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La extraccion de vapores del suelo - CLU-IN

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La extraccion de vapores del suelo - CLU-IN
Organismo para la
Protección del Medio Ambiente
(Estados Unidos)
Desechos Sólidos y
Respuesta en Situaciones
de Emergencia (5102G)
EPA 542-F-96-024
Abril de 1996
Guía del ciudadano:
La extracción de vapores
del suelo
y la aspersión de aire
Oficina de Innovaciones Tecnológicas
Ficha tecnológica
¿Qué es la extracción de vapores
del suelo?
La extracción de vapores del suelo se conoce también
como volatilización in situ, volatilización mejorada,
aireación del suelo in situ, aireación forzada del suelo,
remoción in situ por chorro de aire o extracción al vacío.
La extracción de vapores del suelo es el tratamiento
innovador que se selecciona con más frecuencia para
sitios comprendidos en el Superfund. Es un proceso
relativamente sencillo que separa físicamente los
contaminantes del suelo. Como su nombre lo indica,
consiste en la extracción de contaminantes del suelo
en forma de vapor. Por lo tanto, los sistemas de
extracción de vapores del suelo sirven para retirar
contaminantes que tienden a volatilizarse o a
evaporarse con facilidad. Con esta técnica se extraen
compuestos orgánicos volátiles y algunos
compuestos orgánicos semivolátiles de la zona no
saturada del subsuelo, que está arriba de la capa
freática. Por medio de un sistema de pozos
subterráneos se crea un vacío y los contaminantes
ascienden a la superficie en forma de vapor o gas. A
menudo, además de los pozos de extracción se
instalan pozos de inyección de aire para aumentar la
corriente de aire y mejorar la tasa de remoción del
contaminante. Otra ventaja de la introducción de
aire en el suelo es que puede estimular la
biocorrección de algunos contaminantes.
¿Qué es la aspersión de aire?
Por sí sola, la extracción de vapores del suelo no puede
retirar contaminantes de la zona saturada del subsuelo, o
sea la tierra empapada en agua que está debajo de la capa
freática. En los lugares donde la contaminación está en la
zona saturada, se puede usar una técnica llamada
aspersión de aire junto con el sistema de extracción de
vapores del suelo. La aspersión de aire consiste en
introducir aire por bombeo en la zona saturada para que
los contaminantes asciendan en burbujas hasta la zona no
saturada, donde pueden extraerse por medio de los pozos
del sistema de extracción de vapores del suelo (figura 1).
Para que la aspersión de aire dé resultado, la tierra de la
zona saturada debe estar suficientemente floja como para
que el aire inyectado pueda escapar fácilmente y ascender
hasta la zona no saturada. Por lo tanto, la aspersión de
aire actuará con mayor celeridad en lugares con suelo de
grano grueso, como arena y grava.
Perfil de la extracción de vapores del suelo
• Se extraen contaminantes del suelo en forma de vapor.
• Proporciona una fuente de oxígeno que puede estimular la biocorrección de algunos contaminantes.
• Es la técnica de tratamiento innovadora que más se usa.
Perfil de la aspersión de aire
• Extiende la acción de la extracción de vapores del suelo a contaminantes presentes en el agua subterránea.
• Puede acelerar la limpieza en sitios de bombeo y tratamiento.
• Proporciona una fuente de oxígeno que puede estimular la biocorrección de algunos contaminantes.
Impreso en papel reciclado
-1 -
Figura 1
Sistema combinado de extracción de vapores del suelo y aspersión de aire
Pozo para
aspersión
de aire
Respirade
Bomba de vacío
Compuestos orgánicos
volátiles en forma gaseosa
Sistema de
tratamiento
Pozo para extracción de vapores
Capa freática
Zona no
saturada
Zona
saturad
Igual que en el caso de la extracción de vapores del
suelo, otra ventaja de la aspersión de aire es que
proporciona una fuente de oxígeno que estimula la
biocorrección de algunos contaminantes. Las medidas
biocorrectivas son técnicas de tratamiento innovadoras
que utilizan microorganismos que viven en el suelo o en
el agua subterránea (por ejemplo, bacterias) para
descomponer contaminantes en sustancias inocuas. (Las
medidas biocorrectivas se explican con pormenores en
otra Guía del ciudadano. Véase el recuadro “Para más
información” en la página 4.) La aspersión de aire
también puede ser un tratamiento rápido y eficaz para los
compuestos orgánicos volátiles del agua subterránea.
hasta las capas inferiores de la zona no saturada.
Los vapores extraídos con este proceso por lo general
son sometidos a un tratamiento de adsorción con carbón,
incineración, oxidación catalítica o condensación.
También se han usado otros métodos, como tratamiento
biológico y oxidación ultravioleta. El tipo de tratamiento
que se seleccione dependerá de los contaminantes
presentes y su concentración.
La adsorción con carbón es el tratamiento que más se usa
para los vapores contaminados y se puede adaptar a una
amplia gama de compuestos orgánicos volátiles.
