FRASA Engenheiros Consultores
Prof. Dr. Eng. Rafael Fernández Rubio
Âmbito dos trabalhos solicitados
Realizar reuniões de trabalho em Lisboa.
Preparar uma proposta de estudos e trabalhos requeridos, para apresentar soluções para problemas derivados de focos de contaminação de águas e solos
Realizar reconhecimentos de campo na margem esquerda do rio Tejo.
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Técnicas de recuperação de solos (I)
Tratamientos in situ
• Técnicas de lavagem• Técnicas físico-químicas• Técnicas de arrasto com ar ou vapor• Técnicas de posta em contato
Custo aproximado: 380 - 450 € / TonTempos de limpeza: variáveis
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Técnicas de lavagem
Método
Mediante um fluido (geralmente água com ácidos, bases ou detergentes), dissolvem-se e arrastam os poluentes solúveis, que se extraem depois em uma instalação adequada.
Condicionantes
• Características físico - químicas dos poluentes.
• Características hidrogeológicas do meio e sua distribuição espacial.
• Risco de migração dos poluentes para zonas não poluídas.
• Requerem-se grandes volúmes de água.
• Eficaz para tratamento de solos poluídos por metais.
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Técnicas de lavagem
Poço de injeçãoPoço de extração
Solo poluído
Nível freático
DifusorBomba
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Técnicas de arrasto com ar ou vapor
Método
Tecnologia aplicável à eliminação de componentes orgânicos voláteis.
Condicionantes
• Usam-se os vazios e/ou pressão para forçar o fluxo.
• Os componentes básicos são:
• Furos de injecção de ar / vapor limpo.
• Furos de recolha de ar / vapor contaminado.
• Furos de controlo.
• Compresor e soplantes.
• Bomba de vácuo.
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Técnicas de arrasto com ar ou vapor
Poço de injeção
Compressor
Poço de extração
Solo poluído
Soplante
Depuração do ar
Borbulhas
Nível freático
Água
Ar
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Técnicas físico-químicas (I)
Método
Eliminação o fixação total ou parcial dos poluentes pressentes, mediante aplicação de agentes químicos.
Tipos de técnicas
• Extração
• Solidificação
• Vitrificação
• Eletromigração
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Técnicas físico-químicas (II)
Extracção
Utiliza-se água com dissolventes. A mistura de dissolvente e sólidos centrifuga-se ou filtra-se. Na fase líquida rompe-se a emulsão, com calor, e decanta-se; aplica-se a separação por stripping, ou mediante carbono activo, ou por destilação, recicla-se o dissolvente,...
Características
• Nos solos tratados desaparece a matéria orgânica,• Materiais inertes,• Profunda mudança de textura,• Estes tratamentos são caros
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Técnicas físico-químicas (III)
Solidificação - Estabilização
Estas tecnologias apiam-se na redução da mobilidade dos poluentes, mediante sua incorporação de matérias sólidas, tanto orgânicas como inorgânicas, de baixa permeabilidade.
Características
• Os solos tratados ficam solidificados.
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Técnicas físico-químicas (III)Solidificação - Estabilização
Solo poluido
Misturadora
Planta de preparação
Solo estabilizado
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Técnicas físico-químicas (IV)
Vitrificação
Mediante tratamento térmico os solos fundem-se numa matriz vítrea, muito resistente, em que os poluentes ficam fixados.
Características
• As temperaturas de fundição estão entre 1.600º C e 2.000º C.
• Os poluentes orgânicos destroem-se mediante pirólisis.
• Os componentes inorgânicos encapsulam-se na massa vítrea.
• Pode-se aplicar in situ (mediante eletrodos).
• É muito caro especialmente em presença de água.
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Técnicas físico-químicas (IV)
Vitrificação
Solo vitrificadoEletrodo Eletrodo
Grafite e massa de vidro
Recolha de gas
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Técnicas físico-químicas (V)
Eletromigração
Mediante um campo elétrico provoca-se a migração dos componentes iónicos.
