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ASISTENCIA TÉCNICA PARA LA EJECUCIÓN DE

LOS TRABAJOS Y SUPERVISIÓN EXPERTA DEL

ENSAYO DE INYECCIÓN Y OXIDACIÓN QUÍMICA

IN SITU (ISCO) PROYECTO DISCOVERED LIFE 12

ENV/ES/000761

Diciembre 2016

Proyecto nº: 60509132

Preparado para: SARGA

N/Ref.: 5114033-23

ASISTENCIA TÉCNICA PARA LA EJECUCIÓN DE LOS TRABAJOS Y SUPERV ISIÓN EXPERTA DEL ENSAYO DE

INYECCIÓN Y OXIDACIÓN QUÍMICA IN SITU (ISCO) PROYECTO DISCOV ERED LIFE 12 ENV/ES/000761

Diciembre 2016 Pág. 1

ÍNDICE

Sección Página nº

1. INTRODUCCIÓN............................................................................................... 6

1.1. Antecedentes .................................................................................................... 6 1.2. Localización de los trabajos ................................................................................ 8

2. ALCANCE DE LOS TRABAJOS Y OBJETIVOS ................................................. 10

3. PLANIFICACIÓN DEL ENSAYO ....................................................................... 11

3.1. Planteamiento general del ensayo...................................................................... 11 3.1.1. Principios básicos de la técnica de remediación ................................................... 12 3.1.2. Aspectos geológicos e hidrogeológicos ............................................................... 13 3.1.3. Propiedades y características de los contaminantes ............................................. 16 3.2. Trabajos de control y seguimiento ...................................................................... 21 3.3. Recursos humanos y materiales ........................................................................ 22 3.3.1. Equipos del sistema de mezcla e inyección ......................................................... 23 3.3.2. Recursos materiales ........................................................................................ 24 3.3.3. Recursos humanos .......................................................................................... 25

4. DESARROLLO DEL ENSAYO .......................................................................... 26

4.1. Trabajos previos .............................................................................................. 27 4.2. Determinación de la dosis de oxidante ................................................................ 33 4.3. Inyección del frente alcalino .............................................................................. 34 4.4. Primer evento de inyección de mezcla oxidante ................................................... 36 4.5. Segundo evento de inyección de mezcla oxidante ................................................ 38 4.6. Tercer evento de inyección de mezcla oxidante.................................................... 40 4.7. Seguimiento tras el tercer evento de inyección ..................................................... 44

5. ANÁLISIS E INTEGRACIÓN DE DATOS............................................................ 45

5.1. Consideraciones iniciales: modelo conceptual...................................................... 45 5.2. Evolución de los niveles de agua ....................................................................... 47 5.3. Evolución de los parámetros físico-químicos del acuífero....................................... 52 5.4. Determinación de persulfato in situ ..................................................................... 60 5.5. Evolución concentración contaminantes de interés (COCs) .................................... 64 5.6. Evolución otros parámetros control..................................................................... 69

6. MODELO CONCEPTUAL DEL ENSAYO ........................................................... 74

7. VALORACIÓN DE RESULTADOS .................................................................... 80

7.1. Valoración de la evolución de la concentración másica.......................................... 80 7.2. Valoración de los procesos de transformación de contaminantes ............................ 84 7.3. Valoración de la dilución ................................................................................... 87 7.4. Valoración de la evolución fuera de la celda de ensayo ......................................... 89 7.5. Rendimientos de reducción de la concentración. .................................................. 89 7.6. Balance de masas durante el proceso de oxidación .............................................. 92

8. CONCLUSIONES............................................................................................ 94




TABLAS

Tabla 1. Sondeos involucrados en el ensayo piloto ISCO ................................................... 9 Tabla 2. Profundidad de instalación de los obturadores en I1 e I2 .......................................29 Tabla 3. Cálculo de la dosis de Persulfato .......................................................................33 Tabla 4. Preparación e inyección de la mezcla alcalina .....................................................35 Tabla 5. Variaciones de pH en los sondeos de control.......................................................36 Tabla 6. Preparación e inyección del primer evento de inyección de la mezcla oxidante .........36 Tabla 7. Preparación e inyección de los sub-eventos de la primera inyección de oxidante ......37 Tabla 8. Preparación e inyección del segundo evento de inyección de la mezcla oxidante ......39 Tabla 9. Preparación e inyección de los sub-eventos de la segunda inyección de oxidante.....40 Tabla 10. Preparación e inyección del tercer evento de inyección de la mezcla oxidante ........42 Tabla 11. Preparación e inyección de los sub-eventos de la tercera inyección de oxidante .....43 Tabla 12. Instalación de dataloggers en los sondeos de control ..........................................47 Tabla 13. Registro de precipitaciones durante el ensayo ...................................................52

ILUSTRACIONES

Figura 1. Historia evolución del ensayo piloto del laboratorio al campo ................................. 7 Figura 2. Localización de los trabajos en el emplazamiento ................................................ 8 Figura 3. Perfil con la localización de los sondeos de control durante el ensayo piloto ISCO .......................................................................................................................... 9 Figura 4. Sondeos implicados en las distintas fases de actuación ......................................11 Figura 5. Sondeos implicados en las distintas fases de actuación ......................................12 Figura 6. Afloramiento en el vaso del vertedero desmantelado que muestra la disposición vertical de la alternancia de los materiales geológicos. Vista hacia el oeste ..........................14 Figura 7. Representación de la distribución litológica en planta a la profundidad objetivo del ensayo ..................................................................................................................15 Figura 8. Representación de la distribución litológica en planta a la profundidad objetivo del ensayo ..................................................................................................................16 Figura 9. Relación entre los distintos compuestos oxidables y la cantidad de persulfato para oxidarlos .............................................................................................................18 Figura 10. Relación persulfato consumido para oxidar los compuestos matriz del agua subterránea ................................................................................................................18 Figura 11. Esquema con las principales consideraciones sobre el ensayo piloto ISCO en Bailín .........................................................................................................................20 Figura 12. Ciclo de los procesos realizados por el equipo de campo ...................................25 Figura 13. Eventos de inyección ensayo piloto ISCO ........................................................26 Figura 14. Pruebas de campo con los kits de cloro y persulfato ..........................................31 Figura 15. Evento de inyección alcalina ensayo piloto ISCO ..............................................35 Tabla 5. Variaciones de pH en los sondeos de control.......................................................36 Figura 17. Segundo Evento de inyección mezcla oxidante ensayo piloto ISCO .....................39 Figura 18. Tercer Evento de inyección mezcla oxidante ensayo piloto ISCO ........................43 Figura 19. Perfil zona actuación con los sondeos más representativos del ensayo piloto........46 Figura 20. Corte transversal zona de actuación y posibles ubicaciones de los sondeos de control........................................................................................................................46 Figura 21. Sondeos de control principales y secundarios del ensayo piloto ..........................48 Figura 22. Evolución histórica de la conductividad en sondeos representativos del ensayo piloto..........................................................................................................................54 Figura 23. Evolución detallada de la conductividad en relación a los eventos de inyección .....55 Figura 24. Evolución histórica del pH en dos sondeos representativos del ensayo piloto ........56 Figura 25. Evolución detallada del pH durante el ensayo piloto en dos sondeos representativos ............................................................................................................57




Figura 26. Evolución histórica del potencial Redox en sondeos representativos del ensayo piloto..........................................................................................................................58 Figura 27. Evolución detallada del Redox durante el ensayo piloto en dos sondeos representativos ............................................................................................................59 Figura 28. Evolución histórica del oxígeno disuelto en dos sondeos representativos del ensayo piloto...............................................................................................................60 Figura 29. Evolución concentraciones en los sondeos P127 (exterior celda) y O1 situado en la parte alta de la celda de tratamiento........................................................................66 Figura 30. Evolución concentraciones en los sondeos P143 y P98 ubicados en la parte central de la celda de tratamiento ..................................................................................67 Figura 31. Evolución concentraciones en los sondeos P146 final celda y B1 zona contacto limolita-arenisca (B1 perforado en 2015 no tiene histórico) .................................................68 Figura 32. Principales factores y relaciones analizadas para el desarrollo del modelo conceptual del ensayo piloto ISCO en Bailín ....................................................................74 Figura 33. Evolución primer evento inyección oxidante .....................................................76 Figura 34. Evolución segundo evento inyección oxidante ..................................................77 Figura 35. Evolución tercer evento inyección oxidante ......................................................78 Figura 36. Modelo Conceptual de la evolución del ensayo. En rojo, afección inicial en la celda y entrada desde aguas arriba. En verde se muestra la distribución del persulfato y reducción de la carga contaminante asociada ..................................................................79 Figura 37. Evolución concentraciones Benceno sondeos principales ensayo piloto ISCO .......81 Figura 38. Reducción concentraciones Clorobenceno sondeos principales ensayo piloto ISCO .........................................................................................................................81 Figura 39. Reducción concentraciones HCH Total sondeos principales ensayo piloto ISCO .........................................................................................................................82 Figura 40. Rendimientos de reducción en las concentraciones del ensayo piloto ISCO ..........83 Figura 41. Evolución concentraciones antes, después de la inyección y post ensayo.............84 Figura 42. ..................................................................................................................85 Relación entre concentraciones másicas (µg/L) y molares (µmol/L) .....................................85 Figura 43. Evolución de la concentración molar de los contaminantes de interés durante el ensayo ISCO...............................................................................................................86 Figura 44. Esquema explicativo del Balance de Masas asumiendo solo procesos de dilución.......................................................................................................................87 Figura 45. Rendimientos de eliminación de contaminantes ................................................91 Figura 46. Balance de masa durante los procesos de oxidación .........................................93

GRÁFICAS

Gráfica 1. Trabajos de seguimiento y control durante el ensayo piloto ISCO.........................22 Gráfica 2. Trabajos previos al ensayo piloto ISCO ............................................................28 Gráfica 3. Evolución de niveles sondeos principales durante el ensayo piloto (13/07 al 08/08) ........................................................................................................................49 Gráfica 4. Evolución de niveles sondeos secundarios durante el ensayo piloto (13/07 al 08/08) ........................................................................................................................50 Gráfica 5. Evolución de la concentración de persulfato en O1 y O2 (18/07 al 28/08) ..............61 Gráfica 6. Evolución de la concentración de persulfato en P127, B1 y P143 (18/07 al 28/08) ........................................................................................................................62 Gráfica 7. Evolución de la concentración de persulfato en P98 y P146 (18/07 al 28/08) .........62 Gráfica 8. Relación evolución concentración persulfato – conductividad en los sondeos O1 y P98 ....................................................................................................................63 Gráfica 9. Evolución concentraciones compuestos matriz en el sondeo O2 ..........................70 Gráfica 10. Evolución de la concentración de bicarbonatos en los sondeos de la celda ..........71 Gráfica 11. Evolución de la concentración de carbonatos en los sondeos de la celda ............71 Gráfica 12. Evolución de la concentración de cloruros en los sondeos de la celda.................72 Gráfica 13. Evolución de la concentración en cloro libre en los sondeos O1 y O2..................73




ANEXOS

ANEXO A. REPORTAJE FOTOGRÁFICO

ANEXO B. FIGURAS Y PLANOS

ANEXO C. PROTOCOLOS DE SEGURIDAD

ANEXO D. DATOS DE CAMPO

ANEXO E. GRÁFICAS DE EVOLUCIÓN

ANEXO F. BOLETINES ANALÍTICOS

ANEXO G. PROPUESTA PRELIMINAR DE LA APLICACIÓN A GRAN ESCALA DE LA TÉCNICA DE OXIDACIÓN QUÍMICA IN SITU (ISCO)




Título del Informe: ASISTENCIA TÉCNICA PARA LA EJECUCIÓN DE LOS TRABAJOS Y SUPERVISIÓN EXPERTA DEL ENSAYO DE INYECCIÓN Y OXIDACIÓN QUÍMICA IN SITU (ISCO) PROYECTO DISCOVERED LIFE 12 ENV/ES/000761

Proyecto nº: 60509132

Status: Final

Cliente (Persona de contacto):

Juan José Mestre

Cliente: SARGA

Emitido por: AECOM URS España SLU Alfonso XII, nº 62 28014 Madrid Tel.: +34 915 487 790 Fax: +34 914 487 791

Supervisión del Documento

Edición nº: 1 Nombre Firma Fecha Cargo

Preparado por Tatiana Alonso

Daniel Díaz Diciembre

2016 Técnico de Proyecto

Comprobado por David Alcalde Diciembre 2016 Jefe de Proyecto

Aprobado por Regina Rodríguez

Isabel Coleto Diciembre

2016

Directora de Área

Jefa Departamento

Medio Ambiente

Visto bueno SARGA

DGA Enero 2016

Comité Técnico

DISCOVERED Life

Revisiones del Documento

Edición nº Fecha Detalle de las Revisiones

1 Diciembre 2016 Edición original




1. INTRODUCCIÓN

El presente informe describe los trabajos realizados por AECOM URS para la ejecución, supervisión y seguimiento del ensayo piloto de Oxidación Química In Situ (ISCO) realizado en el acuífero de Bailín, dentro del marco del proyecto DISCOVERED LIFE 12 ENV/ES/000761. El documento presenta los principales objetivos del ensayo, así como el desarrollo detallado de las distintas fases, los resultados obtenidos y las conclusiones. Adicionalmente se realiza una primera aproximación para evaluar la viabilidad de la aplicación de esta técnica de remediación a escala completa.

1.1. Antecedentes

En marzo de 1995, se dictó la Declaración de Impacto Ambiental del Proyecto de Construcción, Explotación, Sellado y Plan de Control y Seguimiento del Depósito de Seguridad de Bailín, con el objeto de eliminar el impacto que dicho vertedero de residuos de fabricación de lindano, producido por la empresa INQUINOSA entre 1975 y 1989, estaba generando en su entorno. En este vertedero se enterraron los isómeros no comercializables y productos empleados en la fabricación de lindano, tales como clorobencenos, benceno y otros compuestos organoclorados.

En enero de 2010, AECOM URS presentó un informe de evaluación preliminar de alternativas de remediación para el subsuelo del vertedero de HCH de Bailín. Este documento incluía un estudio detallado de tecnologías potencialmente aplicables de acuerdo a la problemática del emplazamiento y sus implicaciones prácticas en la remediación de medios fracturados contaminados con fases orgánicas densas.

Asimismo, se evaluaron y seleccionaron las técnicas a priori más prometedoras para el emplazamiento, planteando y diseñando una estrategia de ensayos (de laboratorio y piloto en campo) para las opciones identificadas con mayor probabilidad de éxito.

En las siguientes fases de trabajo, se desarrollaron diversos ensayos de laboratorio que culminaron en la selección de las mejores metodologías para su aplicabilidad en un ensayo piloto en campo.

Una de las técnicas seleccionadas que presentó resultados más favorables durante los ensayos de laboratorio, para el tratamiento de todo el espectro de contaminantes presentes en el subsuelo de Bailín, fue el de la oxidación química, denominada como ISCO de sus siglas en inglés (In Situ Chemical Oxidation). El oxidante seleccionado fue el persulfato sódico por su potencial de oxidación y por su mayor durabilidad en el medio. Durante el ensayo se estudiaron diferentes dosificaciones y métodos de activación del persulfato. Finalmente, atendiendo a criterios técnicos y económicos, se concluyó que la utilización persulfato con activación alcalina era la aproximación más apropiada para el tratamiento de los impactos del emplazamiento.

En el año 2012, la Dirección General de Calidad Ambiental del Departamento de Agricultura, Ganadería y Medio Ambiente del Gobierno de Aragón, junto con la Sociedad Aragonesa de Gestión Agroambiental (SARGA), y la Asociación Internacional de HCH y Pesticidas (IHPA) se asociaron para participar en la convocatoria del Programa de Medio Ambiente LIFE+ y lograr financiación para la implantación en campo de esta tecnología de remediación.




En mayo de 2013, se validaron y aprobaron los trabajos del proyecto denominado “Lab to field, soil remediation demonstrative project: new ISCO application to DNAPL multicomponent environmental problem”, con el acrónimo DISCOVERED.

Este proyecto LIFE DISCOVERED 12/ENV/ES/00761 tiene como principal objetivo la ejecución del ensayo piloto en campo de la técnica de oxidación química (ISCO), para comprobar si dicha técnica es viable para la remediación de la contaminación producida por una mezcla de compuestos orgánicos persistentes (COP) y compuestos densos, volátiles y semivolátiles en el emplazamiento del vertedero de Bailín, Sabiñánigo (Huesca).

AECOM URS ha participado en las distintas fases del marco del proyecto, presentando en 2014 los informes previos “Diagnosis del área objetivo”, “Características de la celda de recirculación”, y “Diseño del ensayo piloto ISCO”.

Por último, en el año 2015 se presentó el informe “Asistencia técnica para la ejecución y supervisión de los ensayos de inyección y bombeo y trazadores y trabajos anexos” con el marco de referencia N/REF 5114033-13 donde se documentan los ensayos de campo realizados para ajustaron los parámetros hidráulicos y de diseño, que han servido de base para la ejecución del ensayo piloto ejecutado durante julio y agosto de 2016.

La Figura 1 siguiente, muestra de forma esquemática el camino recorrido hasta poder realizar el ensayo piloto de oxidación química (ISCO).

Figura 1. Historia evolución del ensayo piloto del laboratorio al campo




1.2. Localización de los trabajos

En los informes de 2014 previos a la ejecución del ensayo piloto, se justificó la selección de la zona de tratamiento a fin de que esta fuera suficientemente representativa y se dispusiera de un grado de conocimiento detallado para minimizar incertidumbres.

La ubicación seleccionada como zona de actuación o tratamiento es la conocida como Zona de emergencia de la capa M, que conecta la pluma de afección en fase disuelta entre el vertedero de HCH y el río Gállego. En esta zona se cuenta con un alto grado de información y el agua subterránea circula a una profundidad suficiente para que no se produzca flujo transversal hacia el barranco de Bailín. Esta zona de ensayo se encuentra a unos 500 m del río Gállego y a 150 m del barranco de Bailín.

Tanto los ensayos hidráulicos previos de 20151, como el ensayo piloto de oxidación de 2016 se han realizado en esta misma zona de actuación, que se muestra sombreada en rojo en la Figura 2. Las tareas de monitorización y control (sombreado amarillo), se han extendido desde el Barranco 3 (aguas arriba de la zona de actuación) a la Zona de Descarga (aguas abajo, en las inmediaciones del río Gállego), incluyendo la propia zona de tratamiento.

Figura 2. Localización de los trabajos en el emplazamiento

En el ensayo se han utilizado 18 sondeos, ubicados en la capa M y capas adjuntas. La Tabla 1 presenta, de aguas arriba a aguas abajo, un listado de estos piezómetros junto una serie de información acerca de su localización. Asimismo, la Figura 3 muestra un perfil con la ubicación de cada uno de ellos.

1 Asistencia técnica para la ejecución y supervisión de los ensayos de inyección y bombeo y trazadores y trabajos anexos. Proyecto DISCOVERED LIFE 12 ENV/ES/000761. Enero 2016




Tabla 1. Sondeos involucrados en el ensayo piloto ISCO

Punto Ubicación Zona ensayo X Y Z Capa Profundidad (m)

P79 Barranco 3 Seguimiento 716577,49 4707351,40 795,28 M 44,42

P127 Zona Emergencia Actuación 716532,43 4707370,09 793,47 M 52,12

I1 Zona Emergencia Actuación 716521,62 4707376,28 792,82 M 49,80

P131 Zona Emergencia Seguimiento 716521,20 4707361,08 787,84 O 77,70

O1 Zona Emergencia Actuación 716511,77 4707380,65 790,89 M 45,95

I2 Zona Emergencia Actuación 716502,13 4707384,75 789,43 M 45,15

O2 Zona Emergencia Actuación 716491,69 4707388,84 790,12 M 44,90

O3 Zona Emergencia Actuación 716473,54 4707399,94 791,48 transición 48,55

O4 Zona Emergencia Actuación 716453,37 4707409,02 789,97 transición 44,80

B1 Zona Emergencia Actuación 716443,04 4707412,28 788,66 transición 53,60

P143 Zona Emergencia Actuación 716430,33 4707414,06 787,93 M 59,32

P98 Barranco 4 Actuación 716403,01 4707427,00 779,19 M 39,80

P99 Barranco 4 Actuación 716401,84 4707429,13 779,28 M 61,46

P117 Barranco 4 Seguimiento 716399,97 4707416,53 777,78 O 34,06

P146 Aguas abajo Barranco 4 Actuación 716357,80 4707445,94 783,42 M 49,50

P102 Aguas abajo Barranco 4 Seguimiento 716211,29 4707510,24 769,63 M 38,17

P140 Zona Descarga Seguimiento 716027,84 4707581,65 751,22 M 34,59

Figura 3. Perfil con la localización de los sondeos de control durante el ensayo piloto ISCO




2. ALCANCE DE LOS TRABAJOS Y OBJETIVOS

El alcance y planteamiento inicial de los trabajos a ejecutar de acuerdo a las especificaciones descritas en el pliego, consta de las siguientes tareas que se han desarrollado entre el 20 de junio y el 30 de septiembre:

Tarea 1: trabajos previos a los ensayos, incluyendo supervisión de las instalaciones, instalación de obturadores en los sondeos, verificación de los equipos y mediciones de las condiciones físico-químicas iniciales (23 junio – 10 julio).

