químicos, compuestos

“orgánicos” son los que contienen átomos de carbono e

hidrógeno.) Ciertos microorganismos pueden digerir

sustancias orgánicas tales como combustibles o

solventes, que son peligrosos para los seres humanos.

En la ficha tecnológica titulada Guía del ciudadano:

Medidas biocorrectivas se describe el proceso de

biodegradación en forma pormenorizada (véase la

página 4).

Se han realizado amplias investigaciones y pruebas con

respecto al uso de hierro para el tratamiento de

contaminantes clorados. Cuando los contaminantes

entran en contacto con los gránulos de hierro se

produce la reacción química común de oxidación, por

la cual el hierro se oxida, que en este caso se

aprovecha con un fin beneficioso. Con la oxidación

del hierro, se retira del compuesto el componente

tóxico del contaminante (generalmente un átomo de

cloro). Los gránulos de hierro se disuelven en este

proceso, pero el metal desaparece tan lentamente que,

según los cálculos de los ingenieros, las barreras

correctivas siguen actuando durante varios años e

incluso décadas. Estos gránulos del hierro son un

superficie del suelo

dirección del flujo del agua

agua subterránea

contaminadaaaa

a

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tratamiento

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muro de

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aaaderivado de procesos de fabricación, de modo que su aaa

a

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aaaaagua subterránea limpia

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uso como material para barreras tiene la ventaja

adicional de que permite reciclar este material.

El hierro se puede usar para degradar varios compuestos

orgánicos clorados comunes, como tricloroetileno

(TCE), tetracloroetileno (PCE), dicloroetano (DCE) y

1,1,1-tricloroetano (TCA). Si se mezcla paladio (otro

metal) con los gránulos de hierro, el muro se puede usar

para tratar contaminantes que no se pueden tratar con

hierro solamente.

¿Por qué conviene usar muros de

tratamiento?

La ventaja principal de los muros de tratamiento en

comparación con métodos tradicionales tales como el

bombeo y tratamiento es que son sistemas pasivos que

tratan los contaminantes in situ. No es necesario excavar

tierra contaminada o bombear agua contaminada, no

tienen piezas que puedan averiarse, no se necesita

electricidad y, como no hay que instalar ningún aparato

en la superficie, se puede usar el lugar mientras se limpia.

Los ingenieros calculan que, usando muros de

tratamiento en vez de bombear agua contaminada, se

puede ahorrar por lo menos el 50% del costo.

¿Dará resultado esta técnica en

cualquier lugar?

El sitio ideal para un muro de tratamiento es un lugar

con suelo arenoso poroso, contaminado hasta una

profundidad de 15 metros como máximo y una

corriente de agua subterránea abundante y constante.

Se calcula que hay alrededor de 5.000 sitios del

Ministerio de Defensa, el Ministerio de Energía y el

Superfund contaminados con solventes clorados, de los

cuales entre el 10% y el 20% probablemente tengan

características apropiadas para el uso de muros de

tratamiento. Los muros de tratamiento también son

útiles en los lugares contaminados con metales y

contaminantes radiactivos.

Para que el muro de tratamiento dé resultado, es necesario

realizar un estudio pormenorizado del medio subterráneo

y comprender el contaminante y el flujo del agua.

En estudios de laboratorio se han observado casos de

atascamiento. Hasta ahora no se ha observado este

problema sobre el terreno, pero los muros fueron

construidos hace pocos años.

¿Dónde se ha usado esta técnica?

En un lugar de Sunnyvale (California) donde se

fabricaban semiconductores se usaron 220 toneladas de

viruta de hierro para rellenar un muro de tratamiento

reactivo que ha estado descomponiendo TCE desde

diciembre de 1994. El equipo instalado en la

superficie, que formaba parte de un sistema de bombeo

y tratamiento instalado anteriormente, fue trasladado, y

el lugar ha sido arrendado a una compañía que lo usa

como estacionamiento. En el cuadro 1 de la página 4

figuran algunos sitios para los cuales se han

seleccionado los muros de tratamiento como método de

limpieza con recursos del Superfund.