Características
• Especialmente indicado para metais pesados e outros componentes iónicos.
• Os recipientes protectores dos eletrodos estão preenchidos por dissoluções químicas, que incorporam os poluentes que serão eliminados numa instalação de depuração.
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Técnicas físico-químicas (VI)
Eletromigração
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Técnicas de posta em contato (I)
Método
Trata-se de facilitar o contacto entre os agentes de tratamento (água, vapor, substâncias químicas, etc.) com os poluentes.
Tipos de técnicas
• Kerfing.• Fraturação hidráulica.• Sarjetas de intercepção.• Stripping.
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Técnicas de posta em contato (II)
Kerfing
Criação, mediante jacto de água a alta pressão e material abrasivo, de uma cavidade paralela ou perpendicular ao eixo de um poço.A cavidade actua como depósito de recolha para facilitar a extração do poluente.
Fraturação hidráulica
Consiste em aumentar as fracturas existentes ou criar novas fracturas, que se preenchem mediante material granular, para facilitar os fluxos hidráulicos na rocha poluída.
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Técnicas de posta em contato (III)
Sarjetas de intercepção
Consiste na escavação de sarjetas profundas paralelas, em intervalos regulares, colectoras do poluente, que permitem tratamentos em separado.
Stripping
Consiste na mobilização de poluentes voláteis no subsolo, mediante uma diminuição da pressão, que gera um fluxo para o poço de captação.Especial para compostos orgânicos voláteis.
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Prof. Dr. Eng. Rafael Fernández RubioFoto
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Técnicas de recuperação de solos (II)
Tratamentos ex situ• Técnicas de aeração / volatilização passiva• Técnicas de lavagem• Técnicas de incineração• Técnicas de desorção térmica
Por problemas de custos não se utilizam geralmente quando os volumes de solos poluídos são superiores a 5.000 / 10.000 m3.
Custo aproximado: 2 - 300 € / Ton.Tempos de limpeza: largos.
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Técnicas de aeração / volatilização passiva
Método
Consistem em eliminar os poluentes orgânicos por volatilización.
Os solos poluídos depositam-se em lâmina, sobre uma geomembrana ou superfície impermeável.
Condicionantes
• Não servem para eliminar os metais pesados.
• Apresentam o inconveniente de passar os poluentes à atmosfera.
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Técnicas de lavagem de solos
Método
Consistem em separar os poluentes do solo mediante uma solução aquosa (dissolvente).
Condicionantes
• Não se elimina a toxicidade dos poluentes, que se deverão gerir mediante armazenamento em depósito de segurança autorizado, ou recuperar-se para reutilização.
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Técnicas de incineração
MétodoOs solos submetem-se a altas temperaturas, normalmente em fornos rotativos, para queimar a matéria poluente combustível.
Condicionantes• Aplicável a solos com poluentes orgânicos.
• Não servem para eliminar aos metais pesados.
Problemas• Queima-se o material orgânico do solo, que fica biologicamente inerte.
• Não servem para eliminar aos metais pesados.
• Apresentam o inconveniente de passar os poluentes à atmosfera.
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Técnicas de desorção térmicaMétodo
Os solos submetem-se a temperaturas entre 250º e 400º C, através de um gás inerte (nitrogénio) para impedir a oxidação; transporte dos compostos voláteis gaseificados para diferentes tratamentos.
Não se destrói a estrutura do solo.
Condicionantes
• Aplicável a solos com poluentes orgânicos, com ponto de ebulição inferior a 430º C.
• Não servem para eliminar aos metais pesados.
Problemas• O solo tratado é biologicamente inactivo mas conserva sua estrutura e pode retornar à origem.
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Técnicas de recuperação de solos (III)
Técnicas de confinamento
• Técnicas de selageme isolamento
Custo muito variável em função de volume, natureza, solo,..
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Técnicas de confinamento
Método
Consiste em cobrir o solo poluído com material impermeável, acompanhando geralmente com a construção de barreiras impermeáveis laterais para completar o isolamento.