Tarea 2: ejecución del bombeo e inyecciones, incluyendo trabajos de monitorización y control de los parámetros hidráulicos y físico-químicos (13 julio – 3 agosto).

Tarea 3: finalización de los ensayos, incluyendo ret irada de los obturadores, mediciones de las condiciones físico-químicas finales y seguimiento post ensayo ( 3 agosto – 30 septiembre).

Los objetivos principales de los trabajos realizados en la ejecución y seguimiento del ensayo piloto (ISCO) están dirigidos a:

Garantizar la correcta implementación en campo del ensayo piloto ISCO mediante el manejo adecuado de los equipos de mezcla, inyección y bombeo.

Cálcular y prepararar las mezclas adecuadas de los reactivos que se van a inyectar en el acuífero.

Asegurar una correcta distribución de la mezcla oxidante en el acuífero de modo que se facilite el contacto entre oxidante y contaminantes.

Realizar un seguimiento adecuado, recopilando datos de calidad que permitan evaluar el avance del ensayo y realizar los ajustes necesarios para lograr los objetivos previstos.

Estimar y cuantificar rendimientos del ensayo piloto, valorando tasas de eliminación de contaminantes.

Estudiar la viabilidad y aplicabilidad de la técnica en otras zonas del emplazamiento en función de los resultados obtenidos.

Cumplir y garantizar los protocolos y actuaciones descritos en el plan de seguridad y salud que AECOM URS ha elaborado en detalle para el ensayo piloto de Bailín.




3. PLANIFICACIÓN DEL ENSAYO

3.1. Planteamiento general del ensayo

En términos generales, la oxidación química se basa en poner en contacto una cantidad suficiente de oxidante (en este caso persulfato) con los contaminantes presentes en el subsuelo del emplazamiento. Si el proceso de oxidación es eficiente, se produce la destrucción de los contaminantes orgánicos (mineralización) generando productos inocuos para la salud o el medio ambiente (tales como agua, CO2 y cloruros), todos ellos ya presentes de forma natural en el subsuelo.

En el informe realizado por AECOM URS para SARGA en enero 2016 “Asistencia técnica para la ejecución y supervisión de los ensayos de inyección y bombeo y trazadores y trabajos anexos”, se detallaron tanto el diseño como las fases necesarias para alcanzar el objetivo descrito anteriormente. Como resumen esencial del ensayo, en primer lugar se realiza una inyección alcalina cuyo objetivo es crear las condiciones necesarias para la activación posterior del oxidante, y a continuación se realizan distintos eventos de inyección del oxidante.

La Figura 4 muestra un perfil con los sondeos implicados para cada una de las fases:

Figura 4. Sondeos implicados en las distintas fases de actuación

La clave para cualquier ensayo de oxidación química in situ (ISCO) consiste en establecer contacto entre una masa suficiente de oxidante con los contaminantes durante el tiempo necesario para su destrucción.




Estas premisas que a priori parecen sencillas, no son fáciles de conseguir en un medio complejo como el acuífero fracturado de Bailín, donde existe además mezcla de contaminantes de diferente comportamiento.

En los siguientes apartados se plantean las principales consideraciones que ha sido tener en cuenta para la planificación del ensayo.

3.1.1. Principios básicos de la técnica de remediación

El persulfato es un compuesto oxidante siendo posible incrementar su reactividad mediante un proceso de activación lo que hace posible tratar de forma más eficiente todo el espectro de contaminantes objetivo. De acuerdo con los ensayos previos llevados a cabo en laboratorio, se estableció que, para el caso de Bailín, la opción más adecuada sería la activación alcalina . Esta opción requiere por tanto la inyección de una base fuerte (generalmente NaOH) junto con el oxidante, en cantidad suficiente para que permita generar en el medio condiciones alcalinas por encima de 10.5 unidades de pH.

De forma previa a la inyección de persulfato y con el objetivo de asegurar que el oxidante se encuentra en todo momento bajo las condiciones alcalinas, se procede por tanto a la inyección de una disolución de NaOH (Tiempo T1 en la Figura 5). De esta forma se genera un frente

alcalino que va basificando el acuífero a medida que avanza y que hace que la mezcla oxidante (persulfato + NaOH), una vez inyectada, se mueva en todo momento por zonas con condiciones de pH adecuadas para la activación del persulfato (Tiempo T2 en la Figura 5).

De esta forma se evitan posibles efectos adversos provocados por especies tamponadoras del pH (por ejemplo, carbonatos/bicarbonatos) que podrían dificultar la consecución de condiciones adecuadas de pH durante la inyección de la mezcla oxidante.

Figura 5. Sondeos implicados en las distintas fases de actuación

En este caso, ha sido necesario tener en cuenta dos particularidades acerca de la reactividad de los compuestos presentes en el acuífero de Bailín en presencia de persulfato en condiciones alcalinas, que fueron identificadas en los ensayos previos en laboratorio:

Por una parte, cuando los isómeros de hexaclorociclohexano (HCH) se encuentran en medio básico, se produce una deshidrohalogenación que provoca la aparición de




triclorobencenos (compuestos menos tóxicos que los HCH), que también son compuestos susceptibles de ser oxidados.

Esta reacción se produce de forma prácticamente instantánea al modificar las condiciones del medio hasta los valores de pH alcalinos requeridos para la activación del persulfato. Se trata de una reacción ácido-base en la que no se produce ningún cambio en el estado de oxidación de la molécula, por lo que los requerimientos de persulfato en términos de moles no varían. En cualquier caso, el triclorobenceno generado es susceptible de ser destruido por acción del propio persulfato, mineralizándose a agua, CO2 y cloruros.

Aunque esta reacción química no puede considerarse en sí misma un proceso de eliminación de masa contaminante, provoca la transformación de unos compuestos altamente tóxicos (isómeros de HCH), en compuestos de menor toxicidad (triclorobencenos).

Por otra parte, se ha observado que los cloruros generados como consecuencia de la oxidación de los contaminantes organoclorados en presencia de persulfato se oxidan a su vez a cloro molecular. Es necesario tener en cuenta esta circunstancia ya que la presencia de cloro molecular puede tener implicaciones sobre la seguridad y salud del ensayo.

2Cl- + Na2S2O8 Cl2 + 2Na+ + 2SO42-

No obstante, cabe subrayar que durante los ensayos de laboratorio únicamente se identificó un ligero olor a cloro en alguno de los microcosmos evaluados, lo que indicaría que no sería esperable una producción elevada de cloro libre. En cualquier caso, dentro de un programa específico de control de riesgos, se ha incluido la monitorización de este parámetro dentro del programa de seguimiento del ensayo piloto en campo.

3.1.2. Aspectos geológicos e hidrogeológicos

La complejidad del medio geológico es el principal condicionante para conseguir una distribución homogénea en el acuífero y conseguir un mayor contacto entre la carga contaminante y el oxidante en el tramo de actuación.

La Figura 6 muestra un afloramiento de los materiales geológicos en la zona, formados por una alternancia de capas en disposición vertical de areniscas y limolitas. El espesor de las capas es variable debido a las características propias del sistema deposicional, con superficies erosivas en la base y acuñamientos laterales que condicionan la geometría de los materiales que atraviesan los sondeos y su distribución en profundidad.




Figura 6. Afloramiento en el vaso del vertedero desmantelado que muestra la disposición vertical de la alternancia de los materiales geológicos. Vista hacia el oeste

Este tipo de heterogeneidad ha condicionado que no todos los sondeos situados en la zona de actuación perforen la arenisca objeto del ensayo, o que solo lo hagan parcialmente. La consecuencia de este hecho en el ensayo es que condiciona distintos grados de conexión en la red de fracturación por la que se tiene que distribuir el oxidante.

La Figura 7 muestra en una vista en planta a la profundidad objetivo (entre 760 y 740 m s.n.m.) de la distribución de los sondeos implicados en la zona de tratamiento, y un perfil geométrico tipo en el que se pueden visualizar las heterogeneidades descritas anteriormente.

Esta relación entre la geometría de la capa y la ubicación de los sondeos, condiciona el ensayo piloto, tanto para inyectar el oxidante como para realizar el seguimiento del mismo. Los sondeos que se encuentran ubicados en su totalidad en la capa M interceptan un mayor número de fracturas, lo que implica una mayor conexión hidráulica del acuífero, que favorecerá la distribución del oxidante. Por el contrario, si los sondeos están ubicados en limolitas, existen muchas menos fracturas y por tanto, la conexión del acuífero será mucho menor.




Figura 7. Representación de la distribución litológica en planta a la profundidad objetivo del ensayo

El grado de conexión hidráulica es importante en las areniscas y disminuye mucho en las limolitas. Estas fracturas de las areniscas constituyen la vía de movilización de la mayor masa contaminante del acuífero, mientras que en las limolitas, aun pudiendo presentar afección en el agua almacenada en los sondeos, apenas se produce movilización.

A modo de comparación, si se consideran dos sondeos con una concentración similar de un determinado contaminante (20 mg/l), pero uno está perforado en arenisca con una buena conexión hidráulica gracias su red de fracturación (p.e. caudal de 1000 l/d) y otro en limolitas con menos fracturas y peor conectadas (p.e. caudal 1 l/d), la masa de contaminante que circularía en el caso de las arenisca serán unos 7 kg/año, mientras que en las limolitas tan solo circularían 7 g/año.

Estas consideraciones hidrogeológicas combinadas con los datos de concentraciones y descarga de masa serán determinantes para evaluar el rendimiento del ensayo.

En la Figura 8 se muestra un perfil de detalle de los sondeos implicados en el ensayo donde se muestra la litología que atraviesa la perforación y el número y profundidad de fracturas testificadas de la zona saturada.




Figura 8. Representación de la distribución litológica en planta a la profundidad objetivo del ensayo

Se aprecia como los sondeos P127, P129, I1, P143, P146, P79, P98 y P99 están perforados principalmente en arenisca (en amarillo), lo que implica una buena conexión hidráulica por fracturación, aunque en el caso de los tres últimos, no se dispone de datos precisos de fracturación por tratarse de sondeos antiguos perforados a destroza.

Por otro lado, los sondeos O1, O2, I2 y B1, están perforados en parte en zona de transición entre arenisca y limolita (en gris), y presentan un grado de conexión variable en función del número de fracturas que interceptan. En cambio, otros sondeos como I3, O3, I4 y O4, se encuentran prácticamente desconectados del resto al encontrarse perforados en limolitas (en rojo) con apenas fracturas.

Esta información se ha tenido en cuenta a la hora de diseñar los intervalos de los distintos eventos de inyección y control durante la ejecución del ensayo. Asimismo, en la etapa de interpretación, se han integrado estas consideraciones hidrogeológicas junto con los datos químicos para obtener el modelo conceptual que permita analizar en su totalidad el desarrollo del ensayo piloto y las condiciones a tener en cuenta para su extrapolación.

3.1.3. Propiedades y características de los contaminantes

El programa de control y seguimiento del agua subterránea, que se viene realizando desde hace años, ha permitido disponer de un conocimiento exhaustivo acerca de la composición de los impactos existentes, identificándose las siguientes familias de compuestos:




Contaminantes de interés

Lindano e Isómeros de HCH, a pesar de que no presentan concentraciones en disolución tan elevadas como otros compuestos (unidades de miligramo/litro) por su menor solubilidad, tienen gran relevancia ambiental debido a su elevada toxicidad.

Benceno, Clorobencenos y Clorofenoles, aunque se han identificado múltiples compuestos de estas familias, los más relevantes son el benceno y el monoclorobenceno como consecuencia de las elevadas concentraciones detectadas (decenas de miligramos/litro). Estos compuestos, que en conjunto son menos tóxicos que el lindano y sus isómeros (el benceno es también cancerígeno categoría 1A), son también relevantes desde el punto ambiental y objetivo del ensayo piloto.

La suma del HCH Total, benceno y clorobenceno representa más del 90% del total de los contaminantes orgánicos presentes en el agua subterránea.

Otros compuestos oxidables en el agua subterránea

Se trata principalmente de alcoholes y ácidos grasos de cadena corta. Estos compuestos, a pesar de su reducida toxicidad, condicionan en gran medida la eficiencia de los procesos de oxidación química, puesto que suponen una importante demanda de oxidante. Son compuestos muy fácilmente oxidables que están presentes en concentraciones muy elevadas (centenares de miligramos/litro). A estos compuestos se le ha denominado desde los ensayos de laboratorio como “compuestos matriz” del agua subterránea, debido a su elevada presencia en disolución en el agua del acuífero.

Para la estimación de la dosis de persulfato a emplear durante el ensayo, es necesario considerar la concentración de todos los compuestos oxidables disueltos en el agua subterránea y no solo los contaminantes prioritarios. Por tanto, antes de las inyecciones se ha actualizado la estimación de las dosificaciones de acuerdo a la carga orgánica total.

En el Apartado 4.2 se presentan de forma detallada los cálculos para la dosificación durante el ensayo, tanto para el persulfato como para la sosa.

Otros compuestos/partículas oxidables

Dentro de este grupo se incluyen partículas como sólidos en suspensión en los que pueden estar adsorbidos contaminantes, coloides, sustancias adsorbidas a la matriz rocosa, bentonita de las cementaciones, etc. En general, no parece que esta familia de sustancias tenga una gran influencia en la demanda de oxidante.

Para ilustrar la relación existente entre los distintos compuestos susceptibles de oxidación se presenta la Figura 9. Por una parte, se observa como el sumatorio de los compuestos de matriz del agua subterránea (alcoholes y ácidos grasos) supera en concentración al sumatorio de todos los compuestos orgánicos y al resto de partículas. Por otra parte, se muestra la concentración estimada de persulfato necesaria para conseguir oxidar a todos los compuestos.




Figura 9. Relación entre los distintos compuestos oxidables y la cantidad de persulfato para oxidarlos

En la siguiente Figura 10 se muestra con sombreado azul sobre el persulfato, qué cantidad del mismo se consume tan solo para oxidar los compuestos matriz y poder llegar a oxidar los compuestos orgánicos que son el objetivo del ensayo.

Figura 10. Relación persulfato consumido para oxidar los compuestos matriz del agua subterránea




La presencia de compuestos matriz del agua subterránea (alcoholes y ácidos grasos), es uno de los grandes limitantes identificados en este ensayo. Por una parte, implica un mayor coste económico porque es necesaria una mayor cantidad de persulfato para destruir los contaminantes de interés; por otro, al ser prácticamente 100% solubles en agua, apenas existe retardo en el aporte continuo que desde aguas arriba entra a la celda de tratamiento, influyendo en el desarrollo del ensayo.

Como síntesis de las consideraciones planteadas para la planificación y ejecución del ensayo piloto, se presenta la Figura 11. En ella se muestra la zona de ensayo con los sondeos que resultaron más importantes durante el control y seguimiento. Las líneas azules representan las fracturas por donde se produce la circulación y flujo de agua y contaminantes. Esta red de fracturación compleja presenta distintos grados de conexión y velocidades de flujo, y además, en los propios sondeos se produce una mezcla de concentraciones que dificulta la interpretación de los datos obtenidos en los muestreos.

En los siguientes apartados se desarrollará cómo se ha realizado el seguimiento y control para distribuir el oxidante en la red de fracturación. Finalmente se presenta un modelo conceptual del desarrollo del ensayo y se evalúan los rendimientos obtenidos con la oxidación química.

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Figura 11. Esquema con las principales consideraciones sobre el ensayo piloto ISCO en Bailín




3.2. Trabajos de control y seguimiento

Con la finalidad de reducir al máximo las limitaciones e incertidumbres e incrementar las posibilidades de éxito en el ensayo, se ha diseñado y ejecutado un programa de control y seguimiento que permitiese:

Evaluar el avance del ensayo a tiempo real y asistir en la toma de decisiones relativas a las actuaciones en campo.

Valorar, a posteriori, el funcionamiento general del ensayo piloto en su conjunto y la viabilidad de esta tecnología para el tratamiento de los impactos del vertedero de Bailín.

Este plan de seguimiento ha incluido las siguientes determinaciones:

Medición de niveles piezométricos. Incluye el seguimiento de los niveles de forma manual y a tiempo real, con el propósito fundamental de adecuar los caudales de inyección y controlar que las disoluciones inyectadas (frente alcalino y frente oxidante) se mueven por las fracturas de la zona objeto de ensayo, especialmente durante los eventos de inyección.

Por otra parte, se ha llevado un control en continuo mediante dispositivos tipo datalogger, que ha permitido conocer de forma detallada el comportamiento hidráulico del acuífero en todo momento y su correlación con otros parámetros clave del ensayo.

Medición de parámetros físico-químicos. Incluye las mediciones puntuales sobre las muestras tomadas en los sondeos y la realización de perfiles mediante la medición a diferentes profundidades en un sondeo.

Estas determinaciones han permitido llevar un seguimiento a tiempo real del avance de las diferentes inyecciones realizadas y comprobar si se han logrado las condiciones de pH y Redox adecuadas para la oxidación de los contaminantes.

Muestreos de control. Incluye las muestras que se toman para analizar los distintos compuestos contaminantes en laboratorio.

Los contaminantes principales se han determinado en el laboratorio de la depuradora de la DGA en el vertedero de Bailín, lo que ha permitido disponer de resultados en un corto espacio de tiempo y la toma de decisiones para adecuar el momento más adecuado de los eventos de inyección. Por otro lado, esta información es fundamental para evaluar el rendimiento de la tecnología.

Otros parámetros como los alcoholes y metales se han externalizado a otros laboratorios comerciales por lo que los resultados de estos parámetros secundarios no se han podido integrar de forma inmediata en el seguimiento del ensayo.

Analíticas de campo (kit específicos). Incluyen la determinación de persulfato (agente oxidante) y cloro (subproducto de reacción con relevancia ambiental). La determinación de estos parámetros se ha realizado in situ, lo que ha permitido considerar los datos obtenidos en la adecuación del diseño del ensayo.

El seguimiento de estos parámetros se ha llevado a cabo en todos los puntos implicados en el ensayo (ver Tabla 1) clasificados según su función en el ensayo, grado de conexión y posición:

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DE INYECCIÓN Y OXIDACIÓN QUÍMICA IN SITU

(ISCO) PROYECTO DISCOV ERED LIFE 12 ENV/ES/000761


Se han considerado como principales, y por tanto, marcadores de la evolución del ensayo, los sondeos de la capa M P127, O1, O2, B1, P143, P98 y P146.

Los sondeos secundarios, en los cuales apenas se ha notado la influencia de la actuación, han sido P79, P99, P102 y P140 (capa M), O3 y O4 (transición), y P131 y P117 (capa O).

Los sondeos de actuación: I1 e I2 como puntos de inyección y P98 como punto de bombeo.

Por otro lado, se han utilizado varios puntos de inyección adicional en función de las necesidades del ensayo, además de los planteados inicialmente: P127, P129, P130, B1 y P143, ubicados en la capa M.

Además de los puntos de monitorización preseleccionados, se han tomado muestras periódicas del agua del río Gállego, con el fin de verificar que las actuaciones sobre la zona de ensayo no han influido en la descarga de la capa M.

Cabe destacar que la frecuencia de las determinaciones en cada punto se ha ido adaptando en función del avance del ensayo y de la información disponible en cada momento, principalmente de los parámetros monitorizados a tiempo real (niveles piezométricos, concentraciones de persulfato y parámetros físico-químicos).

En la siguiente Gráfica 1 se muestran los principales trabajos de seguimiento y control realizados a lo largo del ensayo piloto. Además, en el Anexo B se presenta asociada una tabla en la cual se recogen en detalle estos trabajos según la fecha en la que se realizaron y los sondeos controlados en cada uno de ellos.

Gráfica 1. Trabajos de seguimiento y control durante el ensayo piloto ISCO

3.3. Recursos humanos y materiales

En este apartado se describen los recursos de personal implicado en el ensayo y los materiales suministrados y utilizados en el control y seguimiento del ensayo. Al final del apartado se realiza una valoración de su suficiencia, de cara a valorar la implantación de esta tecnología de remediación a escala global.





3.3.1. Equipos del sistema de mezcla e inyección

El suministro e instalación de los equipos de mezcla e inyección fueron adjudicados a una empresa proovedora en el marco de un contrato diferente al de la asistencia técnica experta. Sin embargo el manejo y trabajos realizados para la ejecución del ensayo han sido desarrollados por AECOM. Con el fin de valorar las incidencias y aspectos a mejorar relacionadas con los equipos suministrados, se comentan las incidencias técnicas mas importantes.

