Remediación de sitios contaminados con cemento

La remediación de sitios contaminados con cemento , también llamada solidificación/estabilización con cemento (S/S con cemento), es un método común para la remediación ambiental segura de terrenos contaminados con cemento . El cemento solidifica el suelo contaminado y evita que los contaminantes se muevan, como la lluvia que causa la lixiviación de contaminantes en las aguas subterráneas o que sean transportados a los arroyos por la lluvia o el deshielo . Desarrollada en la década de 1950, la tecnología se usa ampliamente hoy en día para tratar desechos industriales peligrosos y material contaminado en sitios industriales abandonados , es decir, propiedades abandonadas o subutilizadas que no se están reurbanizando debido al temor de que puedan estar contaminadas con desechos peligrosos . ^[1] S/S proporciona un medio económicamente viable para tratar sitios contaminados. Esta tecnología trata y contiene el suelo contaminado en el sitio, lo que reduce la necesidad de vertederos .

El método de solidificación/estabilización utiliza formulaciones químicamente reactivas que forman sólidos estables que no son peligrosos o son menos peligrosos que los materiales originales. ^[2] La solidificación se refiere a los cambios físicos en el material contaminado cuando se agrega un determinado agente aglutinante. Estos cambios incluyen un aumento en la resistencia a la compresión, una disminución en la permeabilidad y la condensación de materiales peligrosos. ^[1] La estabilización se refiere a los cambios químicos entre el agente estabilizador (agente aglutinante) y el componente peligroso. Estos cambios deben incluir un componente menos soluble, menos tóxico con movilidad impedida. ^[3] Los agentes aglutinantes comunes incluyen, entre otros, cemento Portland , cal, piedra caliza , cenizas volantes , escoria , arcilla y yeso . Debido a la gran cantidad de tipos de materiales peligrosos, cada agente debe probarse en el sitio antes de poner en marcha un proyecto a gran escala. La mayoría de los agentes aglutinantes utilizados son una mezcla de varios agentes aglutinantes individuales, según el material peligroso en el que se utilizarán. El cemento Portland se ha utilizado para tratar más material contaminado que cualquier otro agente aglutinante de acero inoxidable debido a su capacidad para unir líquidos libres, reducir la permeabilidad, encapsular materiales peligrosos y reducir la toxicidad de ciertos contaminantes. La cal se puede utilizar para ajustar el pH de la sustancia del agua de evacuación mediante el uso de altas temperaturas de hidratación. La piedra caliza también se puede utilizar para ajustar los niveles de pH. La escoria se utiliza a menudo con fines económicos debido a su bajo costo. ^[1]

In situ es una frase latina que significa “en el lugar”. Cuando se hace referencia a la química o a las reacciones químicas, significa “en la mezcla de reacción”. La mezcla S/S in situ, que representa el 20% de los proyectos S/S entre 1982 y 2005, se utiliza para mezclar agentes aglutinantes en el material contaminado mientras permanece en el sitio. Los beneficios externos de la mezcla in situ incluyen la conservación de los costos de transporte, la no utilización de vertederos y un menor riesgo para las comunidades circundantes de estar expuestas a los materiales peligrosos durante el transporte. ^[1] Los tratamientos de mezcla in situ también pueden tener el beneficio adicional de mejorar las condiciones del suelo en el sitio. ^[4]

Ex situ es una frase latina que significa “fuera del sitio”. En la mezcla ex situ, los materiales peligrosos se excavan y luego se mezclan a máquina con un determinado agente aglutinante. Este nuevo material, menos peligroso, se deposita luego en un área designada o se reutiliza en el sitio inicial. ^[5] Entre 1982 y 2005, las tecnologías de S/S ex situ representaron el 80% de los 217 proyectos que se completaron. ^[1]

El uso prolongado del sitio tratado y las condiciones ambientales y climáticas pueden provocar la erosión de los materiales utilizados para estabilizar los contaminantes, lo que limita el efecto de la estabilización sobre los materiales peligrosos. Debido a esto, se requiere un monitoreo continuo del sitio para garantizar que los contaminantes no se hayan vuelto a reunir. ^[5] Los factores ambientales como la congelación-descongelación y la humectación-secado fueron el foco de muchos estudios que abordaron la resistencia del acero inoxidable. Se encontró que la congelación y la descongelación tuvieron los efectos más adversos sobre la durabilidad de los materiales tratados. ^[2]

