Download La separación electrocinética o electrorremediación, de acuerdo a

Prem D. Zalzman
Separación Electrocinética
APROBADO
La separación electrocinética, a grandes rasgos, se puede describir como el transporte de contaminantes
in situ a partir de la aplicación de un campo eléctrico entre electrodos para concentrarlos, y
posteriormente removerlos mediante un tratamiento que puede ser ex o in situ.
La electrorremediación tiene como característica que aprovecha las propiedades conductivas del suelo,
permitiendo la separación y extracción de contaminantes tanto orgánicos como inorgánicos. Esto lo
logra mediante el uso de un campo eléctrico que permite remover las especies cargadas (iones). Dicho
campo, se produce mediante una corriente directa de baja intensidad entre dos electrodos cerámicos,
uno positivo (ánodo) y uno negativo (cátodo) que son insertados dentro del suelo. Los iones metálicos,
así como iones amonio y compuestos orgánicos con carga positiva, migran hacia el cátodo; mientras
que los aniones como el cloruro, cianuro, fluoruro, nitratos y compuestos orgánicos cargados
negativamente se mueven hacia el ánodo. A continuación se muestra un gráfico que describe el
procedimiento que recién fue expuesto:
Se considera que el espacio entre ánodo y cátodo, dependerá tanto del tipo como de la cantidad del
contaminante que debe ser extraído. En general, el espacio que hay entre ambos electrodos será como
mucho de tres metros y el proceso de remediación deberá ser continuo hasta alcanzar el nivel de
concentración del contaminante deseado.
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Los dos mecanismos de transporte de contaminantes son:
Electromigración: es un fenómeno en el cual los iones en solución y los coloides que
tienen carga eléctrica se mueven a través del campo eléctrico
Electroósmosis: representa el movimiento del líquido, junto con las sustancias suspendidas
en él (sustancias con o sin cargas) en relación a las cargas estacionarias de las superficies sólidas. Se
produce una movilización en masa del líquido, como consecuencia de la interacción con las paredes de
los poros y por ello fluyen hacia uno de los electrodos (normalmente hacia el cátodo).
Existen a su vez dos técnicas de eliminación de los contaminantes transportados:
Extracción: el mecanismo de transporte en este caso es la electromigración, los
contaminantes se van a concentrar en los electrodos polarizados para su extracción y posterior
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tratamiento ex-situ. La extracción en los electrodos se puede realizar de varias maneras entre las que
destacan: electroplateado del electrodo y precipitación en el electrodo. Esta técnica se usa en suelos
contaminados con metales.
Tratamiento sin extracción: el mecanismo de transporte que actúa es la electroósmosis,
que se produce en las zonas de tratamiento colocadas entre ambos electrodos. La polaridad de los
electrodos se invierte periódicamente para invertir el flujo de contaminantes a través de las zonas de
tratamiento. Está técnica se aplica en suelos contaminados con compuestos orgánicos.
Si se dispone de todos los componentes necesarios para realizar la limpieza del sitio de manera correcta
y esta se efectúa continuamente, se estipula que el tiempo requerido para limpiarlo es promedio, es decir
de 1- 3 años.
Debido a todas las características mencionadas, se considera que la separación electrocinética precisa un
mayor nivel de mantenimiento y operación que otras técnicas. Dicha apreciación se observa al analizar
que el proceso requiere de diversas características específicas, las cuales si no se cumplen deben ser
modificadas, entre ellas: una adecuada humedad del suelo (entre 14 y 18 %), un suelo preferentemente
formado por arcillas (debido a las altas cargas negativas presentes en la superficie de las partículas de
arcillas). Es por ello que antes de la instalación de un separador electrocinético, se deben realizar
diversos estudios previos, entre ellos de PH, análisis químicos del agua, análisis químicos del suelo,
comprobar la conductividad del suelo, y pruebas de pequeña escala, para constatar distintas variantes,
entre otros cuales contaminantes han sido extraídos y cuales reacciones adversas se produjeron, tales
como precipitaciones de sales y compuestos orgánicos.
Si se analiza la inversión de capital inicial, esta se encuentra dentro del promedio establecido para otras
tecnologías, sin embargo esta tiene un gran inconveniente que es el alto consumo de energía eléctrica. A
grandes rasgos se considera que los costos varían en función de la cantidad de suelo a tratar, la
conductividad del suelo, el tipo de contaminante, el espaciado de electrodos y el tipo de diseño de
proceso empleado. En promedio los costos netos, con una corriente de 500 kWh/m3 y una separación de
los electrodos que oscila entre 1 m y 1.5 mts, se calculan que son cercanos a 117 U$D/m3 de suelo
tratado, es decir que los costos relativos son altos si se relacionan con otras tecnologías. Sin embargo si
no hay otra tecnología disponible para remediar suelos contaminados con metales en suelos con
características heterogéneas y bien drenado, esta técnica podría permanecer potencialmente competitiva.
No se ha encontrado que esta técnica se esté aplicando en nuestro país, sin embargo la Secretaría de
Ambiente y Desarrollo Sustentable de la República Argentina menciona a la remediación
electrocinética como un método efectivo para la recomposición de sitios contaminados con
hidrocarburos. Paralelamente diversas empresas tanto europeas como estadounidenses, disponen de la
tecnología para la aplicación de la electrocinética, además se encontraron casos en Chile en los cuales se
aplica esta tecnología para la limpieza de minas de cobre. En la matriz analizada se considera que la
disponibilidad de esta tecnología es promedio, es decir que cuentan con ella de 2 a 4 distribuidores.
Mátriz 3.2
Grado de desarrollo: Implementado como parte de la remediación final de muchos sitios, bien documentado y
entendido
Tren del tratamiento: Complejo, precisa de más tecnologías y genera gastos excesivos
Operación y mantenimiento: Mayor necesidad que el promedio.
Capital intensivo: Inversión de capital promedio en relación a otras tecnologías
Necesidad de mantenimiento y confiabilidad del sistema: Promedio en relación a otras tecnologías
Costos relativos: Altos costos en relación a otras tecnologías
Tiempo: El tiempo requerido para limpiar un sitio standard usando esta tecnología es promedio, es decir de 1- 3
años para limpieza de suelo in situ.
Disponibilidad: Promedio, 2-4 distribuidores.
COVs, no halogenados: Medianamente efectivo
COVs halogenados: Medianamente efectivo
SVOCs (compuestos orgánicos semivolátiles) no halogenados: Medianamente efectivo
SVOCs halogenados: Medianamente efectivo
Combustibles: Poco efectivo
Inorgánicos: Altamente efectivo
Radionucleidos: Medianamente efectivo
Explosivos: Poco efectivos
PREGUNTAS
1. Describa el proceso de electroremediación en detalle.
2. qúe propiedades del suelo son ventajosas para una mayor efectividad del método?
3. Sería esta una tecnología que Ud. Consideraría entre las primeras opciones, por qué?