Bombas de inyección / extracción

En la instalación de la bomba de extracción, situada en el pozo P98, se ha considerado la impulsión de aire por ciclos mediante electroválvula instalada junto al compresor. Al haber tanto recorrido de conducto de aire hasta el pozo, esto ha provocado que el aire permanezca comprimido en el circuito hasta la bomba, y la extracción no sea de ciclos de agua, sino de mezcla de agua y aire a presión, lo que dificulta la tarea de toma de muestras.

La instalación de la electroválvula en la cabeza del pozo, hubiera resuelto este inconveniente.

Las bombas de inyección han sufrido obturaciones durante el desarrollo de los trabajos. Su instalación en un armario de bombas tan ajustado ha dificultado su limpieza y montaje/desmontaje.

Como medida para garantizar el correcto funcionamiento entre los distintos eventos de inyeccion, se hacia pasar agua limpia por las bombas una vez finalizada la inyeccion con oxidante.

Caudalímetros

Los caudalímetros instalados en cada punto de inyección, así como los del circuito de trasiegos, dejaron de funcionar a las pocas horas de la inyección del oxidante. Los continuos reemplazos de estos han supuesto un contratiempo importante para controlar los volumens de inyección estimados.

Inicialmente éstos estaban instalados a la salida de cada bomba de inyección, lo que proporciona lecturas poco fiables ademas de dificultades para su reparación / sustitución. Finalmente se propuso instalar caudalímetros de mayor calidad junto a cada punto de inyección y las lecturas de caudal mejoraron considerablemente.

En cualquier caso se recomienda despues de cada inyección hacer una limpieza de los mecanismos internos de los mismos con abundante agua.

Agitador depósito de inyección.

Esta ha sido la incidencia inicial más importante que provocó que se tuvieran que parar los trabajos 2 días hasta solventar el problema. La instalación inicial en el depósito de inyección, consistía en un agitador con un motor situado en una estructura metálica sobre el depósito y unas aspas a 50 cm del fondo. Junto a esta estructura estaban instaladas las mangueras de aspiración conectadas a las bombas de inyección, que quedaban sueltas hasta el fondo del depósito.

Al llenar el depósito con la mezcla para el primer episodio de inyección y agitar todo el volumen de líquido, la inapropiada velocidad de agitación generó un gran corriente dentro en el depósito que provocó que las mangueras que estaban sueltas, se enredasen en las aspas y se rompiera el soporte que las fijaba sobre el depósito.

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Resaltado





Fue necesario realizar trabajos de urgencia puesto que el tanque estaba lleno con la mezca de oxidante. Se instaló un encamisado de acero inoxidable para las mangeras de aspiración, y se modificó la estructura para su sujeción. Adicionalmnete se instaló un variador de frecuencia para el motor del agitador, cuya potencia era desproporcionada para los requerimientos de esta instalación.

Aspectos a mejorar

Además de las soluciones propuestas a las principales incidencias detectadas, como aspecto a mejorar se podría considerar un mejor sistema para el proceso de mezcla. A lo largo de los trabajos se ha observado el elevado tiempo necesario para los trasiegos de sosa y persulfato al depósito de inyección. Estos se han realizado mediante bombas Wilden desde unos depósitos de 1m³, en uno se prepara la mezcla de persulfato y el otro contiene la sosa caustica.

Una mejora que simplificaría las instalaciones y supondría un gran ahorro de tiempo y esfuerzo, sería el efectuar la mezcla de persulfato directamente en el depósito de inyección. Para ello sería necesaria una plataforma en la boca de este depósito en la que fuera posible aplicar las proporciones de persulfato de un modo seguro y con comodidad. Otra opción, que se desprende tras finalizar el ensayo, es quehabría que valorar la utilización de peósitos mas pequeños en los que hacer la mezcla a la luz de los tiempos necesarios para realizar los subeventos de infiltracion.

3.3.2. Recursos materiales

Para control y seguimiento: se han empleado 2 sondas hidronivel para obtener medidas manuales de los niveles de agua en los sondeos, 2 sondas multiparamétricas con cable de medición de hasta 40 m para medir los parámetros físico-químicos del acuífero, y una docena de medidores de nivel de agua y temperatura en continuo (dataloggers) junto con un dispositivo de lectura directa para descargar los datos in situ. Estos equipos fueron suministrados por la empresa encargada de la instalación de los equipos de inyección, módulo de control y tanques de almacenamiento.

Muestreos: se han empleado distintos equipos de muestreo en función de los diámetros de los piezómetros, considerando que deben garantizar la toma de la muestra a la profundidad adecuada, y que es necesario cierta rapidez en el muestreo para obtener la “fotografía instantánea” que permita analizar la evolución del ensayo. Tal como se verá en apartados posteriores, este hecho resulta crítico debido a la rápida cinética del ensayo.

De acuerdo a estas consideraciones, se ha optado por muestrear siempre que ha sido posible con muestreadores puntuales tipo hydrasleeve ya que a diferencia de los bailer permiten tomar muestra a la profundidad deseada. Como excepción, se ha muestreado con bomba bladder el sondeo de 2” P143 y con bailer el sondeo de 2” P146.

Los botes de muestreo utilizados para analizar los compuestos contaminantes de interés han sido suministrados por la depuradora que gestiona la DGA en el emplazamiento de Bailín.

Otros equipos básicos a destacar:

Cuerda resistente a la contaminación y a los productos inyectados en el acuífero para sostener los dataloggers a la profundidad requerida.

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Material informático (ordenadores portátiles con software especializado, móviles, cámara fotográfica, etc.).

Cronómetros.

Vehículos exclusivos para el ensayo.

Focos y linternas para trabajar de noche.

Carpa y mobiliario portátil para trabajar en campo a resguardo del sol.

Vestuario y EPIS adecuados a la naturaleza de los compuestos químicos, además de otros elementos de seguridad dispuestos en la zona de actuación.

Kits de análisis de persulfato y cloro in situ, para determinar la cantidad de persulfato disuelto en el agua sin reaccionar y el cloro libre generado durante el ensayo.

Acido ascórbico para cortar las reacciones de oxidación una vez extraidas las muestras de control.

Sondas de medición adicionales y herramientas manuales.

3.3.3. Recursos humanos

El equipo de campo sea encargado de operar los equipos de inyección y bombeo, realizar las mezclas de acuerdo a lo planificado y adaptar los trabajos en función de las respuestas observadas en el acuífero. Esta última tarea ha resultado clave para garantizar la calidad del ensayo.

Dado que la complejidad del ensayo ha venido asociada tanto a la especial hidrogeología del emplazamiento, como a factores hidrogeoquímicos muy específicos, ha resultado necesario disponer de un equipo multidisciplinar especializado con un profundo conocimiento del modelo conceptual del acuífero de Bailín capaz de una rápida toma de decisiones y de anticiparse a las necesidades del ensayo.

La Figura 12 muestra el proceso que ha seguido el equipo de campo a lo largo del ensayo.

Figura 12. Ciclo de los procesos realizados por el equipo de campo

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Resaltado





En total, se ha contado con un equipo mínimo de 5 personas en campo:

Equipo AECOM, formado por un químico de 10 años de experiencia, un hidrogeólogo con 10 años de experiencia, un geólogo con 6 años de experiencia y un técnico de campo con 5 años de experiencia. Todos ellos están involucrados en el proyecto desde las primeras fases e incluso algunos de ellos desde la fase de ensayos del laboratorio de 2010. El grueso de los trabajos de campo se ha realizado en 8 semanas con jornadas de 12 – 18 horas, sin perder de vista que los trabajos se han realizado cumpliendo las medidas de seguridad y protocolos del plan de seguridad. En este sentido, la colaboración adicional de personal ligado al contrato de seguimiento de Bailín ha sido fundamental durante picos de trabajo que ocasionalmente se han presentado, pudiendo garantizar la calidad de la ejecución y toma de datos.

Técnico de mantenimiento del equipo de proveedores e instalación de los equipos de mezcla e inyección. Su labor se requirió necesaria tras detectar algunos fallos y ajustes iniciales en los tanques de mezclas. A partir de ese momento estuvo presente para solucionar posibles incidencias durante los eventos de inyección.

Este numeroso y especializado equipo, no previsto a inicio de proyecto, se ha demostrado esencial, por lo que se considera una de las principales lecciones aprendidas durante el ensayo con relevancia en la realización de ensayos posteriores y de una eventual aplicación del método a escala global.

4. DESARROLLO DEL ENSAYO

Todas las tareas de campo englobadas dentro del ensayo piloto ISCO se han llevado a cabo en el periodo comprendido entre el 20 de junio y el 30 de agosto de 2016 de manera continua. Los trabajos adicionales del seguimiento post-ensayo se han prolongado hasta el 30 de septiembre.

En los siguientes apartados se exponen, por orden cronológico, los trabajos realizados en función de las diferentes fases en las que se ha desarrollado el ensayo. En total, se han llevado a cabo tres eventos de inyección, además de la inyección alcalina previa. Los resultados y conclusiones derivados de los trabajos realizados se comentarán en los Apartados 7 y 8.

Figura 13. Eventos de inyección ensayo piloto ISCO





En el Anexo B se presenta una tabla en la cual se recogen en detalle todos los trabajos efectuados relativos al ensayo piloto y la fecha en la que comenzaron, junto con los sondeos controlados en dichas tareas si aplica, y una gráfica temporal en la que fácilmente se pueden visualizar los principales trabajos de seguimiento y control.

4.1. Trabajos previos

Los trabajos previos al evento de inyección del frente alcalino han consistido en diversas tareas relacionadas con:

Instalación de packers para acotar la zona de ensayo.

La puesta en marcha de los equipos de bombeo e inyección, ajuste de caudales etc.

En los tanques de almacenamiento y mezclas se realizaron pruebas de carga, estanqueidad, trasvases y trasiegos, etc.

Pruebas de campo de los kits de persulfato y cloro: se realizaron comparaciones con las volumetrías realizadas en laboratorio para evaluar la precisión de los kits. Los resultados fueron muy satisfactorios, lo que ha supuesto una herramienta muy útil en el control en tiempo real de la evolución del ensayo.

Programación e instalación de los medidores de presión en continuo leverloggers.

Planificación de seguridad, logística y organización del ensayo.

Realización de muestreos previos, determinación.

Ajuste de las dosificaciones de acuerdo a las condiciones iniciales del ensayo.

En la siguiente gráfica se exponen cronológicamente las principales tareas ejecutadas, que se comentan a continuación.





Gráfica 2. Trabajos previos al ensayo piloto ISCO

Planificación de seguridad

La seguridad en el trabajo es un pilar básico en el desarrollo de la actividad de AECOM. Por ello, se han tenido muy en cuenta todos los aspectos relacionados con la seguridad y salud en función de las características del emplazamiento, las particularidades del ensayo, las tareas que engloba y la naturaleza de los compuestos, tanto los presentes en el medio como los necesarios para efectuar el ensayo.

Previamente al inicio de los trabajos de campo AECOM URS elaboró un Plan de Seguridad que recoge protocolos de actuación específicos en materia de seguridad y salud relativos a la ejecución del ensayo piloto.

Estos protocolos se revisaban cada mañana con el equipo de trabajo en campo que ha seguido adecuadamente los procedimientos y buenas prácticas en todo momento. Estos protocolos de seguridad se recogen en el Anexo C.

El ensayo se ha desarrollado sin incidencias.

Instalación de obturadores neumáticos (packers) en los sondeos de inyección

Los días 20 y 21 de junio la empresa JAREN S.L. instaló los packers en los sondeos de inyección I1 e I2, justo bajo el nivel freático. Dicha instalación se realizó bajo la supervisión de un técnico de campo de AECOM. Mediante estos obturadores se garantiza que la inyección se distribuya lo más homogéneamente a través de las fracturas presentes en la columna de agua de la zona de tratamiento seleccionada.

Bajo el packer se instaló tubería ranurada de PVC hasta el fondo del sondeo y así la inyección se puede realizar a presión en el tramo ensayado sin que suban los niveles y se disperse la mezcla en la zona no saturada.





Los packers quedaron fijados a una presión de 1,4 kg, y se conectaron a un mismo tanque de aire comprimido para mantener la presión en todo momento. La profundidad y cota correspondiente de colocación de los obturadores, y el tramo de inyección se recogen en la siguiente tabla:

Tabla 2. Profundidad de instalación de los obturadores en I1 e I2

Punto Profundidad (m) Cota (msnm) Tramo ranurado Longitud del tramo ranurado

(m)

I1 32,20 760,62 De 32,20 a 48,5 m 16,30

I2 29,15 760,28 De 29,15 a 44 m 14,85

Medición de las condiciones iniciales del acuífero

El día 23 de junio se realizó un muestreo en todos los sondeos de la red de control para determinar las concentraciones de partida de los diferentes compuestos a analizar a lo largo del ensayo, tales como contaminantes de interés, alcoholes, ácidos grasos y otros compuestos de matriz, y metales. Durante las labores de muestreo se midieron los parámetros físico-químicos de cada una de las muestras (conductividad, pH, oxígeno disuelto, y potencial redox).

El día 30 de junio se realizó una campaña de medición de los parámetros físico-químicos a diferentes profundidades en todos los sondeos (perfiles físico-químicos). Estas medidas se tomaron cada 5 m desde el nivel freático hasta la profundidad de 40 m, longitud máxima de la sonda de medición.

Los resultados analíticos así como los parámetros y perfiles físico-químicos obtenidos en esta campaña inicial pueden consultarse en el Anexo C.

En este primer muestreo se utilizaron tomamuestras de un solo uso tipo bailers al ser un método mucho más rápido que el utilizado habitualmente en Bailín (bomba bladder), lo que lo hacía recomendable de cara al ensayo cuando fuese necesario muestrear muchos sondeos en pocas horas e incluso varias veces al día para observar su evolución. Sin embargo, algunos de los resultados obtenidos con los bailers en el muestreo inicial mostraron que su representatividad quedaba demasiado comprometida por la mezcla de agua de diferentes niveles y en particular de los más someros, afectados por agua de reciente infiltración.

Por este motivo se decidió cambiar el método, optando por muestreadores tipo hydrasleeve porque además de ser un método de muestreo relativamente rápido, permiten muestrear en profundidad y obtener datos puntuales de las zonas de fracturación.

Esta analítica inicial, junto con los datos históricos más recientes de la última campaña de muestreo realizada con bomba bladder en Bailín se utilizó para el ajuste de las dosificaciones de la inyección.

Verificación y ajuste de los equipos electromecánicos

Los trabajos de instalación y acondicionamiento de los equipos se llevaron a cabo durante la última quincena de junio por parte de la empresa contratada por la Dirección de Obra propietaria de la planta y los distintos equipos. Estas tareas fueron supervisadas por AECOM, que trasladó a la empresa instaladora las instrucciones más importantes para garantizar un correcto funcionamiento del sistema de inyección y bombeo.

Tanto en este periodo inicial como durante el desarrollo del ensayo, se han ido mejorando detalles de la instalación y añadiendo elementos en el sistema que han facilitado los trabajos.





Tras finalizar la instalación de los distintos elementos de la planta, se realizaron pruebas de carga sin interferir en el acuífero, y se verificó el correcto funcionamiento de los equipos. Entre la información más destacable obtenida en esta fase, se determinó el caudal óptimo de bombeo en 6,9 l/min para la bomba instalada en el pozo de extracción (tipo AP3), realizando los ajustes necesarios en los tiempos de carga e impulsión y presión de bombeo. Por otro lado, también se estimaron los caudales de llenado del depósito de mezcla desde la red de abastecimiento local, y desde los distintos GRG de las mezclas a utilizar durante el ensayo (sosa y persulfato diluidos).

En el Anexo A pueden visualizarse distintas fotografías de la planta y sus elementos, y los esquemas y figuras relativas a la instalación de los equipos se recogen en el Anexo B.

Verificación y calibración de los equipos de medición

Una vez recibidos los equipos de medición en campo se realizaron las siguientes tareas:

Comprobación del estado de las sondas y dataloggers (correcto funcionamiento, niveles de las baterías, etc.).

Calibración de las sondas de medición, con los patrones de calibración de los parámetros físico-químicos.

Programación de los dispositivos de medición en continuo (dataloggers) para registrar medidas cada 10 minutos.

Instalación de los dataloggers en los sondeos de control a la profundidad objetivo.

Pruebas de los kits de medición en campo

Con el objeto de verificar la precisión de los kits de análisis in situ (persulfato y cloro libre), se realizaron pruebas con muestras de contraste que fueron analizadas por el laboratorio de la depuradora.

Las pruebas consistieron en preparar diferentes diluciones de persulfato en agua con concentración conocida. Posteriormente se analizaron mediante el kit (método volumétrico) y mediante espectrofotometría. Las concentraciones detectadas se compararon con la concentración real de preparación, obteniéndose resultados satisfactorios, que validaban el uso ambas metodologías para el seguimiento del ensayo.

Para el cloro libre se utilizó agua del acuífero y agua de red, confirmando la presencia del mismo en el agua de red y su ausencia en el agua del acuífero tal como se esperaba. Durante la inyección del oxidante era previsible la presencia de cloro libre como producto de la reacción de oxidación.





Figura 14. Pruebas de campo con los kits de cloro y persulfato

Preparación del evento alcalino

Los últimos preparativos antes del comienzo del ensayo piloto consistieron en:

Instalación de mangueras para el llenado de los depósitos de mezcla y auxiliar.

Llenado del depósito de agua auxiliar de 5 m3 de la red de abastecimiento local.

Vaciado del depósito de bombeo y del depósito de mezcla, que se encontraban con restos de agua procedentes de la limpieza de los tanques y de los ajustes del caudal de la bomba de extracción. Para el vaciado, se utilizan unas bombas de impulsión instaladas en el Barranco 3 configuradas a una presión de 4,5 bar y que trasvasan el agua del depósito directamente a las balsas de recogida de la depuradora.

Finalmente, el día 12 de julio se realizó la preparación para el evento de inyección del frente alcalino, como inicio del ensayo piloto en el acuífero. Para la preparación de la inyección se introdujo en el tanque de mezcla la parte correspondiente de agua desde la red de abastecimiento local y el volumen requerido de sosa diluida desde un GRG, realizándose una agitación continua en el tanque de mezcla.

La inyección del frente alcalino se realizó al día siguiente. Los parámetros relacionados con este evento se exponen en siguiente apartado, 4.3. Inyección del frente alcalino.

Logística y organización del ensayo

Debido a las características particulares del ensayo piloto, se ha llevado a cabo una exhaustiva planificación de todos los trabajos, que se ha ido adecuando y adaptando a las necesidades del ensayo durante su ejecución. En este sentido, la interpretación de los parámetros hidrogeológicos y físico-químicos a tiempo real ha sido crucial para el conseguir unos resultados óptimos.

Algunas tareas fundamentales llevadas a cabo antes y durante el ensayo, para lograr los objetivos esperados y anticiparse a potenciales contratiempos han sido las siguientes:

Preparación del material de medición y muestreo: botes, toma muestras, envíos, etc.

Ajuste de las profundidades de muestreo en los puntos de control, en función de la litología y los estudios de fracturación.

Cálculo y ajuste de los volúmenes y cantidades de reactivos a inyectar.





Ajuste de los requerimientos físico-químicos del acuífero antes y después de las inyecciones en función de los análisis y cantidad de persulfato remanente.

Ajuste de los parámetros hidráulicos durante las inyecciones en función de los caudales, volúmenes inyectados, niveles de agua en los sondeos de control, y tiempos.

Planificación de las campañas de medición de parámetros físico-químicos y muestreos en función de la evolución observada en los sondeos de control.

Preparación de los eventos de inyección en función de los tiempos requeridos para realizar las mezclas y trasvase a los depósitos, y la duración de cada evento.

Trasvase periódico de los volúmenes extraídos desde el tanque de bombeo a balsas para evitar un llenado excesivo del depósito y la generación de gases.

Cálculo y preparación de las cantidades de ácido ascórbico necesarias para frenar las reacciones de consumo de persulfato en el agua tras la toma de muestras.

Descarga periódica de las lecturas de nivel de agua registradas por los dataloggers para evitar incidencias que conlleven pérdidas de datos.

Comprobación antes y después del estado de los componentes del sistema de inyección y bombeo para evitar un mal funcionamiento o fallos durante la ejecución de los eventos de inyección.

Comprobación periódica de los niveles de combustible del generador.

Limpieza, orden y organización de las instalaciones y área de ensayo.

Archivo y tratamiento de los datos de campo generados durante el ensayo, e incorporación a bases de datos digitales.

Así mismo, se ha mantenido una comunicación constante con el técnico de la empresa proveedora de la planta trasladado a campo con el fin de poder solventar rápidamente los inconvenientes relativos a los equipos que surgido durante el ensayo sin interferir en su correcto desarrollo.