Condicionantes
• Grandes quantidades de solos cuja escavação e transporte a um Depósito de Segurança é inviável.
• Solos com poluentes com risco por contacto directo, dispersão atmosférica, ou lixiviação.
• Solos poluídos para os que não exista tratamento com garantias.
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Técnicas de selado, isolamento e cobrimento
Solopoluído
Injeçõesimpermeabilizantes
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Técnicas de selado, isolamento e cobrimento
Solopoluído
Poço de drenagem
Cortina impermeável
Nível piezomêtrico interior
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Técnicas de selado, isolamento e cobrimento
Objetivos
• Evitar a emissão atmosférica de poluentes.
• Restringir a filtração de água através do solo poluído.
• Evitar a dispersão dos poluentes no aqüífero.
• Reduzir a afectação aos ecossistemas.
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Técnicas de selado, isolamento e cobrimento
Fatores condicionantes da cobertura isolante
• Efetividade a longo prazo face a:
• Gelo ou temperaturas elevadas.
• Penetração de raízes, animais ou insetos.
• Movimentos sísmicos.
• Circulação de veículos.
• Erosão por água ou vento.
• Assentamento dos solos subjacentes.
• Instabilidade mecânica do lugar....
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Técnicas de selado, isolamento e cobrimento
Elementos do sistema de cobertura
• Capa de solo superficial.
• Capa de proteção.
• Capa de drenagem.
• Barreira impermeável.
• Capa de circulação e recolha de gases.
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Técnicas de recuperação de solos (IV)
Técnicas biológicas
• Técnicas de biodegradação in situ
• Técnicas landfarming
• Técnicas de biodegradação em reator
Adequadas para a degradação de componentes orgânicos (pesticidas, óleo diesel, gasolina, azeite, compostos orgânicos halogenados,...).
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Técnicas de biodegradação in situMétodo
Utiliza bactérias do solo ou externas, contribuídas para biodegradar aos compostos orgânicos.
Potencializa-se por adição de nutrientes (fósforo, nitrogênio, etc.) e, às vezes, inoculação de cultivos de bactérias.
Não se destrói a estrutura do solo.
Condicionantes
Frequientemente realiza-se com um sistema de injecção de águas e bombeamento de extracção (às vezes com adicção de peróxido de hidrogênio)
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Técnicas de biodegradação in situ
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Técnicas de landfarmingMétodo
Os solos poluídos, depois de sua escavação, tratam-se extensivavente em espaços abertos.
As capas de solos são arejadas mediante volteio e os lixiviados são filtrados ou recolhidos.
Problemas
Requer de superfícies extensas, preferencialmente em zonas isoladas e sem aqüíferos.
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Técnicas de biodegradação em reatorMétodo
Depois da adição de água, para formar uma lama, adicionam-se microorganismos, mantendo uma concentração adequada de biomassa.
Quando a biodegradação terminou terá que se desidratar o solo.
Problemas
As águas residuais resultantes requerem um tratamento adicional antes da sua rejeição
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Custo
Tempo
+
+
-
-
Incineração
Flushing
Stripping
Biorrem.ex situ
Confinamento Biorrem.in situ
Degradação natural
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Metodologia de trabalho
Caraterização do meio contaminado
• Caracterização hidrogeológica permeabilidade hídrica permeabilidade pneumática
• Caracterização dos poluentes: primários transformados • Estado físico dos poluentes: absorvidos pelo solo disolvidos gasosos
• Distribuição espacial: concentração dos poluentes dispersividade
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Atuações gerales recomendadas
Realização de acções piloto com as técnicas mais adequadas,
comparando todos os parâmetros, para seleccionar a mais adequada
pela sua facilidade de uso, efectividade, custo, menor impacto, etc.
Análise de riscos para o pessoal que trabalhe na operação.
Análise de riscos por fuga ou dispersão dos poluentes.
Caracterização hidrogeológica do meio contaminado.
Projecto de recuperação e controlo da eficácia do tratamento.
Planeamento do acomapnanhento durante a realização da obra.
Monitorização do comportamento da obra realizada.