Si se proyecta y se utiliza bien, el sistema de extracción
de vapores del suelo es un proceso seguro que requiere
pocas tareas de mantenimiento. Hay equipo a prueba
de explosiones para manejar mezclas de gases extraídos
de algunos vertederos o lugares donde se ha derramado
gasolina, puesto que estas mezclas podrían ser
explosivas.
¿Cómo funciona el sistema de extracción
de vapores del suelo?
El primer paso para construir un sistema de extracción de
vapores del suelo consiste en instalar pozos de extracción
de vapor y pozos de inyección (o respiraderos) en la zona
contaminada. Los pozos de inyección de aire usan
compresores de aire para forzar la entrada de aire en el
suelo. Los respiraderos desempeñan la misma función
que los pozos de inyección, pero son pasivos: en vez de
bombear aire, simplemente constituyen un pasaje para
que se introduzca aire en el suelo. Cuando el aire que
entra pasa por el suelo camino a los pozos de extracción,
los contaminantes se evaporan de los espacios entre las
partículas del suelo, son arrastrados por el aire hasta los
pozos y allí se extraen.
Extracción de vapores del suelo mejorada
térmicamente. Se puede mejorar la extracción de
vapores del suelo con la inyección de aire caliente o vapor en el suelo contaminado por medio de los pozos de
inyección. El aire caliente o el vapor ayuda a “aflojar”
algunos compuestos menos volátiles del suelo. Se han
realizado demostraciones en gran escala de extracción
de vapores del suelo con inyección de vapor en varios
lugares. Además del aire caliente o el vapor, otra
mejora de la extracción de vapores del suelo es el uso
de radiofrecuencias para calentar el suelo y vaporizar o
volatilizar mejor los compuestos en suelos arcillosos y
Los pozos de extracción de vapores pueden ser verticales
u horizontales. Generalmente son verticales y penetran
-2-
¿Dónde se están usando las técnicas de
extracción de vapores del suelo y
aspersión de aire?
limosos. Se están realizando demostraciones del uso
de radiofrecuencias.
Extracción de doble fase. La extracción de doble fase es
un sistema de tratamiento similar a la extracción de
vapores del suelo, pero los pozos de extracción son más
profundos y llegan a la zona saturada, debajo de la capa
freática. Se aplica un fuerte vacío por medio de los
pozos de extracción para extraer simultáneamente agua
subterránea y vapores del subsuelo. Cuando los vapores
y el agua subterránea llegan a la superficie, se separan y
se someten a un tratamiento. En suelos densos y
arcillosos, la extracción de doble fase es más eficaz que
el método corriente de extracción de vapores. Cuando la
extracción de doble fase se combina con medidas
biocorrectivas, aspersión de aire o bioaireación, la
limpieza lleva menos tiempo.
La técnica de extracción de vapores del suelo se ha usado
en varios lugares con desechos peligrosos, en muchos de
ellos con recursos del Superfund. Verona Well Field
(Michigan) es uno de los sitios donde se usó la técnica de
extracción de vapores del suelo con recursos del Superfund para tratar una zona de 2.000 m2 hasta una
profundidad de seis metros contaminada con tricloroetano,
tetracloroetileno y una mezcla de benceno, tolueno,
etilbenceno y xileno. Con este sistema se extrajeron y se
trataron 20 toneladas métricas de contaminantes del
lugar. El EPA estableció niveles de limpieza para 19
contaminantes del lugar y con la técnica extracción de
vapores del suelo se alcanzaron las metas para todos los
contaminantes. El cuadro 1 de la página 4 contiene más
ejemplos de sitios donde se planea usar o se ha usado la
extracción de vapores del suelo, la aspersión de aire y la
extracción de doble fase con recursos del Superfund.
¿En qué casos convendría usar la
extracción de vapores del suelo o la
aspersión de aire?
La extracción de vapores del suelo es muy eficaz para
retirar compuestos orgánicos volátiles de la zona no
saturada. Con la adición de un sistema de aspersión de
aire, se pueden retirar contaminantes también de la zona
saturada. Para ninguna de las dos técnicas se necesita
excavar el suelo contaminado. (Es mejor evitar la
excavación porque es costosa, levanta polvo y permite
que salgan a la atmósfera contaminantes volátiles sin
tratar.) Los vapores extraídos generalmente necesitan un
tratamiento, pero el costo del tratamiento de los vapores
y líquidos extraídos es bajo en comparación con el costo
de las técnicas que requieren excavación. El equipo es
relativamente fácil de instalar, se puede usar eficazmente
en combinación con otras técnicas de tratamiento y es
eficaz para sitios con diferentes condiciones.
¿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. Con técnicas de tratamiento se pueden
alterar materiales contaminados, destruyéndolos
o modificándolos, a fin de que sean menos
peligrosos o dejen de ser peligrosos. Con ese fin
se puede reducir la cantidad de material
contaminado, recuperar o retirar un componente
que confiera al material sus propiedades
peligrosas o inmovilizar los desechos. 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.
¿Darán resultado estas técnicas en
cualquier lugar?