Las principales incidencias respecto a los equipos y sus soluciones se describen a continuación:

Agitador tanque mezcla: el agitador ubicado en el tanque de 14 m³, tenía tanta potencia que generaba un vórtice en el agua que arrastraba las mangueras de inyección hasta atascarlas en las palas del agitador. Se colocó un variador de velocidad para reducir las revoluciones en el agitador y una estructura de acero inoxidable sólida dentro del tanque que recogía las manguera de inyección para evitar que se pudieran mover hacia el agitador.

Bombas de trasiego: Hubo diversos atascamientos en estos elementos lo que hizo necesaria la presencia continua de un técnico de mantenimiento durante los eventos de inyección. Los principales trabajos realizados fueron la sustitución de bombas; además tras cada trasiego desde los tanques de mezclas al de inyección, las bombas se desmontaban y limpiaban para evitar que la sosa o el persulfato afectaran a la mecánica de las mismas. Para favorecer esta limpieza, el equipo de campo de AECOM completaba la mezcla en el tanque de inyección haciendo pasar agua limpia por estas bombas.

Caudalímetros: Al igual que se ha comentado para las bombas, tras el evento alcalino, alguno de los caudalímetros dejó de funcionar y se tuvieron que desmontar y lavar hasta conseguir





que volvieran a funcionar. No obstante, la principal incidencia se observó tras el primer evento de inyección, ya que no medían correctamente el caudal, con un error superior al 35 %. Esto afecto a la planificación inicial de inyectar los primeros 14 m³ en cuatros subeventos, teniendo que realizarla en tres. Tras revisar el circuito, AECOM sugirió que la ubicación de los caudalímetros inmediatamente después de la salida de la las bombas Wilden de impulsión, podía ser la causa del error de media y se propuso que se instalaran a la cabeza de sondeos de inyección para que el caudal que entrase en el contador fuera lo más laminar posible y no estuviese afectado por la cercanía a las bombas. Este cambio resulto satisfactorio y permitió aforar el resto del ensayo de manera más precisa.

4.2. Determinación de la dosis de oxidante

La dosificación de oxidante se calcula teniendo en cuenta todos los compuestos oxidables, es decir, tanto los contaminantes de interés como otros compuestos sin relevancia ambiental pero que están disueltos en el agua subterránea como es el caso de los alcoholes y ácidos grasos de cadena corta (en este caso, mayoritarios en la mezcla). Una vez determinada la concentración de todos estos compuestos se calcula la cantidad estequiométrica de oxidante que se requiere para la degradación completa de cada uno de ellos. La suma de los requerimientos de persulfato se considera la Dosis Óptima (OPT). Para este cálculo es necesario definir la relación estequiométrica entre cada contaminante y el persulfato en la reacción de mineralización completa (oxidación completa a CO2, H20 y Cl-).

En los ensayos realizados en laboratorio, se concluyó que, utilizando concentraciones de oxidante inferiores a la dosis óptima, se podían alcanzar buenos rendimientos de eliminación de los contaminantes de interés. En concreto, se puso de manifiesto que con la mitad de la Dosis Óptima (1/2 OPT), ya se lograban buenos rendimientos de oxidación de los contaminantes de interés.

De cara al ensayo piloto, la Dosis Óptima fue recalculada para adaptarla a las circunstancias de la zona de tratamiento en el momento del ensayo. Para ello se llevaron a cabo una serie de analíticas específicas; en la Tabla 3 muestra la información relevante utilizada el cálculo de la dosis.

Tabla 3. Cálculo de la dosis de Persulfato

Compuestos [COC] Ratio Persulfato:COC Equiv Persulfato Conc.

mg/l mg/mg mg/L

Contaminantes de interés (COCs) Benceno 38.8 45.8 1778 Clorobenceno 32.0 29.6 948 1,2-Diclorobenceno 4.40 21.0 92 1,3-Diclorobenceno 0.39 21.0 8 1,4-Diclorobenceno 5.66 21.0 119 1,2,3-Triclorobenceno 0.25 15.7 4 1,2,4-Triclorobenceno 3.00 15.7 47 1,3,5-Triclorobenceno 0.018 15.7 0 α-HCH 1.20 9.8 12 β-HCH 0.30 9.8 3 γ-HCH 0.42 9.8 4 δ-HCH 10.2 9.8 100 e-HCH 1.20 9.8 12 ∑ Otros Contaminantes de interés 0.45 Varios 7 Total COCs 98 9% 3134 14%

Otros compuestos oxidables





Compuestos [COC] Ratio Persulfato:COC Equiv Persulfato Conc.

mg/l mg/mg mg/L

Acetato 270 15.9 4284 Propionato 7.0 22.5 158 i-Butirato 35 27.0 947 Formaldehido 0.35 15.9 6 Metanol 620 22.3 13834 Cloruros 20.4 3.4 68 Total compuestos oxidables 953 91% 19296 86%

Total 1051 22385

A la vista de estos resultados se ha establecido que la demanda estequiométrica de persulfato para el ensayo piloto en campo sería de unos 22.5 g/L, significativamente menor que la obtenida en el ensayo de laboratorio (alrededor de 150 g/L)2. A la vista de este menor requerimiento de oxidante, y con el fin de dar una mayor garantía al ensayo piloto sin incremento en el coste, se decidió utilizar la dosis óptima en vez de la mitad. Concretamente se ha utilizado una dosificación de 25 g/l (redondeo al alza) como adecuada atendiendo a los criterios técnicos y económicos del proyecto, sobre todo de cara a un potencial escalado de la tecnología a todo el emplazamiento en el que los costes del persulfato podrían tener un peso mucho más relevante que para el ensayo piloto.

4.3. Inyección del frente alcalino

Como se ha comentado, el objetivo de esta inyección es que el oxidante inyectado en posteriores fases del ensayo avance por zonas previamente basificadas en el acuífero y se encuentre con las condiciones óptimas de pH requeridas para la activación.

La preparación de la disolución de sosa tuvo lugar el día 12 de julio, mientras que la inyección se desarrolló entre las 12:00 y las 17:30 del día siguiente (13 de julio) en los sondeos P129, I1, I2 y P143.

2 La diferencia en la dosis estequiométrica de oxidante entre los ensayo de laboratorio y el ensayo piloto en campo, se debe a la calidad del agua del acuífero. Para el estudio en laboratorio, la muestra correspondía a la denominada Zona Cero (inmediatamente aguas abajo del vertedero), que presenta una mayor carga orgánica .





Figura 15. Evento de inyección alcalina ensayo piloto ISCO

Los parámetros de la mezcla alcalina y los volúmenes inyectados por sondeo se recogen en la siguiente tabla.

Tabla 4. Preparación e inyección de la mezcla alcalina

INYECCIÓN FRENTE ALCALINO

Fecha/hora inicio 13-7-16 12:00 Pozos inyección

Fecha/hora fin 13-7-16 17:30 I1 - I2 - P129 - P143

Preparación mezcla - cálculo teórico Volumen Inyectado

Volumen total inyección* 4.000 litros Volumen inyectado en I1 1.484 litros

Concentración NaOH 14 g/l Volumen inyectado en I2 1.576 litros

Masa NaOH pura 56 kg Volumen inyectado en P129 163 litros

Volumen NaOH (25%) 224 litros Volumen inyectado en P143 285 litros

pH en tanque mezcla 13,35 Volumen Total* 3.508 l i tros

Temperatura en tanque mezcla 20,8 º C

* La diferencia entre el volumen de disolución alcalina preparado y el volumen inyectado se debe a que el sistema de inyección disponible no permitía vaciar por completo el depósito. La sosa y el agua remanentes se tuvieron en cuenta para la preparación de las subsiguientes disoluciones de oxidante.

Durante el proceso de inyección se llevó a cabo un seguimiento continuo de los niveles piezométricos en los puntos de observación O-1 y O-2, ubicados junto a los puntos de inyección. El control del ascenso de nivel es fundamental para asegurar que la mezcla inyectada se distribuye por las fracturas del acuífero y no por las de la zona no saturada y por tanto se restringió a un máximo de 5 metros respecto del nivel estático.





Asimismo, antes, durante y después de la inyección se efectuaron varias campañas de medición de parámetros físico-químicos en los sondeos de control para comprobar la distribución de la sosa y el avance del frente alcalino. Tal y como se puede observar en la siguiente Tabla 5, tras la inyección de la sosa, se alcanzaron incrementos significativos de pH en todos los puntos de observación de la celda de tratamiento (entre 4 y 7 unidades de pH), hasta alcanzar valores de entre 12 y 13, adecuados para la activación del persulfato.

Tabla 5. Variaciones de pH en los sondeos de control

pH inicial pH final

P127 6,5 11,7

O1 6,8 13

O2 6,5 12,9

P143 7,7 12,9

P98 7,9 12,6

P146 7,5 12,4

Al día siguiente de la inyección se realizó un muestreo de control en los sondeos O2 y P146 situados a la entrada y al final de la celda de tratamiento para evaluar la distribución de la inyección y valorar la influencia del pH alcalino sobre los principales contaminantes de interés, concretamente los procesos de deshidrohalogenación de los isómeros de HCH.

4.4. Primer evento de inyección de mezcla oxidante

Tras finalizar la inyección del frente alcalino el día 13 de julio, se iniciaron los preparativos correspondientes al primer evento de inyección de oxidante. No obstante, debido a problemas con el agitador del tanque de mezcla descritos en el anterior apartado, hubo que posponer la inyección al día 18 de julio. La preparación se realizó añadiendo agua, persulfato y sosa en las proporciones adecuadas para conseguir las concentraciones de aplicación preestablecidas en el diseño del ensayo (25 g/L de persulfato y 8,4 g/l de NaOH). En la Tabla 6 se recoge la información acerca de la preparación de este primer evento.

Tabla 6. Preparación e inyección del primer evento de inyección de la mezcla oxidante

INYECCIÓN MEZCLA OXIDANTE - EVENTO 1


Fecha/hora fin 19-7-16 15:50 I1 - I2

Preparación mezcla - Cálculo teórico

Volumen Total Inyección Evento 1 14.000 litros

Concentración NaOH 8,4 g/l

Masa NaOH pura 117,6 kg

Volumen NaOH (25%) 470 litros

Concentración Persulfato 25 g/l

Masa Persulfato puro 350 kg

Masa Persulfato comercial (95%) 368 ≈ 375 kg

Sacos Persulfato 25 kg 15 sacos





Figura 16. Primer Evento de inyección mezcla oxidante ensayo piloto ISCO

El primer evento de inyección comenzó el día 18 de julio a las 13:00 h y finalizó el día 19 a las 16:00 h aproximadamente. Durante todo este tiempo se mantuvo activo el bombeo en P98, para favorecer la movilización del oxidante desde los puntos de inyección (I1 e I2), hacia el resto de la celda de tratamiento.

Durante el proceso de inyección, se llevó a cabo un seguimiento continuo de los niveles piezométricos, para evitar así un ascenso del agua por encima del nivel límite preestablecido (5 metros respecto del nivel estático). Cuando se alcanzaba este nivel, se detenía la inyección hasta recuperar de nuevo los niveles de equilibrio, momento en el que se iniciaba el siguiente sub-evento. Este primer evento de inyección quedó dividió a su vez en tres sub-eventos. Los parámetros de inyección para cada sub-evento y los volúmenes inyectados en cada sondeo se presentan en la siguiente tabla.

Tabla 7. Preparación e inyección de los sub-eventos de la primera inyección de oxidante

Ev ento 1.1

Ev ento 1.2



Fecha/hora fin 18-7-16 16:55 I1 - I2

Fecha/hora fin 19-7-16 2:45 I1 - I2

Volumen Inyectado

Volumen Inyectado

Datos caudalímetros (l itros) Datos reales (l itros)


Volumen Inyectado en I1 1.778




Volumen Total 1.1 3.478 ≈ 5.500

Volumen Total 1.2 3.294 ≈ 5.500

Volumen Total 3.478 ≈ 5.500

Volumen Total 6.772 ≈ 11.000





Ev ento 1.3


Fecha/hora fin 19-7-16 15:50 I1 - I2

Volumen Inyectado


Volumen Inyectado en I1 585

Volumen Inyectado en I2 540

Volumen Total 1.3 1125 ≈ 2500

Volumen Total 7897 ≈ 13500

Aunque inicialmente estaba programada una inyección en 4 sub-eventos, finalmente se realizó en 3, como consecuencia de los errores de volumen registrados por los caudalímetros, que marcaban hasta un 35 % menos del caudal que realmente circulaba por ellos. Este contratiempo se identificó casi al final de la inyección al observar visualmente que el volumen restante en el tanque de inyección era inferior al teórico restante de acuerdo a los caudalímetros.

Una vez finalizado el primer evento, el equipo de AECOM solicitó a la dirección de obra que se subsanaran las deficiencias en los caudalímetros y se propuso que se instalaran a cabeza de los sondeos de inyección en vez de a continuación de las bombas de impulsión. Esta modificación resultó satisfactoria, sin que se registraran más fallos a este respecto.

Durante todo evento se llevó un control del avance del proceso mediante:

Rondas de medición de niveles Perfiles físico-químicos en diferentes puntos de observación de la celda Determinación in situ de persulfato y cloro libre mediante el uso de kits de campo

Además, se tomaron varias muestras de agua para la determinación en laboratorio de la evolución de los contaminantes de interés y otros compuestos de matriz. El detalle de los trabajos realizados se puede consultar en la tabla de seguimiento del ensayo del el Anexo B.

Entre eventos de inyección se realizaron también controles de seguimiento para evaluar la evolución del proceso.

4.5. Segundo evento de inyección de mezcla oxidante

El día 26 de julio comenzaron los preparativos del segundo evento de inyección de oxidante, comenzando por la preparación de las dosificaciones de persulfato en los GRG de mezclas y sus posteriores trasiegos al tanque de inyección. Adicionalmente se añade el volumen de NaOH en disolución al 25% para para activar el persulfato del tanque de mezcla antes de la inyección.

La inyección comenzó el día 27 sobre las 9:00 y finalizó el día 28 sobre las 22:00 y se realizó en los pozos I1 e I2. Durante todo el proceso se mantuvo activo el bombeo en P98.





Figura 17. Segundo Evento de inyección mezcla oxidante ensayo piloto ISCO

En la siguiente tabla se desglosa la preparacion de la mezcla de acuerdo a las necesidades teóricas previamente calculadas y ajustadas en la fase de diseño.

Tabla 8. Preparación e inyección del segundo evento de inyección de la mezc la oxidante



Fecha/hora fin 28-7-16 21:55 I1 - I2



Concentración NaOH 8,4 g/l

Masa NaOH pura 117,6 kg



Masa Persulfato pura 350 kg

Masa Persulfato (95%) 368 ≈ 375 kg


Durante este segundo evento de inyección, se mantuvo el control de ascensos de nivel y se pudo ajustar la inyección en cuatro sub-eventos de acuerdo a los requerimientos hidráulicos del acuífero estimados en 2015.





Tabla 9. Preparación e inyección de los sub-eventos de la segunda inyección de oxidante

Ev ento 2.1

Ev ento 2.2



Fecha/hora fin 27-7-16 12:20 I1 - I2

Fecha/hora fin 28-7-16 0:10 I1 - I2

Volumen Inyectado

Volumen Inyectado

Datos caudalímetros / datos reales (l itros)






Volumen Total 2.1 3.522


Volumen Total 3.522

Volumen Total 7.012

Ev ento 2.3

Ev ento 2.4



Fecha/hora fin 28-7-16 11:05 I1 - I2

Fecha/hora fin 28-7-16 21:55 I1 - I2

Volumen Inyectado

Volumen Inyectado









Volumen Total 10.360


Este evento, tal como se esperaba, se prolongó durante más tiempo que en el primer caso debido a que los niveles tardaron más tiempo en recuperar la situación inicial. Esta situación es debida a una mayor saturación y carga hidráulica del acuífero que ya ha recibido 18 m³ entre el evento alcalino y el primer evento de inyección. El incremento del flujo de agua que circula por las fracturas de la zona saturada ralentiza la recuperación de los niveles y si no se controla adecuadamente, provocaría un ascenso no deseado de los niveles hacia la zona no saturada.

Al igual que en el evento anterior, se realizaron perfiles físico-químicos en los diferentes sondeos de control y se tomaron muestras para determinar in situ la concentración de persulfato y cloro libre, y de los contaminantes de interés y de matriz.

4.6. Tercer evento de inyección de mezcla oxidante

A raíz de las observaciones, análisis e interpretación en continuo realizados a lo largo del ensayo, se decidió modificar el esquema de inyección inicialmente planteado (utilizado en los dos anteriores eventos). El objetivo era intentar prolongar la permanencia del persulfato en el acuífero puesto que se veía condicionada por la rapidez en que la carga orgánica (principalmente asociada a la presencia de alcoholes) entraba a la celda de tratamiento a través del acuífero desde aguas arriba.

La estimación de la nueva concentración de persulfato se calculó para cubrir el requerimiento estequimétrico de persulfato necesario para la mineralización de los contaminantes en la zona de ensayo y de aquellos entrando desde aguas arriba, asumiendo un periodo de una semana:





Todos los compuestos oxidables (contaminantes de interés, alcoholes, etc.) presentes en el agua contenida en la celda de tratamiento, de acuerdo con las siguientes ecuaciones:

𝑀𝑖(𝐾𝑔) = 𝑉𝐴𝑆(𝑚3) · 𝐶𝑖 (𝑚𝑔

𝐿)

1 (𝐾𝑔)

1000 (𝑔)

𝑃𝑖 (𝐾𝑔) = 𝑀𝑖(𝐾𝑔) · 𝑋𝑖 (𝐾𝑔

𝐾𝑔)

𝑃(𝐾𝑔) = ∑ 𝑃𝑖 (𝐾𝑔)

𝑛

𝑖=0

Siendo: Mi: Masa de cada compuesto oxidable individual en la celda de tratamiento (Kg), VAS: Volumen de agua subterránea contenida en el interior de la celda (m3), Ci: Concentración de cada compuesto oxidable individual en la celda de tratamiento (mg/L), Xi: Relación estequiométrica en términos de masa entre el persulfato y cada compuesto oxidable individual en la reacción de oxidación completa. Pi: Masa estequiométrica de persulfato necesario para la mineralización de cada compuesto oxidable individual (Kg), P: Masa total de persulfato (Kg)

Los compuestos oxidables que entrarían en la celda a través del flujo agua subterránea durante 7 días, de acuerdo con las siguientes ecuaciones:

𝑉𝑒(𝑚3) = 𝑄𝐴𝑆 (𝑚3

𝑑í𝑎) · 𝑇(𝑑í𝑎𝑠)

𝑀𝑖(𝐾𝑔) = 𝑉𝐴𝑆(𝑚3) · 𝐶𝑖 (𝑚𝑔

𝐿)

1 (𝐾𝑔)

1000 (𝑔)

𝑃𝑖 (𝐾𝑔) = 𝑀𝑖(𝐾𝑔) · 𝑋𝑖 (𝐾𝑔

𝐾𝑔)

𝑃 (𝐾𝑔) = ∑ 𝑃𝑖 (𝐾𝑔)

𝑛

𝑖=0

Siendo: Ve: Volumen de entrada de agua subterránea a la celda de tratamiento en un periodo de 7 días (m3), QAS: Caudal de agua subterránea que atraviesa el acuífero (m3/día), T: Tiempo considerado para el tercer evento: 7 días, Mi: Masa de cada compuesto oxidable individual en la celda de tratamiento (Kg), VAS: Volumen de agua subterránea contenida en el interior de la celda (m3), Ci: Concentración de cada compuesto oxidable individual en la celda de tratamiento (mg/L), Xi: Relación estequiométrica en términos de masa entre el persulfato y cada compuesto oxidable individual en la reacción de oxidación completa. Pi: Masa estequiométrica de persulfato necesario para la mineralización de cada compuesto oxidable individual (Kg), P: Masa total de persulfato (Kg)

A partir de las estimaciones realizadas se calculó que para mejorar la distribución a lo largo de la celda, serían necesarios unos 600 Kg de persulfato.





El día 29 de julio comenzaron los preparativos del tercer evento de inyección de oxidante con los ajustes en las dosificaciones descritos. La Tabla 10, recoge las concentraciones y dosificaciones calculadas para obtener una mayor distribución del oxidante y tratar de minimizar la entrada de carga oxidable a la celda de tratamiento desde aguas arriba.

Tabla 10. Preparación e inyección del tercer evento de inyección de la mezcla oxidante


Fecha/hora inicio 2-8-16 12:10 Pozos de inyección

I1 - I2 - P143 - B1 -

P129 - P130 - P127 Fecha/hora fin 3-8-16 17:30



Concentración NaOH 23 g/l

Masa NaOH pura 230 kg



Masa Persulfato pura 620 kg

Masa Persulfato (95%) 653 kg


En este evento también se ajustó el esquema de inyección, incluyendo otros sondeos con diversos objetivos:

En los puntos P127, P129 y P130 situados inmediatamente aguas arriba de la celda de ensayo. La infiltración en estos puntos trata de contrarrestar el aporte constante de contaminantes y compuestos oxidables que entran a la celda de tratamiento. De este modo el persulfato inyectado desde I1 e I2 se debería distribuir por la celda de actuación y consumirse solo con los compuestos oxidables del interior de la zona de ensayo.