2a. SORCIÓN

Se retiran los contaminantes del agua

subterránea, sin que sufran ningún

cambio, y quedan retenidos en la

superficie del muro.

Figura 2. Muros de tratamiento por sorción, precipitación y degradación aaaa

aaa2b. PRECIPITACIÓN

Los contaminantes pasan a estado

sólido y permanecen en el muro.

aaaa

aaa2c. DEGRADACIÓN

Los contaminantes se descomponen

en productos inocuos que fluyen por

el muro.

aaaa

aaa
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Cuadro 1. Algunos sitios donde se planea usar muros de tratamiento con recursos del Superfund*

Nombre del sitio Tipo de muro/ Contaminantes Uso del sitio

Relleno

Brown’s Battery Breaking Precipitación/ Plomo Reciclaje y eliminación de baterías

Site (Pennsylvania) Piedra caliza

Tonolli Corporation Precipitación/ Plomo Reciclaje y eliminación de baterías

(Pennsylvania) Piedra caliza

Somersworth Sanitary Degradación/ Orgánicos Vertedero municipal e industrial

Landfill (Nueva Hampshire) Hierro

Si desea una lista de los sitios para los cuales se han usado o seleccionado técnicas de tratamiento innovadoras con recursos del

Superfund, diríjase al NCEPI, cuya dirección figura en el recuadro a continuación, y solicite un ejemplar del documento titulado

Innovative Treatment Technologies: Annual Status Report (7th Ed.), EPA 542-R-95-008. Hay una base de datos con más

información sobre los sitios indicados en el Annual Status Report. La base de datos se puede recibir gratis por computadora; está

en la World Wide Web, en el sitio del EPA con información sobre operaciones de limpieza (http://clu-in.com) o en la cartelera

electrónica (301-589-8366). El número de teléfono de CLU-IN para ayuda técnica es 301-589-8368. La base de datos también se

puede comprar en disquetes. Consulte al NCEPI para más pormenores.

AVISO: Esta ficha técnica es solamente una fuente de orientación e información. No es su propósito crear derechos que puedan hacerse valer por

vía judicial en Estados Unidos, ni se puede recurrir a esta ficha técnica con ese fin. El EPA también se reserva el derecho de cambiar estas pautas

en cualquier momento sin avisar al público.

Para más información:

Las publicaciones que se indican a continuación pueden obtenerse gratis del NCEPI. Para encargarlas, envíe su pedido

por fax al 513-489-8695. Si alguno de estos documentos se ha agotado, puede dirigirse a otras fuentes. Escriba al

NCEPI a la siguiente dirección:

National Center for Environmental Publications and Information (NCEPI)

P.O. Box 42419

Cincinnati, OH 45242

• Guía del ciudadano: Medidas biocorrectivas, abril de 1996, EPA 542-F-96-023.

• “Metal-Enhanced Abiotic Degradation of VOCs,” Ground Water Currents (boletín), julio de 1995,

EPA 542-N-95-004.

• “Funnel and Gate System Directs Plume,” Ground Water Currents (boletín), junio de 1993, EPA 542-N-93-006.

• “In Situ Degradation of Halogenated Organics by Permeable Reaction Wall”, Ground Water Currents (boletín),

marzo de 1993, EPA 542-N-93-003.

• Permeable Barriers Action Team, abril de 1996, EPA 542-F-96-010c.

• In Situ Remediation Technology Status Report: Treatment Walls, abril de 1995, EPA 542-K-4-004.

• “Zero-Valent Metals Provide Possible Solution to Groundwater Problems,” de Elizabeth K. Wilson, en Chemical

and Engineering News, 23 de julio de 1995, páginas 19-22.

• “When Toxics Meet Metal,” de Virginia Fairweather, en Civil Engineering, mayo de 1996, páginas 44-48.

* No todos los tipos de desechos y no todas las condiciones de los sitios son comparables. Es necesario investigar cada sitio y someterlo a

pruebas por separado. Se deben emplear criterios científicos y técnicos para determinar si una técnica es apropiada para un sitio.