La extracción de vapores del suelo y la aspersión de aire
pueden ser buenas opciones para lugares contaminados con
solventes, otros compuestos orgánicos volátiles (como
tricloroetano, tricloroetileno, benceno, tolueno, etilbenceno
y xileno) y combustibles. Como las propiedades del suelo
tienen un efecto muy importante en el movimiento de los
vapores del suelo, la eficacia y el diseño de sistemas de
extracción de vapores del suelo y aspersión de aire
dependen en gran medida de las propiedades del suelo. La
extracción de vapores del suelo da mejor resultado en suelos
flojos no saturados, como arena, grava y limo grueso o
lecho de roca fracturado. Sin embargo, se ha usado en
suelos más densos, aunque el tratamiento podría llevar más
tiempo. Además, cuanta más humedad contenga el suelo,
más lenta será la extracción.
Algunas técnicas de tratamiento innovadoras,
como la extracción de vapores del suelo y la
desorción térmica, están tan difundidas que
calificarlas de “innovadoras” podría parecer
inadecuado. Sin embargo, siguen apareciendo
variantes innovadoras de estas técnicas y el EPA
no puede aún prever con certeza el tiempo que
se tardará en descontaminar un sitio con estas
técnicas ni el costo. Por estas razones, el EPA
continúa observando su evolución y recopilando
datos sobre ellas.
-3 -
Cuadro 1
Ejemplos de lugares donde se usan las técnicas de extracción de vapor del suelo,
aspersión de aire y extracción de doble fase con recursos del Superfund*
Nombre del sitio
Técnica
Situación**
Contaminantes
Fairchild Semiconductor (San Jose)
(California)
Garden State Cleaners (Nueva Jersey)
Defense General Supply Center (Virginia)
Hollingsworth Solderless (Florida)
Rocky Mountain Arsenal (Colorado)
Lindsay Manufacturing (Nebraska)
Applied Environmental Services
(Nueva York)
EVS
Concluida
EVS
EVS
EVS
EVS
EVS
EVS/AA
Concluida
Concluida
Concluida
Concluida
En ejecución
En ejecución
EVS/AA
En ejecución
Compuestos orgánicos volátiles, benceno,
tolueno, etilbenceno y xileno
Compuestos orgánicos volátiles
Compuestos orgánicos volátiles
Compuestos orgánicos volátiles
Compuestos orgánicos volátiles
Compuestos orgánicos volátiles
Benceno, tolueno, etilbenceno y xileno, compuestos
orgánicos volátiles, compuestos orgánicos
semivolátiles, hidrocarburos poliaromáticos
Compuestos orgánicos volátiles, benceno,
tolueno, etilbenceno y xileno
Compuestos orgánicos volátiles, hidrocarburos
poliaromáticos, benceno, tolueno, etilbenceno y xileno
Compuestos orgánicos volátiles
Compuestos orgánicos volátiles
Compuestos orgánicos volátiles, benceno, tolueno,
etilbenceno y xileno
Wayne Reclamation and Recycling
(Indiana)
Sand Creek Industrial (Colorado)
Linemaster Switch Corp. (Connecticut)
Rochester Property (Carolina del Sur)
Fairchild Air Force Base
(Washington)
EVS = extracción de vapores del suelo
EVS/EDF Anteproyecto
EVS/EDF En proyecto
AA
En ejecución
AA
En ejecución
AA = aspersión de aire
EDF = extracción de doble fase
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 cartelera electrónica con información sobre operaciones de limpieza del
EPA (CLU-IN). Llame a CLU-IN, módem: 301-589-8366. El número de teléfono de CLU-IN para ayuda técnica es 301589-8368. La base de datos también se puede comprar en disquetes. Consulte al NCEPI para más pormenores.
* 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.
** Hasta agosto de 1995.
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 al NCEPI no le quedan más ejemplares de alguno de estos documentos, 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
• Selected Alternative and Innovative Treatment Technologies for Corrective Action and Site Remediation: A
Bibliography of EPA Information Resources, enero de 1995, EPA 542-B-95-001. Bibliografía de publicaciones
del EPA sobre técnicas de tratamiento innovadoras.
• Soil Vapor Extraction Treatment Technology Resource Guide, septiembre de 1994, EPA 542-B-94-007. Bibliografía
de publicaciones y otras fuentes de información sobre la extracción de vapores del suelo, la aspersión de
aire y otras técnicas de tratamiento innovadoras.
• In Situ Remediation Technology Status Report: Thermal Enhancements , abril de 1995, EPA 542-K-94-009.
• Technology Assessment of Soil Vapor Extraction and Air Sparging , septiembre de 1992, EPA 600-R-92-173.
• Superfund Innovative Technology Evaluation Program: Technology Profiles (7th Ed.) , EPA 540-R-94-526.
• Guía del ciudadano: Medidas biocorrectivas , EPA 542-F-96-023
• WASTECH® Monograph on Vacuum Vapor Extraction, ISBN #1-883767-08-3. Puede obtenerse de la Academia Estadounidense
de Ingenieros Ambientales, 130 Holiday Court, Annapolis, Maryland 21401; teléfono: 410-266-3311. Cuesta US$49,95.
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.
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