Se incluye el punto P143, para facilitar una distribución homogénea del oxidante incluyendo una zona con una menor conexión de fracturas hidráulicamente activas. En este evento se reduce el tamaño de la celda, retomando el planteamiento inicial de sub-celdas recogido en el diseño de ensayo de 2014 y que finalmente no se pudo ejecutar debido a que los sondeos perforados para el ensayo mostraron una gran heterogeneidad geológica en la geometría de la capa M.

En el punto B1 que se encuentra en una zona de transición entre la capa M y la capa de limolita adyacente. Este punto únicamente se encuentra conectado con el resto de la celda de tratamiento cuando el nivel sube y aumenta la presión ejercida por las inyecciones aguas arriba. Se pudo comprobar que se había provocado la entrada de agua con contaminantes en el pozo durante alguno de los eventos de inyección anteriores y tras la bajada de los niveles al finalizar las inyecciones, el agua contaminada se habría quedado retenida en el sondeo. El objetivo de inyectar oxidante en ese punto sería evaluar la potencial reducción de contaminantes mediante la inyección directa de oxidante en un sondeo que podría ser representativo del comportamiento tipo de las limolitas en el vaso del vertedero desmantelado.





La siguiente Figura 18 muestra conceptualmente los sondeos donde se ha realizado la tercera inyección y cómo en total se han realizado cuatro eventos principales de inyecciones: uno inicial para generar un frente básico (activador del persulfato que además destruye contaminantes de HCH por deshidrohalogenación), y otros tres eventos de inyección de mezcla de oxidante con activador para lograr la mayor distribución del oxidante en el acuífero.

Figura 18. Tercer Evento de inyección mezcla oxidante ensayo piloto ISCO

Los parámetros de inyección de los sub-eventos de inyección efectuados durante el tercer evento se presentan en la siguiente tabla.

Tabla 11. Preparación e inyección de los sub-eventos de la tercera inyección de oxidante

Ev ento 3.1

Ev ento 3.2


I1 - I2 - P143 - B1 -

P129 - P130 - P127


I1 - I2 - P143 - B1 -


Fecha/hora fin 3-8-16 17:30

Volumen Inyectado

Volumen Inyectado



Volumen inyectado en I1 1.850




Volumen inyectado en P127 275








Volumen inyectado en B1 250

Volumen inyectado en B1 520







Ev ento 3.1

Ev ento 3.2


I1 - I2 - P143 - B1 -

P129 - P130 - P127


I1 - I2 - P143 - B1 -


Fecha/hora fin 3-8-16 17:30

Volumen Inyectado

Volumen Inyectado



Volumen Total 4.912


El volumen total de inyección en el tercer evento ha sido de 10.000 l, lo que representa 4000 l menos que en los dos anteriores eventos de inyección de la mezcla oxidante. En este caso, el volumen de inyección ya no se consideraba un factor clave, puesto que previamente ya se habían inyectado unos 30 m³ en el acuífero, consiguiendo una distribución satisfactoria del oxidante a través de la red de fracturación principal. Como se ha comentado, en este último evento se perseguía contrarrestar la influencia de la entrada de carga contaminante desde aguas arriba y facilitar la distribución del oxidante en las zonas con peor conexión hidráulica.

Al igual que en casos anteriores, se realizaron perfiles físico-químicos en los diferentes puntos a lo largo de la celda y se tomaron muestras para determinar in situ la concentración de persulfato y cloro libre, y de los contaminantes de interés y de matriz.

Al finalizar el tercer evento de inyección se llevó a cabo una campaña de muestreo en todos los sondeos de control para analizar la concentración de los principales compuestos de interés, alcoholes y otros compuestos de matriz.

4.7. Seguimiento tras el tercer evento de inyección

El día 3 de agosto finalizaron las inyecciones de oxidante y a partir del día 4 de agosto comenzó la fase de seguimiento post-ensayo que incluyó campañas de muestreo para análisis en laboratorio, determinaciones in situ (persulfato y cloro) y perfiles físico-químicos. En total, después del último evento de inyección y en función de la evolución observada en cada uno de los puntos de control, se llevaron a cabo las siguientes tareas de seguimiento:

Cuatro muestreos de seguimiento en sondeos seleccionados.

Un muestreo final de análisis de contaminantes de interés, alcoholes y otros compuestos oxidables y metales en todos los sondeos de control.

Seis campañas de determinación de persulfato y cloro in situ en sondeos seleccionados.

Seis campañas de realización de perfiles físico-químicos en sondeos seleccionados.

Otros trabajos realizados al final del ensayo consistieron en:

Vaciado del tanque de bombeo.

Limpieza y recogido de las instalaciones.

Descarga y desinstalación de dataloggers.

Desinstalación de los packers el día 30 de agosto.





El detalle cornológico de los trabajos de seguimiento posteriores al ensayo se pueden consultar junto al resto de las actuaciones desglosadas en el Anexo B.

5. ANÁLISIS E INTEGRACIÓN DE DATOS

En este apartado se describe una evaluación pormenorizada de los datos de niveles, parámetros físico-químicos y concentraciones, tanto de los compuestos de interés como de los parámetros determinados in situ (persulfato y cloro).

En el Anexo D se recogen todos los datos de campo obtenidos durante el ensayo piloto ISCO, y el Anexo E se presentan todas las gráficas de evolución de los principales compuestos y parámetros físico-químicos determinados durante este periodo. Los boletines analíticos con los certificados de análisis de los laboratorios de la depuradora y externo se recogen en el el Anexo F.

5.1. Consideraciones iniciales: modelo conceptual

Las distintas variaciones observadas en los niveles, parámetros físico-químicos y concentraciones, asociadas a los distintos eventos de inyección, son el resultado de las interacciones combinadas de las distintas características litológicas, conexiones de la red fracturación, número de evento de inyección y ubicación de los sondeos dentro de la celda de actuación.

La Figura 19 muestra un corte longitudinal de la zona de actuación del ensayo con los sondeos más representativos. El sondeo P127 ubicado fuera de la celda de tratamiento propiamente dicha, sirve como sondeo centinela que aporta información sobre la entrada de contaminación desde aguas arriba. Los sondeos I1 e I2 son los sondeos principales de inyección del oxidante, y el resto de sondeos a excepción del B1 (contacto limolita-arenisca), son puntos principales de control de la zona de actuación (arenisca Capa M). La existencia de una red de fracturación compleja, esbozada con líneas azules, controla la distribución del oxidante a lo largo de la zona de tratamiento. Las líneas rojas representan distintas velocidades de flujo que son específicas de cada fractura y que condicionan que el volumen inyectado desde los puntos de inyección no se propague como un frente lineal común. Así, ocurre que fracturas con mayores velocidades de flujo, mejor conectadas, distribuyen antes el oxidante a zonas más alejadas del punto de inyección (por ejemplo, P146) que otras fracturas, peor conectadas, que interceptan sondeos más cercanos a la inyección. La programación de varios eventos de inyección ha ayudado a conseguir distribuir uniformemente el oxidante en la celda, estado que se ha alcanzado en el tercer evento de inyección.

En la Figura 20 se muestra un corte trasversal a la zona de ensayo. Los sondeos que componen la red completa de control pueden estar perforados en cualquiera de las ubicaciones que se muestran, condicionando su respuesta ante los eventos del ensayo. De este modo, los sondeos ubicados en limolitas L, están muy poco o nada conectados con la capa M, que canaliza, en esta zona del acuífero, el flujo de masa contaminante hacia el río. La ausencia de una buena conexión de las fracturas se constata en que apenas se observaran variaciones en los niveles o en el resto de parámetros de control. Por el mismo motivo, tampoco les llega el oxidante inyectado en la capa M.

Los sondeos ubicados en arenisca A, muestran variaciones de los parámetros de control como respuesta a las inyecciones. La intensidad de las variaciones así como el tiempo de respuesta, están muy condicionados por la complejidad de la red de fracturación incluso dentro de la





misma capa. Por ello, dependiendo de las distintas velocidades de flujo de las fracturas que interceptan los sondeos, algunos responden antes o con más intensidad que otros, incluso aunque estén más alejados de los puntos de inyección.

Por último, los sondeos situados en la zona de contacto entre limolitas y areniscas, mostrarán un comportamiento mixto asociado a la fracturación de cada litología, como se ha observado en los sondeos B1 y P99.

Figura 19. Perfil zona actuación con los sondeos más representativos del ensayo piloto

Figura 20. Corte transversal zona de actuación y posibles ubicaciones de los sondeos de control





5.2. Evolución de los niveles de agua

Durante todo el periodo de ensayo se instalaron dataloggers en la mayoría de los sondeos de control de la capa M, y en los sondeos seleccionados para controlar la existencia de flujo transversal hacia el barranco de Bailín: P117 situado en el barranco 4 y P131 situado en la capa O cercano a los sondeos de inyección I1 e I2. En la Tabla 12 se presentan los dataloggers instalados para monitorizar la evolución de los niveles de agua.

Tabla 12. Instalación de dataloggers en los sondeos de control

Punto Número de serie

datalogger

Profundidad

instalación (m)

Fecha

instalación

P79 52051790 30 1-julio-16

P99 52053442 50 1-julio-16

P102 52053458 30 1-julio-16

P117 52052803 20 6-julio-16

P127 52052813 50 12-julio-16

P131 52053447 50 1-julio-16

P140 52053465 30 1-julio-16

P143 52052806 50 14-julio-16

P146 52053443 50 1-julio-16

O1 52053449 35 6-julio-16

O2 52052810 35 6-julio-16

El resto de sondeos como el B1, perforado en la zona de contacto con la arenisca, O3, O4, perforados en limolitas y el sondeo P98 que tenía la bomba instalada, se han monitorizado con sonda hidronivel.

Después de cada evento de inyección se han descargado los datos de nivel y se han integrado con el resto de datos físico-químicos y de concentraciones para actualizar la información y el modelo de funcionamiento con cada evento, lo que ha permitido realizar los ajustes necesarios para optimizar las fases sucesivas.

La Figura 21 muestra la ubicación de los sondeos utilizados para el seguimiento del ensayo (sobre la capa M se han proyectado los sondeos situados en las limolitas adyacentes).

En la Gráfica 3 se muestra la evolución de nivel de los sondeos primarios de control de la zona de tratamiento del ensayo. Se ha representado desde el día 13 de julio antes de la inyección del evento alcalino, hasta el 31 de agosto, casi un mes después de la última inyección realizada.

En la Gráfica 4 se muestra la evolución de los sondeos secundarios de control entre el 13 de julio y el 8 de agosto. Estos sondeos incluyen sondeos de la capa M como el P79 situado aguas arriba de la zona de tratamiento y los sondeos P102 y P140 ubicados aguas abajo. También se muestran los sondeos ubicados en las limolitas O3 y O4, y los sondeos de control del flujo transversal hacia el barranco de Bailín P117 y P131.





Figura 21. Sondeos de control principales y secundarios del ensayo piloto

ASISTENCIA TÉCNICA PARA LA EJECUCIÓN DE LOS TRABAJOS Y SUPERVISIÓN EXPERTA DEL ENSAYO DE INYECCIÓN Y OXIDACIÓN QUÍMICA IN SITU (ISCO) PROYECTO DISCOVERED LIFE 12 ENV/ES/000761


Gráfica 3. Evolución de niveles sondeos principales durante el ensayo piloto (13/07 al 08/08)



Gráfica 4. Evolución de niveles sondeos secundarios durante el ensayo piloto (13/07 al 08/08)





Sondeos primarios de la zona de actuación

De las gráficas anteriores se extraen las siguientes consideraciones:

En primer lugar, se observa una relación directa entre los eventos de inyección y la respuesta de los niveles en los sondeos de control. Se aprecia con claridad la respuesta de los niveles para cada uno de los subeventos de inyeccion descritos anteriormente.

En función de la cercanía a los puntos de inyección, el grado de conexión de las fracturas y los tramos litológicos atraversados por cada sondeo, se observa una mayor o menor rapidez en la respuesta de los niveles:

P127, O1, O2 situados cerca de los sondeos de inyección, responden inmediatamente a la inyección y el ascenso del nivel es similar en todos ellos. En P143 el ascenso es menor pero la respuesta casi instantánea es el resultado de una mezcla de conexión directa de la red de fracturación y una respuesta por transmisión de presiones en las fracturas más profundas.

En el caso del P146, situado a 200 m de los puntos de inyección, se observa una respuesta evidente que apenas muestra una hora de retardo desde el comienzo de la inyección, indicando su buena conexión.

El sondeo P99, ranurado por debajo de los 40 m de profundidad, responde de manera difusa a los eventos de inyección. Las variaciones de nivel parecen estar más relacionadas con la transmisión de presiones en las fracturas profundas que por una conexión directa de las fracturas más someras. Además, en este sondeo, tal como se observa con la integración de datos de perfiles físico-químicos y con el análisis químico tras los eventos de inyección, parece no estar bien ubicado en la capa M y su comportamiento es más propio de sondeos ubicados en la zona de contacto con limolitas como el B1.

Los sondeos B1 y P98 muestran un menor detalle de la evolución del nivel porque los registros se realizan manualmente, pero la respuesta del nivel es evidente. En particular el sondeo B1, que en condiciones naturales no mostraría variaciones de nivel típicas de la capa M, está muy condicionado por la presión de inyección, que provoca un efecto forzado de “empuje” del agua del acuífero presente en la capa M. El ascenso de niveles en la capa M facilita la conexión de fracturas entre arenisca y limolita en la zona no saturada.

Sondeos secundarios del seguimiento del ensayo piloto

En este apartado se pueden diferenciar los siguientes comportamientos:

Sondeo P79 de la capa M situado aguas arriba de la zona de ensayo. Se observa la tendencia regional del descenso del nivel propia de periodo de aguas bajas del acuífero. Sin embargo, se aprecian unos sutiles ascensos asociados a los eventos de inyección.

Sondeos aguas abajo de la zona de actuación de la Capa M. El sondeo P102 muestra ligeras variaciones del nivel con un retardo de más de un día desde el comienzo de cada evento. La gran distancia con los puntos de inyección amortigua y retarda las





variaciones en el nivel. En el caso del P140, situado todavía más alejado, no se observan variaciones del nivel asociadas al ensayo.

En los sondeos situados en las limolitas O3 y O4, el nivel ha permanecido prácticamente constante durante el ensayo, tal como se esperaba debido a la escasa conexión hidráulica de las limolitas con la capa M. La inyección a presión y el ascenso de los niveles ha podido facilitar una ligera acumulación de agua en el vaso de los sondeos que en condiciones de flujo natural sería insignificante.

Sondeos P117 y P131, control de flujos transversales hacia el barranco de Bailín. En ninguno de ellos se ha observado un ascenso de los niveles asociado a la inyección, ni siquiera en P117 ubicado en una zona de barranco transversal a la capa M.

Por último, la ausencia de precipitaciones importantes durante la época del ensayo ha permitido reducir la incertidumbre asociada en relación al ascenso de niveles por recarga. Únicamente se registraron dos episodios breves de tormenta que tuvieron lugar los días 20 y 22 de julio respectivamente y que no afectaron a la evolución de los niveles de agua. La ausencia de precipitaciones en todo el mes de agosto propició que tras la finalización de la tercera inyección los sondeos recuperaran rápidamente el nivel inicial y hayan permanecido inalterados hasta el fin de los trabajos de monitorización.

En la siguiente tabla se muestran los datos de precipitación durante el periodo de ensayo.

Tabla 13. Registro de precipitaciones durante el ensayo

Mes Precipitación

total (l/m2)

Junio 18,3

Pre-ensayo (del 01/07 a 12/07) 38,4

Ensayo (del 13/7 al 04/08) 10,4

Post ensayo (del 05/08 al 31/08) 0

5.3. Evolución de los parámetros físico-químicos del acuífero

El análisis de los parámetros físico-químicos en los sondeos de la celda de actuación muestra una relación directa con los eventos de inyección. Las distintas variaciones observadas están relacionadas con los distintos grados de conexión de la red fracturación, el número de evento de inyección y la ubicación de cada sondeo dentro de la celda de actuación. Por lo general, los sondeos más cercanos al inicio de la celda están muy influenciados por los sondeos de inyección y por el agua contaminada que entra desde aguas arriba.

Se han tomado cientos de datos de parámetros físico-químicos tanto en perfiles verticales, como asociados a los muestreos y su estudio al avance del ensayo ha sido determinante para interpretar la toma de decisiones. En este apartado, se describen las consideraciones principales que han permitido comprender el desarrollo del ensayo. La totalidad de los datos obtenidos y las gráficas de evolución se recogen en el Anexo D y el Anexo E.

Además de los datos obtenidos durante los trabajos propios del seguimiento del ensayo, se han recopilado e integrado en el análisis, los datos de la evolución histórica de los parámetros físico-químicos que se registran dentro del seguimiento hidrogeológico de Bailín desde 2010. De este modo se puede realizar una evaluación más completa de las variaciones que ha sufrido el acuífero con motivo del ensayo piloto.





En general, todos los sondeos principales responden a los eventos de inyección en mayor o menor medida, mientras que los secundarios no han variado significativamente. Con el fin de enfatizar la evolución en la zona de tratamiento principal, se comentará con mayor detalle la evolución en la zona de actuación del ensayo de la capa M que comprende entre el P127 como sondeo situado aguas arriba de la celda de tratamiento y el P146 el sondeo más alejado de la misma.

Evolución Conductividad

Todas las disoluciones inyectadas contribuyen de forma significativa a incrementar la conductividad del agua subterránea a medida que se distribuyen por el acuífero. Por ello, el seguimiento de la evolución de este parámetro ha sido uno de los principales indicadores utilizados para controlar el avance de las disoluciones de tratamiento a través de la zona de ensayo.

Los valores de conductividad previos al ensayo en la zona de tratamiento se situaban en torno a 4.000 µS/cm y tras las inyecciones se han llegado a alcanzar valores de 100.000 µS/cm en algunos sondeos. Los perfiles físico-químicos realizados a distintas profundidades muestran claramente las variaciones en función de las vías preferentes de entrada en los sondeos y su relación con la litología. El análisis en continuo de esta evolución ha sido determinante para poder completar con detalle el modelo conceptual del ensayo incluido en el Apartado 5.

Para analizar la evolución de la conductividad, se presenta una selección de los sondeos que se han considerado más representativos, cuyo comportamiento ilustra con mayor claridad el desarrollo del ensayo. No obstante, es preciso recordar que existe un amplio rango de comportamientos intermedios, en función de los condicionantes hidrogeológicos descritos a lo largo del documento:

Sondeo P127, considerado como centinela que aporta datos sobre la entrada de agua contaminada a la celda de tratamiento desde el foco situado aguas arriba. Por una parte se espera que por su proximidad al punto de inyección I1, refleje ligeras variaciones ligadas a las inyecciones, pero que por otra, al encontrase fuera de la celda mostrará las propiedades típicas de la entrada de la afección del acuífero de Bailín.

En el caso opuesto, se encuentra el sondeo P98, ubicado en la parte central de la celda de actuación y donde se han obtenido buenos rendimientos en los resultados del ensayo, que además perduran durante más días que en los sondeos cercanos a la entrada de la celda.

La Figura 22 muestra la evolución histórica de la conductividad en los sondeos seleccionados P127 y P98 desde 2010 hasta el 30 de agosto de 2016. Se aprecia en ambos casos, como la tendencia histórica de la conductividad previa al ensayo oscila principalmente como consecuencia de variaciones estacionales en la recarga del acuífero. El descenso de la conductividad en 2015 es debido al agua de red utilizada para perforar los sondeos de la zona de ensayo y a los ensayos hidráulicos previos que tenían como objetivo el ajuste de parámetros hidráulicos del ensayo piloto. Sin embargo, tras las inyecciones del ensayo piloto de 2016 se observa un cambio brusco que se manifiesta con un ascenso de la conductividad respecto a la evolución histórica.





Figura 22. Evolución histórica de la conductividad en sondeos representativos del ensayo piloto

La Figura 23 muestra el detalle de la evolución de la conductividad durante el ensayo piloto. Para poder relacionar la conductividad con cada evento de inyección se ha incluido en la gráfica la evolución de los niveles puesto que los ascensos muestran una relación directa con los eventos de inyección alcalina y de oxidante realizados.

