Remediación de aguas subterráneas Remediación de aguas subterráneas y suelos impactados por y suelos impactados por

hidrocarburoshidrocarburos

Dr. Enrique Rico ArzateM.C. Jesus Humberto Romo Toledano

Academia de Ing. Ambiental, ESIQIE, IPN.

Construida por la empresa “El Águila” inicia Construida por la empresa “El Águila” inicia operaciones en 1933 operaciones en 1933

■ Abastecía de hidrocarburos al Distrito Federal y Zona Conurbada.

■Capacidad de proceso al momento del cierre de 110, 000 barriles por día

■Ocupaba una área de 174 has.

Al cierre de la refinería existían: Al cierre de la refinería existían: 11 PLANTAS DE PROCESO SE REACONDICIONARON Y TRASLADARON A

LAS REFINERÍAS DE SALAMANCA Y CADEREYTA, EL RESTO SE DESINCORPORÓ EN DICIEMBRE DE 1998.

14 PLANTAS DE REFINACIÓN

3 PLANTAS PETROQUÍMICAS

218 TANQUES DE ALMACENAMIENTO

SERVICIOS AUXILIARES

TERMINAL DE EMBARQUES Y REPARTO

TERMINAL DE LUBRICANTES

TALLERES Y ALMACENES

EDIFICIOS ADMINISTRATIVOS

COLONIA DE EMPLEADOS

Remediación de Aguas Remediación de Aguas Subterráneas Subterráneas Aguas Colgadas (Acuitardo)Localizadas entre 3 y 11 m debajo del nivel del sueloMedio de contaminación: hidrocarburos procedentes

de la refinación del petróleo; derrame de crudo y otros productos

Efectos de la contaminación con petróleoDepende de varios factores:

• tipos de petróleo (crudo o refinado);• cantidad liberada; • distancia del sitio de liberación;• época del año; • temperatura del agua; • Clima.• El petróleo o sus derivados volátiles son degradados lentamente por

bacterias.

Contaminación del Agua Freática y su Contaminación del Agua Freática y su Control Control

• El agua freática o subterránea es una fuente vital de agua para beber y para el riego agrícola. Sin embargo es fácil de agotar porque se renueva muy lentamente.

• Cuando el agua freática llega a contaminarse no puede depurarse por sí misma, como el agua superficial tiende a hacerlo, debido a que los flujos de agua freática son lentos. También hay pocas bacterias degradadoras, porque no hay mucho oxígeno.

• Debido a que el agua freática no es visible hay poca conciencia de ella.

Fuentes de contaminación del agua Fuentes de contaminación del agua subterráneasubterránea

Escapes o fugas de sustancias químicas desde tanques de almacenamiento subterráneo.

Infiltración de sustancias químicas orgánicas y compuestos tóxicos desde rellenos sanitarios, tiraderos abandonados de desechos peligrosos y desde lagunas para almacenamiento de desechos industriales localizados por arriba o cerca de los acuíferos.

Infiltración accidental en los acuíferos desde los pozos utilizados para inyección de gran parte de los desechos peligrosos profundamente bajo tierra.

• Infiltración de crudo y sus derivados en los lugares de procesamiento.

Método de la naturaleza para Método de la naturaleza para eliminar los desperdicioseliminar los desperdicios

• Organismos diminutos como bacterias y hongos que viven en el suelo y en el agua se alimentan de desperdicios y los descomponen en sales químicas que otras plantas y animales pueden utilizar. Pero si un hombre arroja un exceso de basura, los hongos y las bacterias no pueden descomponerla en su totalidad.

• Un problema más serio se produce cuando hay materias que las bacterias y los hongos no pueden descomponer, como los plásticos, los metales y el vidrio, que permanecen en el agua o en la tierra durante años sin evidenciar ningún signo de deterioro.

Contaminación por hidrocarburosContaminación por hidrocarburos• Existe gran cantidad de instalaciones que

manejan hidrocarburos destilados del petróleo en los cuales se presentan fugas o derrames que infiltran y contaminan suelo y subsuelo.

El agua de lluvia que se precipita sobre el terreno, se infiltra y constituye el principal vehículo que transporta hidrocarburos hacia los acuíferos.

La caracterización o prospección de un sitio

contaminado, consistente en determinar el área afectada, su magnitud y distribución, así como conocer el tipo de hidrocarburos y su concentración.

• Existe gran cantidad de instalaciones que manejan hidrocarburos destilados del petróleo en los cuales se presentan fugas o derrames que infiltran y contaminan suelo y subsuelo.