Cuando se trabaja con un contaminante radiactivo, el proceso de solidificación puede verse afectado por otros tipos de residuos peligrosos. La mayoría de los procesos de solidificación y estabilización tienen efectos limitados o escasos sobre los compuestos orgánicos y los pesticidas. Solo destruyendo estos residuos mediante el calentamiento a temperaturas muy altas se inmovilizarán los compuestos orgánicos y los pesticidas. ^[5] Antes de llevar a cabo el proceso en este tipo de sitios, es necesario realizar estudios de tratabilidad para concluir si el proceso de solidificación y estabilización será beneficioso. ^[3] Estos procesos de cementación pueden dar lugar a importantes cambios de volumen en el sitio, a menudo hasta el doble de su volumen original. ^[5]

En enero de 2007, los gobiernos de Canadá y la provincia de Nueva Escocia acordaron limpiar el infame sitio contaminado de Sydney Tar Ponds utilizando tecnología S/S. Se mezcló cemento con los desechos contaminados para solidificarlos y estabilizarlos. ^[6] Una vez completado el proceso S/S, las áreas solidificadas se cubrieron con una capa de ingeniería que consistía en arcilla, seguida de capas de grava y tierra. Finalmente, la superficie se plantó con césped y otra vegetación. ^[7]

Se utilizaron tecnologías S/S para tratar una antigua planta de tratamiento de madera contaminada en Port Newark, Nueva Jersey. Aproximadamente 8 acres (32.000 m ² ) de suelo estaban contaminados por madera con arsénico, cromo e hidrocarburos aromáticos policíclicos . Se utilizó un 8% de cemento Portland por peso húmedo de suelo contaminado. Se utilizaron procesos in situ y ex situ para tratar más de 35.000 metros cúbicos de suelo contaminado. El suelo tratado ex situ se mezcló con cemento Portland mediante una amasadora y luego se colocó sobre el suelo tratado in situ. Esto creó una base excelente para colocar pavimento sobre el sitio. El uso propuesto para el sitio tratado es un área de almacenamiento de contenedores de envío. ^[1]

En Boston, Massachusetts, se están renovando o derribando almacenes abandonados para construir nuevas estructuras. En este sitio se encuentra el antiguo sistema de energía central, construido en 1890. Cuando se construyó, esta central eléctrica se consideraba la planta generadora de electricidad más grande del mundo. Este edificio ha estado abandonado desde la década de 1950 y no ha producido electricidad en más de 90 años. ^[8] A principios de la década de 1990, se iniciaron renovaciones, pero se interrumpieron rápidamente cuando se descubrió petróleo flotando libremente en las alcantarillas. Los esfuerzos de limpieza no tuvieron éxito porque trajeron más petróleo al sitio. En 1999, se utilizaron tratamientos de acero inoxidable a base de cemento para tratar 2100 metros cúbicos de materiales contaminados. Los suelos contaminados con plomo y petróleo se manejaron y trataron con éxito en este sitio. ^[1]

En el centro de Victoria, se está construyendo un complejo de 120.000 m2 ^{de espacio mixto residencial, de oficinas, de venta minorista y comercial en 61.000 m2} de terrenos industriales que estaban contaminados con plomo. Se trataron 10 toneladas de tierra con cemento, que se mezcló con el suelo en el lugar simplemente utilizando una pala de excavadora. De esta manera, el suelo quedó completamente inocuo, como lo demostraron las pruebas realizadas en muestras de suelo. ^[9]

La ciudad de Brandon eligió un terreno de 10.000 metros cuadrados que antes ocupaba la Brandon Scrap Metal and Iron Company para construir su nuevo cuartel general de policía y bomberos. Durante muchos años, se destruyeron allí las baterías de plomo y se extrajo el plomo, dejando las cajas sin tratar en el lugar. Una evaluación ambiental mostró que el sitio estaba contaminado debido a la presencia de metales pesados, plomo y contaminación por hidrocarburos. Se empleó acero inoxidable a base de cemento para remediar con éxito 600 toneladas de suelo contaminado. ^[10]

En una propiedad desocupada de 5 hectáreas cerca del canal Welland en St. Catharines, el suelo superficial contenía concentraciones peligrosas de plomo e hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) a una profundidad de hasta 0,4 m debido a las operaciones anteriores de un campo de tiro al plato adyacente. Se trataron alrededor de 26.000 toneladas de suelo con S/S para reducir los niveles de contaminación por debajo de los criterios de las Regulaciones de Eliminación de Desechos en Tierras de Ontario. ^[11]

• Desechos peligrosos
• Hormigón para estanques
• Hormigón salino
• Hormigón salado
• Extracción de vapor del suelo
• Contaminación del suelo
• Contaminación del agua
• Remediación ambiental
• Residuos radiactivos

• Guía ciudadana sobre solidificación y estabilización
• Referencias técnicas de la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU., el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. y la Agencia Ambiental del Reino Unido: https://web.archive.org/web/20110317002710/http://www.cetco.com/ccs/Literature.aspx