Analizando la evolución de la conductividad en el sondeo P127 se observa un ascenso instantáneo de la conductividad ligada a las inyecciones, que sin embargo se amortigua rápidamente con la entrada continua de agua contaminada, con menor conductividad, desde fuera de la celda de tratamiento. El caso opuesto es el que muestra la evolución en el P98 donde se observa como la conductividad aumenta tras cada inyección indicando que se consigue distribuir el oxidante desde la zona inicial de la celda hasta donde se ubica el P98. Tras cada evento de inyección desciende la conductividad ligeramente pero la influencia de la entrada de afección desde fuera de la celda es más lenta que en el sondeo P127.

Como se ha comentado, entre estas dos respuestas tan dispares, se encuentran una serie de comportamientos intermedios: los sondeos O1 y O2, situados próximos a los puntos de inyección, muestran una relación directa con las inyecciones que se amortiguan por el efecto de entrada de afección desde aguas arriba. En el caso de los sondeos P143 y P146 se observa un comportamiento más parecido al P98, en el que la influencia del aporte continuo de afección está más amortiguada, a pesar de que existan vías presentes de flujo que facilitan la comunicación entre la zona alta y la baja de la zona ensayada.





Figura 23. Evolución detallada de la conductividad en relación a los eventos de inyección

En los sondeos secundarios y en el P99 la conductividad no ha sufrido variaciones significativas a lo largo del ensayo. En el caso de los sondeos P117 y P131, de control del flujo transversal hacia el barranco de Bailín tampoco, se detectan variaciones en la conductividad que sugieran conexión entre capas.

Un caso particular ocurre con los sondeos mal conectados, perforados en su mayor parte en zona de limolita pero que pueden tener algún tramo de arenisca con buena conexión por encima del nivel freático (por ejemplo B-1). Estos puntos que están desconectados del acuífero de la arenisca adyacente, pueden llegar a entrar en contacto a través de fracturas por encima del nivel freático habitual. Por eso, en la inyección que ha producido un ascenso de nivel y también un desplazamiento de parte del agua presente en las fracturas de la capa M, se han llegado a conectar fracturas entre la capa M y el sondeo situado en la zona de contacto. Una vez finalizado el ensayo, el nivel freático desciende, y parte del agua trasvasada desde la capa M se queda atrapada en el sondeo de las limolitas, que actuaría como “deposito”.

Evolución Temperatura

Si bien la reacción de oxidación es exotérmica, la temperatura en el acuífero no se ha visto incrementada significativamente. Se realizaron registros continuos en los mismos sondeos donde se instalaron los datalogger y tan solo se ha registrado un ligero aumento puntual de 0,2ºC en los puntos de observación próximos a la inyección durante el tiempo que se tarda en inyectar el volumen de la mezcla. La temperatura registrada a la salida del tanque de mezcla antes de la inyección se mantuvo entre los 24-25 ºC, y la temperatura del agua de los sondeos en función de la profundidad de muestreo variaba entre 13,8 º C y 14,2 ºC.

En los sondeos secundarios no se ha registrado ninguna variación en la temperatura a lo largo del ensayo.





Evolución pH

Históricamente los valores medios de pH en el agua de los sondeos del área de ensayo oscilan entre 6 y 8 unidades. La inyección del frente alcalino en primer lugar, y los tres eventos de inyección de la mezcla de oxidante y activador alcalino, han logrado mantener el pH por encima de las 10,5 unidades necesarias para activar el persulfato. Los máximos valores alcanzados en el tanque de mezcla y en algunos sondeos se sitúan en torno a 13 unidades.

Las Figuras 24 y 25 muestran la evolución histórica y de detalle del pH en los mismos sondeos P127 y P98 que los comentados en el apartado de conductividad.

Figura 24. Evolución histórica del pH en dos sondeos representativos del ensayo piloto





Figura 25. Evolución detallada del pH durante el ensayo piloto en dos sondeos representativos

El pH se ha mantenido más o menos constante durante todo el ensayo en el P98 incrementándose desde 7 a 13, mientras que en el P127, situado en límite exterior de la celda de tratamiento, mantiene un pH de 7 típico del agua subterránea de Bailín que tan solo se ve incrementado puntualmente (hasta valores de 13) mientras dura la inyección y que inmediatamente vuelve a las condiciones iniciales, confirmando la influencia del aporte exterior a la celda de tratamiento.

En el caso de los sondeos O1 y O2 situados al inicio de la misma, los perfiles de conductividad han mostrado como en las zonas de fracturación preferente el pH disminuía rápidamente debido a la entrada de agua desde la zona exterior a la celda. En los sondeos ubicados en el centro o final de la celda, las condiciones iniciales no se han recuperado hasta bien pasado el mes posterior al último evento de inyección.

En los sondeos secundarios no se han modificado las condiciones de basicidad en ningún momento.

Evolución Potencial Redox y Oxígeno disuelto

Una de las características principales del agua subterránea del acuífero de Bailín es que presenta condiciones típicamente reductoras con valores comprendidos entre 0 y -100 mV y concentraciones en oxígeno disuelto cercanas a 0 mg/l. Uno de los objetivos del ensayo era revertir estos valores, de forma que se facilitase la destrucción de los contaminantes.

Las Figuras 26 y 27 muestran este cambio de tendencia histórico y la evolución del ensayo en las dos zonas utilizadas para presentar los distintos comportamientos de los sondeos en función de su ubicación en la celda de tratamiento. A la entrada de la celda con el sondeo P127 y en el centro de la misma con el sondeo P98.





Se observa como el ensayo ha modificado las condiciones reductoras del acuífero, en especial tras la inyección del primer evento de oxidación, incrementándose paulatinamente a media que se realizaban el resto de eventos. Una vez finalizada la tercera inyección las condiciones oxidantes se han mantenido durante varios días, en especial en los sondeos más alejados de la entrada a la celda de ensayo.

Cabe comentar que el comportamiento del potencial redox está relacionado con las condiciones de pH del medio, tal y como indica la ecuación de Nerst. A partir de ésta, se deriva la ecuación que gobierna la variación del potencial redox en función de la variación de pH, manteniéndose constantes el resto de condiciones:

∆𝐸 = − 0.059 · ∆𝑝𝐻 Siendo: ΔE: Variación del potencial redox en voltios, asociado a la variación del pH y manteniéndose constantes en resto de condiciones. ΔpH: Variación de pH en sus unidades.

Esto implica que una variación de pH como la experimentada en el ensayo, de entre 4 y 6 unidades, como es en el caso del ensayo, explica una disminución del potencial redox de entre 236 mV y 354 mV.

Por tanto, para el caso concreto del ensayo, las caídas de los potenciales redox, de en torno a 250 mV, que se observan tras la inyección del frente alcalino, estarían asociadas a la variación de pH.

Figura 26. Evolución histórica del potencial Redox en sondeos representativos del ensayo piloto

eherrero

Resaltado





Figura 27. Evolución detallada del Redox durante el ensayo piloto en dos sondeos representativos

Lo más significativo es que tras el evento de inyección alcalina los valores de potencial redox disminuyen inicialmente pero tras la primera inyección del oxidante aumentan logrando mantener las condiciones de oxidación generadas durante más tiempo que el resto de parámetros físico-químicos.

Los sondeos secundarios, como por ejemplo los situados en limolitas, no han mostrado un cambio en las condiciones de oxidación iniciales indicando que no han sido influenciados directamente por los eventos de inyección.

La Figura 28 muestra que el oxígeno disuelto presenta el mismo patrón de comportamiento que el Redox.





Figura 28. Evolución histórica del oxígeno disuelto en dos sondeos representativos del ensayo piloto

5.4. Determinación de persulfato in situ

La monitorización de la concentración de persulfato in situ, ha sido sin duda, una de las herramientas principales para comprender la evolución del ensayo piloto. Con su determinación se obtiene información sobre la distribución del oxidante en la celda, cinéticas de reacción, efectos de los sucesivos eventos de inyección, degradación de contaminantes, etc. Una de las mayores ventajas, es que no es necesario esperar a tener los resultados de las analíticas para verificar si se estaba produciendo el necesario contacto entre el oxidante y los contaminantes, lo que se controlaba de acuerdo al consumo de oxidante ya que a medida que el persulfato se pone en contacto con los compuestos oxidables, la concentración disminuye hasta que se consume por completo. Las distintas concentraciones detectadas en cada sondeo a lo largo de la celda de tratamiento y en cada periodo temporal desde el comienzo de las inyecciones han ayudado a desarrollar el modelo conceptual del funcionamiento del ensayo piloto.

Sin estas determinaciones y el análisis exhaustivo de laboratorio complementario, podría no observarse lo que está realmente ocurriendo en el acuífero, debido a la velocidad de las reacciones y al aporte continuo de afección desde aguas arriba. De hecho, una de las principales conclusiones obtenidas es que la cinética de reacción es muy rápida.

Los eventos de inyección comenzaron con la concentración estimada para destruir todos los compuestos oxidables, entre los que se encuentran los contaminantes de interés. La concentración de la mezcla en el tanque de inyección era de 25 g/l y con esa concentración se inyectaba en los sondeos I1 e I2. En el tercer evento de inyección se incrementó la concentración de inyección a 62 g/l con el fin de contener la influencia del aporte de masa contaminante desde aguas arriba.





El persulfato tan solo se detectó en sondeos de control principales situados en área de tratamiento del ensayo P127, O1, O2, B1, P143, P98 y P146, tal como se esperaba a partir de las determinaciones hidráulicas de los ensayos previos de 2015.

En los sondeos de la capa M situados aguas bajo de la celda de actuación, P102 y P140 y en el sondeo P79 situado aguas arriba, no se ha llegado a detectar persulfato. En el caso de los situados agua abajo, aunque hay pequeñas variaciones en alguno de los parámetros de control como niveles y conductividad, era muy poco probable encontrar persulfato debido a su consumo en la zona de actuación, o en cualquier caso, durante la circulación hasta los sondeos más lejanos con carga contaminante susceptible de ser oxidada. Estas medidas son un indicio evidente de la inexistencia de persulfato en la descarga al río Gállego.

Por otra parte, se comprobó la ausencia de persulfato en sondeos ubicados en limolitas O3, O4, P117, P118 y se confirmó la falta de conexión del P99 con el resto de la celda, puesto que no se llegó a detectar persulfato durante todo el ensayo. Tal como se ha expuesto anteriormente parece que este antiguo sondeo no se ubica realmente en la capa M.

En las Gráficas 5, 6 y 7 siguientes se representa la evolución de la concentración de persulfato en los sondeos O1 y O2, P127 y P143, P98 y P146, desde el inicio del primer evento de inyección de oxidante, el 18 de julio, hasta que se comprobó que los sondeos ya no presentaban persulfato. La última determinación se realizó el día 18 de agosto. Se incluye la evolución del nivel de alguno de los sondeos ya que los ascensos y descensos están directamente relacionados con las inyecciones.

Gráfica 5. Evolución de la concentración de persulfato en O1 y O2 (18/07 al 28/08)





Gráfica 6. Evolución de la concentración de persulfato en P127, B1 y P143 (18/07 al 28/08)

Gráfica 7. Evolución de la concentración de persulfato en P98 y P146 (18/07 al 28/08)

En general, la concentración de persulfato se detecta desde el momento de la inyección hasta unos días después, y su evolución es función de la concentración inyectada, la ubicación de los sondeos respecto a los puntos de inyección y su consumo en la reacción.

En el caso del P127 situado aguas arriba de la celda, apenas se llega a detectar persulfato durante un breve instante en las dos primeras inyecciones, y en la tercera que se inyecta directamente en el propio sondeo, se consume muy rápido por estar en contacto con el aporte continuo de aguas del acuífero que circulan desde el foco hacia la celda del ensayo.

La concentración de persulfato en los sondeos de control más cercanos a los puntos de inyección, O1 y O2 la evolución es prácticamente idéntica. Durante el primer y segundo evento alcanzan concentraciones similares a la mezcla de inyección, entre los 20 y 25 g/l, y en el tercero con el aumento de la dosificación se llega a los 50 g/l. Se observa que en un corto periodo de tiempo tras cada inyección el persulfato se consume como consecuencia de los nuevos aportes de compuestos oxidables desde aguas arriba.





El caso opuesto es el de los sondeos P98 y P146 situados en el centro y final de la celda. En estos sondeos, a medida que se incrementa el número de inyecciones, el persulfato dura más tiempo en el acuífero y es capaz de degradar más contaminantes. Al estar más alejados de la influencia del aporte desde aguas arriba, el persulfato “solo” tiene que destruir los contaminantes de la celda de tratamiento sin nuevos aportes.

En la siguiente Gráfica 8 se muestra como ejemplo esta relación en los sondeos O1 y P98. En el Anexo E se presentan todas las gráficas de evolución de la concentración de persulfato determinada durante el ensayo en todos los muestreos de control.

Gráfica 8. Relación evolución concentración persulfato – conductividad en los sondeos O1 y P98

En el caso de sondeos peor conectados hidráulicamente, la respuesta a las inyecciones es mucho más lenta. En el caso del sondeo P143, no llega a detectarse persulfato tras la primera inyección y tras el segundo evento se observa la llegada de persulfato en concentraciones menores que las del P98 y P146 que están mejor conectados con los puntos de inyección. Con el objetivo de facilitar la distribución del oxidante en esa zona con velocidades de flujo más lentas, se decidió inyectar desde el P143 unos 450 l para ayudar a distribuir el oxidante en esa





zona. El resultado fue satisfactorio logrando incrementar la concentración del persulfato y manteniéndola durante más tiempo facilitando el contacto entre oxidante y contaminantes.

Por último, en el caso del B1 situado en el contacto con las limolitas, se observa que el persulfato no llega al sondeo en los dos primeros eventos de inyección. Como en las primeras inyecciones todavía no se había distribuido uniformemente el oxidante y además éste se consumía rápidamente al tener todos los compuestos por oxidar en la celda de tratamiento, era difícil que llegase persulfato con el agua que entraba forzada al sondeo B1. Por esta razón, en el tercer evento se realizó una pequeña inyección en el propio sondeo para facilitar la destrucción de los contaminantes en la zona de contacto con la capa M.

Esta evolución de la concentración de persulfato en el agua de los sondeos es prácticamente paralela a la evolución de la conductividad, tal y como se ha comentado anteriormente.

5.5. Evolución concentración contaminantes de interés (COCs)

Se denominan Contaminantes de Interés (COCs) a los compuestos organoclorados presentes en el agua del acuífero de Bailín y que se analizan regularmente en el emplazamiento. Los principales contaminantes son el benceno, monoclorobenceno, y HCH total (suma de isómeros), solo entre ellos representan el 90% del total de los COCs.

En el Anexo E se presentan todas las gráficas de evolución de los principales contaminantes analizados durante el desarrollo del ensayo piloto. Además, se ha realizado una recopilación de los datos analíticos históricos previos al ensayo y se han representado en gráficas que muestran la evolución de los contaminantes en cada sondeo desde 2010.

En el Anexo F se recogen los certificados analíticos de los laboratorios (Depuradora y externo) con los resultados de cada uno de los muestreos realizados.

En principio, si se consigue una buena distribución del oxidante en las fracturas del acuífero, y las dosificaciones estimadas son suficientes para destruir todos los compuestos oxidables, es de esperar que las concentraciones de los contaminantes muestreadas en el agua de los sondeos disminuyan a medida que se realizan los sucesivos eventos de inyección. En realidad para ser más precisos se deberían analizar las variaciones en términos de moles, en lugar de concentraciones, debido a que las reacciones se producen mol a mol. Sin embargo, con el objeto de facilitar la comprensión de estos resultados, se realiza una valoración cualitativa a partir de las variaciones de la concentración y se presentan los resultados de la evolución en graficas de concentración vs tiempo. Para la evaluación del rendimiento del ensayo, se utilizarán tanto las concentraciones como los moles.

En general, en la zona de tratamiento seleccionada para el ensayo piloto, las concentraciones históricas medias previas a las inyecciones se situaban entorno a ∑ COCs: 90 -100 mg/l. Tras la tercera inyección del oxidante, que es cuando se consigue la máxima distribución del mismo en la celda de tratamiento de acuerdo al diseño del ensayo piloto, las concentraciones en el centro de la celda alcanzaron valores ∑ COCs: 4 -8 mg/l.

La evolución de las concentraciones sigue un patrón similar al observado con los parámetros físico-químicos y la evolución del persulfato. La ubicación de los sondeos en la celda de actuación, el grado de conexión hidráulica entre ellos y con el exterior de la celda, y el número de evento de inyección determina las variaciones observadas en cada sondeo.





En las siguientes figuras se muestra la evolución de las concentraciones de distintos sondeos a lo largo de la celda. El sondeo P127 utilizado como centinela aguas arriba, muestra pequeñas reducciones en la concentración debido a su proximidad a los puntos de inyección, sin embargo, tal como era de esperar, recupera casi inmediatamente los valores históricos. En el caso de los sondeos O1 y O2, se observan reducciones en concentración con motivo de las inyecciones de la mezcla oxidante, sin embargo, por su proximidad a la zona de entrada continua de agua del acuífero desde el foco, el persulfato se consume rápidamente y las concentraciones se vuelven a recuperar con mayor rapidez que en los sondeos centrales y finales de la celda de actuación (P98, P143 y P146). En esta zona central de la celda, una vez distribuido el volumen total de oxidante en la red de fracturación, el impacto que supone la entrada de nueva carga contaminante desde aguas arriba, se ve amortiguado por la distancia y por la distribución del persulfato en toda la celda. Por este motivo una vez finalizados los eventos de inyección, se tarda más tiempo en recuperar los valores históricos de las concentraciones.

Finalmente en el último muestreo del seguimiento post-ensayo piloto, realizado el 23 de septiembre, la celda de tratamiento vuelve a recuperar las condiciones previas al ensayo. El volumen de agua tratada con el ensayo continuará migrando fuera de la zona de actuación aguas abajo hacia la zona de descarga con una reducción de las concentraciones con motivo del ensayo piloto. En el Apartado 7.5 se realiza una aproximación de la masa total destruida y su equivalente en Descarga de Masa (kg/año) estimada para la zona de ensayo.

Las figuras de las páginas siguientes muestran, por una parte, la evolución histórica (2010- 2016) de las concentraciones de los compuestos principales en escala logarítmica y por otra, la evolución de detalle del ensayo piloto para el benceno, clorobenceno y HCH. Como referencia para diferenciar los eventos de inyección y el posterior seguimiento, se han incluido las variaciones de nivel en los sondeos.



Figura 29. Evolución concentraciones en los sondeos P127 (exterior celda) y O1 situado en la parte alta de la celda de tratamiento



Figura 30. Evolución concentraciones en los sondeos P143 y P98 ubicados en la parte central de la celda de tratamiento



Figura 31. Evolución concentraciones en los sondeos P146 final celda y B1 zona contacto limolita-arenisca (B1 perforado en 2015 no tiene histórico)





5.6. Evolución otros parámetros control

A continuación se presentan las observaciones más significativas del resto de los parámetros de control realizados durante el seguimiento del ensayo. Estos parámetros han sido menos relevantes desde el punto de vista operacional del ensayo que los descritos en el apartado anterior, porque no aportan información rápida y no han servido para ajustar el desarrollo del ensayo. Exceptuando a los compuestos matriz, el resto de parámetros apenas influyen en el rendimiento final del ensayo piloto. En el Anexo E se recogen todos los datos de los parámetros de control presentados en este apartado.

Evolución Compuestos de matriz del agua subterránea

Tal como se ha comentado anteriormente en el documento, se denominan “compuestos matriz”, el resto de compuestos oxidables que están disueltos en el agua subterránea y que no tienen relevancia ambiental como es el caso de los alcoholes y ácidos grasos de cadena corta.

En el caso de los alcoholes el metanol es el compuesto mayoritario y representa un 70% del total de los compuestos matriz, seguido del ácido acético que es el ácido graso mayoritario y que representa un 26% del total. El 4% restante corresponde a la suma del resto de alcoholes y ácidos grasos.

En los sondeos principales se observa un patron similar de evolución para el metanol y el ácido acético según el cual las concentraciones van descendiendo respecto a los valores históricos previos al ensayo, para una vez finalizadas las inyecciones volver a recuperar esas condiciones iniciales como consecuencia del aporte desde aguas arriba de la celda. Por otro lado, durante el ensayo se han generado formaldehído y acetona como consecuencia de la oxidación del metanol y ácido acético aunque las concentraciones registadas son varios ordenes de magnitud inferiores que las de los alcoholes y acidos grasos principales.

En función de la proximidad a la entrada de la celda de los sondeos muestrados la llegada de agua con las concidiones iniciales es prácticamente inmediata, como se observa en sondeos como O1 y O2. A medida que se alejan, el efecto se amortigua y tardan más en recuperar las condiciones previas. La Gráfica 9 muestra la evolución en el sondeo O2, cercano a los puntos de inyección y próximo al límite de aguas arriba de la celda de actuación. Se observan reduciones en torno a uno o dos órdenes de magnitud en los compuestos mayoritarios, y un ligero aumento en las concentraciones de compuestos minoritarios que podrían estar generándose como subproductos de la oxidación.