El agua de lluvia que se precipita sobre el terreno, se infiltra y constituye el principal vehículo que transporta hidrocarburos hacia los acuíferos.

La caracterización o prospección de un sitio

contaminado, consistente en determinar el área afectada, su magnitud y distribución, así como conocer el tipo de hidrocarburos y su concentración.

Localización del PredioLocalización del Predio

Puntos de muestreoPuntos de muestreo

Localización de los contaminantesLocalización de los contaminantes

Situación ActualSituación Actual

Resultados de la concentración de hidrocarburos en pozos representativos

mas contaminados en el agua de la zona saturada

Resultado de la concentración de hidrocarburos posterior al tratamiento con

aireación y coagulación

Disminución de la DQO(Demanda Química de Oxigeno)

DATOS DE PROCESO1 Influente2 Nanoaereación RTCS-30hs4 Efluente3 Filtros con carbón activado y ZNM

5 Clarificador por coagulación-floculación

Diagrama del Proceso

RemediaciónRemediación de de SuelosSuelos Contaminados por HidrocarburosContaminados por Hidrocarburos

Esquema de Bioventeo (BV)Esquema de extracción y tratamiento

de vapores (EVS)Esquema de Inyección de Aire IA (Air-

Sparging)Tratamiento de Suelos a través de Biopilas

Esquema de Bioventeo (BV)

NdP

Zonadesaturada

Filtración de AireFI

Acuífero

Aire

QQ

PIPI

Soplador

Esquema de extracción y tratamiento de vapores (EVS)

NdP

Zonano saturada

Tratamiento delAire contaminado con un filtro de Carbón activadou Oxidación catalítica

Separador de agua

FI

Acuífero

Airelimpio

QQ

PIPI

Soplador

Esquema de Inyección de Aire IA (Air-Sparging)

NdP

Zonano saturada

Filtración de Aire

FI

Acuífero

Aire

QQ

PI

Soplador

PIPI

La biopila es una técnica de biorremediación apropiada para la descontaminación de suelos con compuestos orgánicos persistentes en baja concentración.Se conocen como:

bioceldas, biomontículos o BIOPILAS

TRATAMIENTO DE SUELOS A TRAVES TRATAMIENTO DE SUELOS A TRAVES DE BIOPILASDE BIOPILAS

NOCIONESNOCIONES

En el medio que nos rodea los microorganismos se encuentran en todas partes, es la forma de vida más extendida sobre el planeta, por lo que se pueden encontrar en:

En el medio que nos rodea los microorganismos se encuentran en todas partes, es la forma de vida más extendida sobre el planeta, por lo que se pueden encontrar en:

EN EL SUELOEN EL SUELOBajo tierra (a profundidades de mas de un kilómetro)En el agua (ríos, estanques, charcos, mares, etc.)En los organismos vivos (lo humanos tenemos cerca de 100,000 por cada cm2 de piel)Flotando en el aire (hasta mas de 10 kms. sobre el nivel del mar)Los microorganismos han demostrado que pueden sobrevivir en condiciones extremas de presión, temperatura, salinidad, pH, radiación, etc.

Unidades litológicas Unidades litológicas mostradas en el suelo mostradas en el suelo

Las dimensiones de las pilas Las dimensiones de las pilas se muestran en la siguiente se muestran en la siguiente figura. figura. Tamaño de la pila experimental

Peso molecular y composición Peso molecular y composición de los ácidos húmicos y de los ácidos húmicos y fúlvicosfúlvicos

Resultados de las determinaciones iniciales Resultados de las determinaciones iniciales y finales realizadas por el laboratorio y finales realizadas por el laboratorio acreditado, concentraciones reportadas en acreditado, concentraciones reportadas en mg/kg.mg/kg.

Instituciones Académicas que Instituciones Académicas que Participan en el Proceso de Participan en el Proceso de Biorremediación del PredioBiorremediación del Predio•Instituto Tecnológico Agropecuario de Oaxaca•Universidad Autónoma de san Luis Potosí•Instituto Politécnico Nacional•Universidad Autónoma del Carmen •Colegio de Postgraduados•Universidad Nacional Autónoma de México

ConclusiónConclusión La modificación de las técnicas de

biorremediación empleadas por la Academia de Ingeniería Ambiental de la ESIQIE, IPN, pueden contribuir en un futuro a la remediación de suelos contaminados, no sólo por hidrocarburos, sino por compuestos altamente contaminantes y pesticidas que se encuentran desimanados por todo el territorio nacional, de una manera rápida y a menor costo, que si se empleara otras tecnologías más sofisticadas y más costosas.