Gráfica 9. Evolución concentraciones compuestos matriz en el sondeo O2

En el resto de sondeos secundarios apenas se detectan concentraciones en estos compuestos lo que corrobora la falta de conexión hidráulica con las fracturas de la capa M.

El sondeo P79, situado antes de la entrada a la celda de tratamiento, aporta información sobre las concentraciones de entrada a la misma. Las concentraciones de entrada a la celda se han mantenido continuas con valores de 200 mg/l de ácido acético y 150 mg/l de metanol.

Este aporte continuo de alcoholes y ácidos grasos es la principal razón por la que se consume tan rápidamente el persulfato inyectado, recuperándose las condiciones previas la ensayo tanto en los sondeos situados más próximos al límite superior de la celda de actuación o en los que están bien conectados por vías preferentes de fracturación.

Evolución Compuestos mayoritarios

De forma general para cualquier proceso ISCO, es esperable un incremento de la alcalinidad3

por la oxidación de los contaminantes orgánicos a CO2 (o a sus bases conjugadas en función del pH)4. En caso de pH básicos, como los de Bailín durante el ISCO, las especies mayoritarias son bicarbonatos y sobre todo carbonatos.

A la vista de los resultados analíticos, durante el ensayo ISCO se identifica un incremento de la alcalinidad tras el primer evento de inyección (oxidación de contaminantes a CO2 que en medio básico pasa a bicarbonatos y carbonatos). En este caso la proporción de carbonatos y bicarbonatos varía en función del punto. Los piezómetros más cercanos a la inyección, presentan desde el inicio valores de pH fuertemente básicos, por lo que se observa una predominancia de los carbonatos (especie estable a pH básico), mientras que en los puntos más alejados (P146, P143), con pH algo más bajos, las proporciones de ambas especies están más equilibradas.

3 Se entiende como alcalinidad la suma de anhídrido carbónico (CO2 ó H2CO3) y sus bases conjugadas (bicarbonatos HCO3

- y bicarbonatos CO32-).)

4 Estas tres especies son en realidad el mismo compuesto bajo diferentes condiciones de pH. Mientras que el anhídrido carbónico (CO2 ó H2CO3) es mayoritario a pH ácidos (pH<6.35), el bicarbonato lo es a pH neutros o ligeramente básicos (6.35<pH<10.33) y el carbonato a pH básico (pH>10.33)





Tras el segundo evento, se observa un mayor incremento de alcalinidad (más compuestos oxidados) y un enriquecimiento generalizado de la especie más estable a pH básico (carbonato) como consecuencia de la mayor basificación de toda la celda.

Es relevante sin embargo, la caída de las concentraciones tras el tercer evento de inyección. Una posible explicación sería que la mayor concentración de oxidante inyectada durante el tercer evento, hubiera propiciado una solubilización de metales desde la matriz (tal y como indican las analíticas). La presencia conjunta de metales y carbonatos en disolución podría haber propiciado su precipitación como sales insolubles (p.e. carbonatos de calcio, magnesio o bario). Los carbonatos que forman parte de las sales dejan de estar en disolución y por ello no se cuantifican en las analíticas. El P98 muestra un comportamiento diferente en el tercer evento de inyección sin que se haya identificado una razón que lo justifique.

Gráfica 10. Evolución de la concentración de bicarbonatos en los sondeos de la celda

Gráfica 11. Evolución de la concentración de carbonatos en los sondeos de la celda

Con respecto a los cloruros, se observa que en los pozos en los que ha habido mayor proporción de oxidante (p.e. O1 y O2) en un primer momento se da una disminución de la concentración posiblemente asociada a su transformación (oxidación) a cloro molecular,





observable en campo por el borboteo y olor en los sondeos. En los puntos con menor proporción de oxidante, esta transformación no se habría producido de forma tan relevante y en general se observa un incremento de las concentraciones de cloruro, posiblemente debida a su generación durante la oxidación de los compuestos órganoclorados.

En todos los casos, se observa una tendencia a recuperar los valores de fondo tras la finalización del ensayo piloto.

Gráfica 12. Evolución de la concentración de cloruros en los sondeos de la celda

En cuanto al resto de especies iónicas en general, se observa un repunte durante el tercer evento de oxidación que podría estar propiciado por las condiciones redox más agresivas generadas en este tercer evento sobre la matriz rocosa.

Evolución Cloro libre

El cloro libre aparece como subproducto de las reacciones de oxidación sobre los compuestos organoclorados. La concentración en el agua de este compuesto se ha analizado periódicamente mediante el uso de un kit de determinación in situ.

Antes del ensayo las concentraciones medidas en los sondeos de control eran de 0 ppm. Durante la evolución del ensayo se ha producido cierta liberación de cloro libre en el agua subterránea asociada a los eventos de inyección que puntualmnete alcanzaron valores de 8 – 16 ppm5. Una vez finalizado cada evento de inyección los valores recuperaban rapidamente los valores de fondo. Los sondeos O1 y O2, más cercanos a los puntos de inyección, son los que han presentado las mayores oscilaciones en cloro libre de todos los sondeos de control, con valores que han oscilado entre 0 y 4 ppm.

En los controles realizados en sondeos exteriores a la celda de tratamiento (limolitas y aguas abajo en la capa M) no se ha detectado cloro libre en ningún punto.

5 Estimaciones mediante diluciones por superar el rango de medida del kit de cloro 2,5 ppm.





Gráfica 13. Evolución de la concentración en cloro libre en los sondeos O1 y O2.

Evolución de Metales

La posible movilización de metales ligada a los ensayos de oxidación química es un hecho conocido. El cambio en las condiciones Redox y de pH puede hacer que algunos metales pasen a disolución, y si se vuelven a recuperar las condiciones de equilibrio inicial, lo más probable es que vuelvan a precipitar.

Con el fin de evaluar el potencial impacto que ha tenido el ensayo sobre los metales, se ha analizado la concentración al inicio y al finalizar el ensayo de un paquete amplio de metales (As, Sb, Ba, Be, Cd, Cr, Co, Cu, Hg, Pb, Mo, Ni, Se, Sn, V y Zn).

Los metales hallados en una mayor proporción han sido Ba, Zn, y As, mientras que no se han encontrado trazas de Sb, Be, Cd ni Sn.

Aunque la concentración de metales presente en el agua subterránea de Bailín no es significativa, la acción del oxidante parece haber solubilizado parte de ellos en los sondeos principales, donde se incrementan uno o dos órdenes de magnitud respecto a la concentración inicial. No obstante, esta concentración sigue estando por debajo de los valores genéricos de referencia disponibles (Hg, As, Cr, Ca, Sb) en materia de aguas subterráneas de la CHE. El único sondeo donde se ha registrado un valor superior al de referencia es del P98 con 350 µg/l As cuyo límite es 70 ug/l. En cualquier caso, al recuperar las condiciones previas al ensayo al poco tiempo de finalizar las inyecciones, los metales que han pasado a disolución deberían volver a precipitar sin haber tenido tiempo de movilizarse grandes distancias.

En los sondeos secundarios que incluyen tanto sondeos situados en las limolitas como los sondeos de la capa M situados aguas abajo de la zona de ensayo, hay menor presencia de metales y su concentración es menor que en los sondos primarios. Además, la variación entre las concentraciones inicial y final también es menor.





6. MODELO CONCEPTUAL DEL ENSAYO

El objetivo de este apartado es hacer una síntesis del desarrollo del ensayo. Se han analizado los distintos factores que influyen tanto en la ejecución del ensayo, en su seguimiento, como en su interpretación. La Figura 32 muestra conceptualmente el proceso de análisis y las relaciones estudiadas para poder completar el modelo conceptual.

Figura 32. Principales factores y relaciones analizadas para el desarrollo del modelo conceptual del ensayo piloto ISCO en Bailín

Para facilitar la visualización espacial y temporal de la distribución del oxidante y la destrucción de contaminantes, se han realizado una serie de figuras esuqemáticas que permiten observar la evolución del ensayo piloto. Aunque se trate de figuras simples, están basadas en el análisis pormenorizado de la distribución y variaciones temporales de concentraciones, parámetros físico-químicos y concentraciones de persulfato en cada sondeo de control de la zona de tratamiento.

La figuras muestran los sondeos más representativos del estudio y una simplificación de la red de fracturación (se han eliminado las fracturas verticales para facilitar la visualización). En color rojo, se indica que el agua de las fracturas presenta las características iniciales previas al ensayo. Es decir, las concentraciones y parámetros físico-químicos son los típicos de la afección del acuífero en esa zona. Además, apenas existen variaciones entre los sondeos ubicados en el interior de la celda de actuación (I1 hasta P146) y los que están aguas arriba (P127- P129). Las concentraciones medias en compuestos oxidables del agua subterránea de





la celda de actuación y la que entra desde aguas arriba es de unos 1000 mg/l ∑compuestos matriz y 90 mg/l ∑COCs.

Con color verde se indica la distribución de la mezcla del oxidante inyectada, por lo tanto se observan tanto reducciones en las concentraciones, como presencia de persulfato o cambios en los parámetros físico-químicos que atestiguan el efecto de las inyecciones.

Los sondeos principales del ensayo son aquellos que se ubican en la capa M: P127, O1, O2, P143, P98 y P146, los cinco últimos dentro de la celda de actuación. El P99 (sondeo antiguo sin testificación detallada) que inicialmente se pensaba que podía estar en capa, se ha comprobado que no está relacionado con los anteriores y se comporta como los sondeos perforados en limolita en los que apenas hay conexión con la celda de ensayo. El sondeo B1, se incluye en el modelo para comentar el efecto de la presión de inyección en las fracturas de la zona de contacto arenisca – limolita que en régimen natural apenas tienen flujo advectivo.

Primer evento de inyección mezcla oxidante

En la Figura 33, se muestra la evolución antes del ensayo y a mitad y final de la primera inyección de oxidante. Las condiciones iniciales del 23 de junio muestran la situación general de la afección en la zona de ensayo. Antes del evento básico y del primer evento oxidante las concentraciones tanto fuera de la celda como dentro son similares. Tras la inyección del frente alcalino se reducen las concentraciones de HCH por deshidrohalogenación. La primera inyección de la mezcla oxidante introduce ≈ 14 m³, que se distribuye en primer lugar por las fracturas hidráulicamente mejor conectadas, y se observa cómo el persulfato llega a O1 y O2 próximos a los puntos de inyección I1 e I2 y cómo existen fracturas que distribuyen oxidante hasta zonas lejanas a los puntos de inyección, P98 y P146. En el caso del O1 se observa cómo se reducen concentraciones tras la inyección (color verde), pero una vez finalizada vuelve a recuperar valores iniciales (color rojo) debido a la entrada continua de afección a la celda de actuación.

En el primer ensayo ya se obtienen datos interesantes sobre las rápidas cinéticas de reacción de la oxidación, y sobre el efecto del aporte de compuestos oxidables (COCs, compuestos matriz...) desde aguas arriba a la celda.

Durante la inyección se produce también cierto empuje del agua almacenado en la fracturas. En especial se observa como el sondeo B1 (contacto arenisca-limolita) que previamente no estaba muy afectado por estar casi desconectado (color azul), al finalizar la inyección sufre un empeoramiento de su calidad (color rojo).

El volumen de agua del acuífero en la zona de tratamiento seleccionada es de unos 46 m³ y a medida que se realizan inyecciones sucesivas se facilita la distribución y el contacto del oxidante con los contaminantes y por tanto al finalizar el tercer evento de inyección se espera obtener las mayores reducciones en las concentraciones. Sin embargo, las distintas velocidades de flujo de las fracturas, y la entrada continua de carga contaminante desde aguas arriba condicionan la distribución espacial y temporal del oxidante y por tanto su efectividad en la reducción de la carga orgánica inicial.





Figura 33. Evolución primer evento inyección oxidante

Segundo evento de inyección mezcla oxidante

Trascurridos 6 días tras el último muestreo del primer evento, se realiza el muestreo previo a la segunda inyección. Es significativo como sondeos en los que se había conseguido distribuir el persulfato y reducir las concentraciones (colores verdes) ahora vuelven a estar igual de afectados que inicialmente (colores rojos) como el P146 y O2. El persulfato se consume rápidamente al oxidar los compuestos matriz del agua subterránea (alcoholes, ácidos grasos) y los contaminantes, tanto del agua del propio sondeo como de las fracturas principales que los alimentan. Sin embargo, el aporte del resto de las fracturas con menores velocidades de flujo en las que todavía no se ha llegado a distribuir el oxidante y la entrada continua desde aguas arriba, hace que se vuelvan a incrementar las concentraciones de contaminantes en los sondeos.

Tras la segunda inyección se va completando la distribución del oxidante a lo largo de la red de fracturación de la celda de actuación y se va consiguiendo un mayor volumen de acuífero con reducciones de la afección. La entrada desde aguas arriba sigue afectando a los sondeos más próximos a la entrada de la celda pero en los sondeos más distales se consigue mantener el efecto de reducción de la afección (verde) durante más tiempo.

Al final del evento 2 se observa como incluso se ha conseguido distribuir oxidante en el sondeo B1 que comienza a presentar colores verdes.





Las variaciones en la vertical dentro de cada sondeo reflejan lo observado durante el seguimiento a través de los perfiles verticales de los parámetros físicos-químicos. Es bastante común observar estratificaciones verticales de los distintos parámetros en función de las distintas litologías y conexiones de fracturación. Así pues, por ejemplo, se observa como en las zonas de fracturación preferente del sondeo O1 antes de la inyección existen zonas en color rojo que indican las fracturas mejor conectadas con la entrada de afección desde aguas arriba y otras zonas peor conectadas que todavía mantienen el color verde del efecto de la inyección anterior. Valores como la conductividad y el pH son los más representativos para observar esta variación vertical que mimetiza la distribución de la red de fracturación y su grado de conexión hidráulica.

Figura 34. Evolución segundo evento inyección oxidante

Tercer evento de inyección mezcla oxidante

En el último evento de inyección se ajustaron y aumentaron las dosificaciones de oxidante para mitigar el efecto de la rápida entrada de carga contaminante a la celda, y se utilizaron sondeos de inyección adicionales. Por una parte se inyectó en los sondeos P127, P129 y P130 situados a la entrada de la celda con el fin de intentar reducir la entrada de carga oxidable a la celda de actuación, y por otra se utilizaron punto de inyección intermedios P143 y B1 para facilitar la distribución del oxidante en zonas peor conectadas.

Tal como se esperaba, al final de la tercera inyección se obtienen los mejores resultados del ensayo. Se consigue distribuir el oxidante en la mayoría de las fracturas de la celda de





actuación y ponerlo en contacto con los compuestos oxidables en una concentración suficiente para que llegue a destruir los contaminantes de interés.

Figura 35. Evolución tercer evento inyección oxidante

En la Figura 36 se resume visualmente el modelo conceptual del ensayo. Se muestra la evolución desde las condiciones iniciales, los distintos eventos de inyección y el seguimiento post inyecciones hasta que se vuelven a recuperar las condiciones de partida en toda la celda de tratamiento.



Figura 36. Modelo Conceptual de la evolución del ensayo. En rojo, afección inicial en la celda y entrada desde aguas arriba. En verde se muestra la distribución del persulfato y reducción de la carga contaminante asociada





7. VALORACIÓN DE RESULTADOS

7.1. Valoración de la evolución de la concentración másica

El objetivo de este apartado es cuantificar los rendimientos del ensayo piloto en relación a las reducciones máximas observadas en las concentraciones de los principales compuestos de interés: Benceno, Clorobenceno e isómeros de HCH. Solo estos tres compuestos representan el 90% del total de la masa de contaminantes y además desde el punto de vista toxicológico los isómeros de HCH y el benceno son más tóxicos que cualquiera del resto de los compuestos analizados.

La zona de tratamiento y distribución del oxidante en la capa M abarca unos 200 metros de longitud y unos 3-4 metros de ancho. Los sondeos que sirven para evaluar el rendimiento del ensayo y están perforados en los límites de la celda de ensayo son: los sondeos de inyección I1 e I2 y los de control O1, O2, P143, P98 y P146. El P127 situado aguas arriba de la celda sirve como sondeo centinela para evaluar el aporte exterior de compuestos oxidables.

La valoración de la evolución de los contaminantes principales, benceno, clorobenceno y HCH Total se realiza en los sondeos indicados considerando los tres hitos principales el ensayo:

Condiciones iniciales o baseline: que representa la concentración del acuífero antes de la realización del ensayo piloto.

Condiciones finales ensayo: las concentraciones alcanzadas son el resultado de la inyección final del volumen de oxidante estimada para el ensayo piloto, y corresponde al final del tercer evento de inyección el 3 de agosto.

Condiciones post ensayo: los resultados corresponden al muestreo realizado 15 días después del fin de la última inyección.

Al no ser un sistema cerrado, las concentraciones recuperan las condiciones iniciales debido al aporte desde el foco del agua afectada que conecta el vertedero con el río a través de la capa M. Tal como se ha expuesto en el apartado del modelo conceptual, esto ocurre preferentemente en los sondeos más cercanos y con mejor conexión hidráulica con el aporte exterior a la celda. Posteriormente se va recuperando en el resto de la celda en función de los distintos grados de conexión hidráulica de las fracturas.

En las siguientes Figuras 37 a 39 se muestran las concentraciones iniciales y finales en escala logarítmica. Se observan variaciones con distintos órdenes de magnitud en función de cada sondeo y del compuesto analizado. Para facilitar la visualización, se ha representado también el porcentaje de reducción en cada sondeo y para cada compuesto.





Figura 37. Evolución concentraciones Benceno sondeos principales ensayo piloto ISCO

Figura 38. Reducción concentraciones Clorobenceno sondeos principales ensayo piloto ISCO





Figura 39. Reducción concentraciones HCH Total sondeos principales ensayo piloto ISCO

Las figuras muestran como tras las inyecciones de oxidante se produce una reducción en las concentraciones de los principales contaminantes. Las mayores reducciones, superiores al 99%, se obtienen para los isómeros del HCH en todos los sondeos de control. En el caso del benceno y clorobenceno, se observa que en la celda de tratamiento las mayores reducciones corresponden a los sondeos centrales P98 y P143, con un rendimiento superior al 97%, mientras que en los sondeos de la parte alta de la celda, influenciados por el aporte de afección exterior, los rendimientos se sitúan en torno al 95% para el benceno y 80% para el clorobenceno. Por último, el sondeo más alejado de los puntos de inyección P146 obtiene rendimientos del 93% para el benceno y 76% para el clorobenceno.

La Figura 40 muestra en conjunto las variaciones entre las concentraciones antes y después de la inyección para todos los compuestos en todos los puntos de control ubicados dentro de la zona de tratamiento. En azul se indican las reducciones para el benceno, rojo para el clorobenceno y verde para el HCH Total. A excepción del P127, sondeo exterior a la celda de tratamiento, se muestra en una sola figura las distintas reducciones obtenidas en cada compuesto que por lo general superan con creces el 90 %.

Por tanto, los datos aportados por este análisis ponen de manifiesto que se ha producido una reducción significativa de la concentración de los contaminantes principales que suponen más del 90% del total de los COCs. Además, desde el punto de vista toxicológico se reducen y eliminan compuestos como el benceno y HCH que son los más tóxicos del rango de los contaminantes presentes en el agua del acuífero.





Figura 40. Rendimientos de reducción en las concentraciones del ensayo piloto ISCO

Por último, tras la finalización del ensayo se observa una recuperación progresiva de las condiciones de fondo como consecuencia de la recarga de agua impactada desde el exterior de la celda ratificándose el mismo comportamiento que el comentado en apartados anteriores.

En la Figura 41 se ilustran las concentraciones iniciales previas al ensayo, las reducciones alcanzadas al finalizar la oxidación y en color gris el comienzo de la recuperación de las condiciones iniciales tras 15 días de haber finalizado la última inyección de oxidante.

En general se observa el mismo patrón de comportamiento descrito a lo largo del ensayo y se comienzan a recuperar antes los valores en los sondeos O1 y 2 como consecuencia de la recarga desde aguas arriba. En caso del P146, donde las fracturas interceptadas están muy bien conectadas hidráulicamente con las partes altas de la celda de tratamiento, se recuperan rápidamente las concentraciones de base. En el caso de los sondeos intermedios, la recuperación de los valores iniciales previos al ensayo se ve amortiguada por su situación central dentro de la celda y por una buena distribución del oxidante en el acuífero de la zona de tratamiento.





Figura 41. Evolución concentraciones antes, después de la inyección y post ensayo

7.2. Valoración de los procesos de transformación de

contaminantes

La evaluación del ensayo en términos de concentración másica (µg/L), es muy útil para evaluar si un determinado contaminante ha disminuido como consecuencia de los procesos de oxidación (ver apartado 7.1). No obstante, cuando se trata de evaluar si se ha producido la reducción neta de la contaminación, este tipo de estudios pueden enmascarar cierta información, principalmente en aquellos casos en los que se producen reacciones que generan productos intermedios que son a su vez contaminantes de interés del emplazamiento. Este





sería el caso del ensayo ISCO en Bailín, en el que se han evidenciado procesos de deshidrohalogenación reductora de los isómeros de HCH a triclorobencenos (ver Figura 42).

Figura 42. Relación entre concentraciones másicas (µg/L) y molares (µmol/L)

La evaluación del proceso de deshidrohalogenación en términos de concentración másica (color rojo) podría dar a entender que se ha producido una eliminación de un 38% de la contaminación, ya que en términos de masa habría disminuido de 291 µg/L a 181,5 µg/L. No obstante, en realidad, simplemente se produce una transformación de un compuesto a otro que es un 38% más ligero (y también menos tóxico).

Por otro lado, la concentración molar da una visión más realista del proceso (color verde), ya que refleja que cada molécula de HCH se transforma en una molécula de triclorobenceno, sin que se haya producido una eliminación neta del número de moléculas de contaminantes.

Se ha realizado un estudio de la evolución de las concentraciones molares del conjunto de contaminantes de forma complementaria a la evolución de la concentración másica comentada en el apartado 7.1.. Para ello se realiza el siguiente proceso:

1. Se trasforman las concentraciones másicas en concentraciones molares para cada contaminante utilizando su peso molecular:

𝑀𝑖 = 𝐶𝑖 · 𝑃𝑀𝑖

Siendo: M i = concentración molar de un contaminante i (µmol/l) Ci = concentración másica de un contaminante i (µg/l) PM i = peso molecular del contaminante i (g/mol)

2. Se suman las concentraciones molares de los contaminantes de interés:

𝑀 = ∑𝑀𝑖

𝑛

𝑖=0

Siendo: M = concentración molar del conjunto de contaminantes i (µmol/l) M i = concentración molar de un contaminante i (µmol/l)

3. Posteriormente, se lleva a cabo un estudio de la evolución de la concentración molar global para cada punto en función del tiempo. Los sondeos seleccionados para analizar la evolución del ensayo han sido son: P127 aguas arriba de la celda, O1 y O2 situados entre los puntos de inyección al comienzo de la celda de tratamiento, P143, P98 en el

Concentración másica (µg/l)

Concentración molar (µmol/l)

Peso molecular

291 181.5 106.5 3

291 181.5 35.5 1

1 1 3 3





centro de la celda, y P146 al final de la celda aguas abajo. La Figura 43 muestra las variaciones a lo largo del ensayo.

En esta figura, la serie roja representa la concentración molar (M) presente en la zona de ensayo de forma previa al tratamiento. Esta serie sirve como referencia para evaluar la destrucción de la contaminación tras los diferentes eventos de inyección. Para los diferentes tiempos de reacción (Final del 1er, 2º y 3er eventos y post-ensayo) se presentan las concentraciones molares para los diferentes puntos de control (series de

datos de color verde). Cuanto mayor es la diferencia entre la serie roja y las series verdes, mayor es la tasa neta de eliminación de la contaminación. Finalmente la serie negra presenta la situación post-ensayo, tras varios días desde el final de la inyección.

Figura 43. Evolución de la concentración molar de los contaminantes de interés durante el ensayo ISCO





Tal y como se puede observar en la figura, en todos los eventos se produce una eliminación neta de masa contaminante, como pone de manifiesto el hecho de que las series verdes están claramente por debajo de la serie de referencia roja. Además, se observa que a medida que avanza el ensayo se produce un incremento en los ratios de eliminación (las series verdes se separan cada vez más de la serie roja) con disminuciones que alcanzan entre 1 y 2 órdenes de magnitud tras el tercer evento de inyección.

De acuerdo a estos datos se habría producido una eliminación neta de contaminación en toda la zona de tratamiento independientemente de los procesos intermedios de transformación. Esta eliminación se hace más evidente en los puntos situados más aguas abajo (P143, P98 y P146), debido a que en estos puntos la recarga desde aguas arriba se ve amortiguada por el oxidante presente en el entorno de los puntos O1 y O2.

Tras la finalización del ensayo (serie negra) se observa una recuperación progresiva de las condiciones de fondo como consecuencia de la recarga de agua impactada desde el exterior de la celda ratificándose el mismo comportamiento que el comentado en el apartado anterior.

7.3. Valoración de la dilución

Otro factor a tener en cuenta de cara a la valoración de los resultados es la reducción de la concentración como consecuencia de la dilución asociada a las inyecciones.

Para valorar este efecto en cada evento de inyección, se ha llevado a cabo un balance de masas del proceso asumiendo que únicamente se habría producido un efecto de dilución y no hubiera habido ninguna reacción de oxidación de contaminantes; es decir, como si únicamente se hubiera inyectado agua. Cualquier disminución superior de la concentración de contaminantes estaría asociada por tanto a procesos de oxidación.

Para la realización de estos cálculos se ha partido de datos experimentales en campo recabados dentro del programa habitual de seguimiento del vertedero de Bailín y del conocimiento del equipo de trabajo acerca del funcionamiento hidrogeológico de la zona de ensayo.

La Figura 44 esquematiza el balance de masas realizado.

Figura 44. Esquema explicativo del Balance de Masas asumiendo solo procesos de dilución





Como se asume que no hay eliminación de masa (el único proceso sería la dilución), la masa de contaminantes al inicio del proceso debe ser la misma que al final del proceso.

∑𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑜 = ∑ 𝑓𝑖𝑛𝑙

𝑛

𝑖=𝑜

𝑛

𝑖=𝑜

Teniendo en cuenta el esquema presentado en la Figura 44 esto quiere decir que la masa presente en la celda al inicio del proceso, más la que entre durante el ensayo desde aguas arriba, es igual a la masa presente al final del ensayo en la celda más lo que haya migrado hacia aguas abajo. Este concepto se traduce en la siguiente expresión matemática:

𝑉𝐸𝑛𝑡 · [𝐶𝑂𝐶𝑠]𝐸𝑛𝑡 + 𝑉𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎 · [𝐶𝑂𝐶𝑠]𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎_𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 + 𝑉𝑖𝑛𝑦 · [𝐶𝑂𝐶𝑠]𝑖𝑛𝑦 = 𝑉𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 · [𝐶𝑂𝐶𝑠]𝑠𝑎𝑙𝑖𝑑𝑎 + 𝑉𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎 · [𝐶𝑂𝐶𝑠]𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎_𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 A continuación se realizan algunas consideraciones y simplificaciones derivadas del conocimiento hidrogeológico que aplican a la expresión matemática:

Las concentraciones a la entrada y en el interior de la celda al inicio del tratamiento son similares:

[COCs]entrada

= [COCs]celda_inicial

= [COCs]0

Las concentraciones en el interior y a la salida de la celda al final del ensayo son

similares: [COCs]

salida= [COCs]

celda_final= [COCs]

f

Las concentraciones de contaminantes en el agua de inyectada desde superficie son

nulas: [COCs]

iny= 0

Se asume que no hay acumulación de agua en el interior de la celda:

Vsalida

= Ventrada

+Vinyección

siendo: V

entrada =Q

entrada * T

ensayo

Vsalida

= Qentrada

*Tensayo

+Vinyección

A partir de estas consideraciones se obtiene la siguiente expresión matemática:

𝑄𝐸𝑛𝑡 · 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 · [𝐶𝑂𝐶𝑠]0 + 𝑉𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎 · [𝐶𝑂𝐶𝑠]0 = (𝑄𝐸𝑛𝑡 · 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 + 𝑉𝑖𝑛𝑦 + 𝑉𝐶𝑒𝑙𝑑𝑎 ) · [𝐶𝑂𝐶𝑠]𝑓

Definiendo el factor de dilución (F) como la relación entre la concentración al inicio y al final del proceso de dilución, se obtiene que:

𝐹 =[𝐶𝑂𝐶𝑠]𝑜

[𝐶𝑂𝐶𝑠]𝑓

=𝑄𝐸𝑛𝑡 · 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 + 𝑉𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎 + 𝑉𝑖𝑛𝑦

𝑄𝐸𝑛𝑡 · 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 + 𝑉𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎

= 1 +𝑉𝑖𝑛𝑦

𝑄𝐸𝑛𝑡 · 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 + 𝑉𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎

A partir de esta expresión y asumiendo los siguientes valores:

Caudal de entrada de agua a la celda a través de acuífero Qent = 200 l/día (dato experimental para la zona de ensayo)

Volumen de la celda de agua en la celda de tratamiento V celda = 46 m3 (dato experimental)

Volumen de inyección por evento Viny = 14 m3 (para el primer y segundo eventos)





Viny = 10 m3 (para el tercer evento)

Tiempo de duración del evento Tensayo = 7 días

Se obtienen valores para el factor de dilución (F) de entre:

F = 1.3 (1er y 2º eventos) y F = 1.2 (3er evento)

Esto quiere decir que la dilución podría justificar reducciones de concentración entre un 17% y 23%, muy inferiores a los obtenidos en el ensayo.

7.4. Valoración de la evolución fuera de la celda de ensayo

El fundamento de la oxidación química es la destrucción de los contaminantes y no un incremento de su concentración. Por tanto, aún en el caso en que el ensayo no fuera exitoso, lo peor que podría suceder es que las concentraciones en el acuífero y las que llegaran al río se mantendrían en el rango de las actuales. Sin embargo, se ha observado que se ha conseguido distribuir el oxidante en la celda de actuación y por lo tanto, se han reducido concentraciones que en su camino hacia la zona de descarga, que se mezclaran con el agua del acuífero en su camino hacia el río, lo que en el mejor de los casos redundaría en un efecto beneficioso adicional, reduciendo aún más la descarga de masa de los contaminantes hacia el río Gállego.

Si bien, no se esperaban efectos adversos fuera de la zona de actuación, se realizó un control en los sondeos de descarga de la capa M hacia el río Gállego, así como medidas puntuales en el propio río para valorar si llegaba oxidante hasta dichos sondeos o hasta el río. Tal como era de esperar, en ningún caso se detectaron concentraciones de persulfato ni en los sondeos ni en el río, como tampoco se observaron ni durante el ensayo ni una vez finalizado, un aumento de concentraciones en dichos sondeos. Por tanto, no se registró ninguna incidencia negativa relacionada con el ensayo piloto de oxidación en el río Gállego.

7.5. Rendimientos de reducción de la concentración.

Una vez definido el porcentaje de disminución de las concentraciones por efecto de la dilución, se ha llevado a cabo un estudio del rendimiento del proceso de oxidación a partir de la disminución observada en las concentraciones.

Los resultados obtenidos se han recogido en la Figura 45, en la que se presenta, la concentración máxima de persulfato alcanzada en cada pozo y el rendimiento de eliminación en cada evento de los principales contaminantes de interés, que están colocados según el orden de reactividad anteriormente comentado:

1. HCH (deshidrohalogenación)

2. Benceno (oxidación)

3. Clorobenceno (oxidación)

4. Diclorobencenos (oxidación)

5. Triclorobencenos (oxidación)

Este orden de reactividad, está relacionado con el estado de oxidación de las moléculas, que a su vez depende del número de cloros y dobles enlaces presente. Cuantos más cloros y dobles enlaces, más oxidada está la molécula y más difícil de oxidar es (menos reactiva).

eherrero

Resaltado

eherrero

Resaltado

eherrero

Resaltado





La excepción la marca el HCH debido a la reacción de deshidrohalogenación en medio básico característica de este compuesto (ver apartado 3.1.1).

La gama de colores seleccionada está relacionada con los porcentajes de reducción de la contaminación:

Las casillas en verde indican que para un determinado contaminante y evento, se han alcanzado rendimientos de reducción de las concentraciones asociados a procesos de oxidación (valores por encima del 23% asociado a procesos de dilución). La mayor saturación del color responde a los mayores rendimientos de reducción.

Las casillas sombreada en colores rojos indican incrementos en las concentraciones (rendimientos negativos) como consecuencia en general de la recarga de masa contaminante desde aguas arriba. No obstante, para el triclorobenceno este incremento de las concentraciones podría deberse en algún caso, a los procesos de deshidrohalogenación.

Los rangos intermedios de porcentaje presentan colores poco saturados blancos.

La abundancia de persulfato se ha presentado en diferentes tonalidades de azul.

eherrero

Resaltado





Figura 45. Rendimientos de eliminación de contaminantes

El ensayo ISCO ha presentado buenos ratios de eliminación de los contaminantes, muy por encima de los porcentajes de reducción asociados a la dilución de contaminantes (ver Apartado





7.3). Se observa asimismo que estos ratios de eliminación dependen principalmente de dos factores: la reactividad del contaminante y la presencia de concentraciones de persulfato por encima de 20 g/L, concretamente:

Los isómeros de HCH han presentado ratios de eliminación del 100% en todos los puntos de muestreo como consecuencia de los procesos de deshidrohalogenación en medio básico.

Benceno y Clorobenceno han presentado buenos ratios de eliminación (entre el 62 % y el 95%) en la zona de ensayo. Estos rendimientos mejoraron ligeramente en el tercer evento (76% al 100%), debido por una parte a que corresponde la inyección final del volumen total estimado, y por otra por el aumento de la dosis de oxidante que perseguía mitigar el efecto de la entrada continua de afección desde aguas arriba, que se realizó mediante la inclusión de puntos de inyección intermedios en la celda para complementar la distribución del oxidante en las zonas peor conectadas.

Diclorobencenos, se trata de compuestos algo más recalcitrantes, por lo que se requiere la presencia de mayores concentraciones de oxidante para lograr rendimientos de eliminación similares a los del benceno y el clorobenceno.

El triclorobenceno es el compuesto que peores rendimientos de oxidación ha presentado y requiere concentraciones de oxidante por encima de 20 g/L en toda la zona de ensayo para presentar ratios de eliminación apropiados.

El estudio confirma que los mejores ratios de eliminación se han alcanzado, tal como era de esperar, al completar la distribución del volumen total de inyección de persulfato con la tercera inyección. Por otro lado, el aumento de las concentraciones en el último evento con motivo de la interpretación en continuo del ha contribuido a alcanzar los rendimientos finales.

En cualquier caso, se observa que la entrada de carga contaminante desde aguas arriba, condiciona los rendimientos de eliminación. Este efecto se debe no solo a la entrada de contaminantes de interés, sino sobre todo, a las elevadas concentraciones de otros compuestos oxidables, que reducen la cantidad de oxidante disponible. Este efecto se observa especialmente en el punto P127 (que no corresponde a la celda) situado aguas arriba de la zona de ensayo y en los puntos mejor conectados con la red de fracturación como puede ser el caso de O2 y P146. Las particularidades de la red de fracturación presente en Bailín permiten que la entrada de carga contaminante en estos puntos sea más eficiente que en puntos situados más aguas arriba (por ejemplo O1 para el caso de O2 o bien P98 y P143 para el caso de P146).

Por último, se observa que una vez finalizado el ensayo se produce un incremento de las concentraciones en todos los puntos como consecuencia de la recarga de masa contaminante, que es más evidente inicialmente en los pozos mejor conectados.

7.6. Balance de masas durante el proceso de oxidación

Se ha llevado a cabo una estimación de la masa de contaminantes eliminada durante el ensayo piloto ISCO, mediante un balance de masas del proceso, similar al realizado en el apartado 7.3 pero en este caso teniendo en cuenta además todos los procesos identificados en el ensayo:

Dilución, que no elimina masa contaminante pero que debe ser tenida en cuenta para los cálculos.

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Deshidrohalogenación y Oxidación que son los mecanismos responsables de la eliminación de los contaminantes (mayoritariamente la oxidación).

La Figura 46 esquematiza el balance de masas y presenta los cálculos realizados para definir masa contaminante eliminada6.

Figura 46. Balance de masa durante los procesos de oxidación

La formulación de entradas y salidas es idéntica a la utilizada en el apartado del cálculo de la dilución, obteniéndose la expresión final de:

(𝑄𝐸𝑛𝑡 · 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 + 𝑉𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎) · [𝐶𝑂𝐶𝑠]0 = (𝑄𝐸𝑛𝑡 · 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 + 𝑉𝑖𝑛𝑦 + 𝑉𝐶𝑒𝑙𝑑𝑎 ) · [𝐶𝑂𝐶𝑠]𝑓 + 𝑀𝑜𝑥𝑖𝑑

Por tanto, la masa de contaminantes oxidados (Moxid) se puede calcular a partir de la siguiente expresión:

𝑀𝑜𝑥𝑖𝑑 = (𝑄𝐸𝑛𝑡 · 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 + 𝑉𝑐𝑒𝑙𝑑𝑎 ) · [𝐶𝑂𝐶𝑠]0 − (𝑄𝐸𝑛𝑡 · 𝑇𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜 + 𝑉𝑖𝑛𝑦 + 𝑉𝐶𝑒𝑙𝑑𝑎 ) · [𝐶𝑂𝐶𝑠]𝑓

Los valores utilizados para estos parámetros son:

Caudal de entrada de agua a la celda a través de acuífero Qent = 200 l/día (dato experimental para la zona de ensayo).

Volumen de la celda de agua en la celda de tratamiento V celda = 46 m3 (dato experimental).

Volumen de inyección por evento Viny = 14 m3 (para el primer y segundo eventos)

Viny = 10 m3 (para el tercer evento) 6 Es necesario tener en cuenta que únicamente se ha tenido en cuenta los contaminantes de interés (isómeros de HCH, benceno, clorobenceno, diclorobencenos y triclorobencenos), pero no otros contaminantes presentes en concentraciones más reducidas (clorofenoles, etenos clorados, etc.), ni el resto de compuesto oxidables de baja relevancia ambiental aunque elevada concentración (alcoholes y ácidos grasos).





Tiempo de duración del evento Tensayo = 7 días

Concentración inicial del conjunto de contaminantes al inicio del proceso [COCs] 0, calculado a partir de las analíticas pre-ensayo: [COCs]0 = 117.000 µg/L

Para el caso de la concentración final post-tratamiento [COCs] f, se ha partido de dos supuestos:

o Un supuesto más optimista en el que se utilizado para cada contaminante la concentración mínima post-ensayo de entre todos puntos de monitorización:

[COC]f = 500 µg/L

o Un supuesto más pesimista en el que se ha calculado la concentración promedio de cada contaminante en toda la celda de ensayo:

[COC]f = 8.700 µg/L

A partir de estos datos se estimado que el ensayo piloto ISCO ha contribuido a eliminar una masa total contaminante de entre 5,5 kg y 6,3 kg. Estos resultados implican una cantidad muy relevante de eliminación de masa. De acuerdo con el estudios detallados de Descarga de Masa llevados a cabo como parte del programa de seguimiento hidrogeológico del vertedero de Bailín7, se ha calculado que la descarga de masa total de contaminantes que circula en la zona del ensayo estaría en un rango de entre 1,15 – 2,9 Kg/año.

A la vista de estos resultados, se puede estimar que durante el ensayo de oxidación química se habría eliminado en el caso más desfavorable, el equivalente de la masa total de contaminante que circula por esta parte del emplazamiento durante un periodo comprendido entre 2 y 5 años (en función del rango de los datos utilizados).

8. CONCLUSIONES

Con la ejecución del ensayo piloto de oxidación química in situ (ISCO), se pone fin a varios años de trabajo continuado desde que los prometedores resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio de 2010. En estos dos últimos años, en el marco del proyecto LIFE DISCOVERED 12/ENV/ES/700761, se han sentado las base iniciales del diseño del ensayo piloto8, que se ha ido refinado y adaptando según se disponía de información adicional de la zona de ensayo 9.

A continuación se resumen las principales conclusiones del ensayo piloto de oxidacion química (ISCO) realizado en la zona de tratamiento seleccionada:

Se ha conseguido implementar correctamente en campo el ensayo piloto de oxidación química, operando adecuadamente los equipos de mezcla e inyección y resolviendo incidencias sin comprometer la ejecución del ensayo.

7 Informes f inales del “Seguimiento hidrogeológico de Bailín, Sabiñánigo, (Huesca). Año 2015”. 8 Informes iniciales LIFE DISCOV ERED 12/ENV/ES 700761 “Diagnosis del área objetivo”, “Características de la celda de recirculación” y “Diseño del ensayo Piloto” del año 2014. 9 Informe final previo ensayo piloto LIFE DISCOV ERED 12/ENV/ES 700761 ““Asistencia técnica para la ejecución y supervisión de los ensayos de inyección y bombeo y trazadores y trabajos anexos” 2015.

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Se han calculado y ajustado las dosificaciones del oxidante a las necesidades requeridas en cada evento de inyección en consonacia al análisis e integración en continuo de los datos tomados durante la evolucion del ensayo.

Para poder ejecutar los trabajos de campo con la calidad y la seguridad requerida, se ha dispuesto de un equipo multidisciplinar de 4 personas, con especialistas en química e hidrogeología, ademas de un técnico de mantenimiento para realizar los ajustes y limpiezas de los equipos. Se ha precisado además apoyo puntual de personal adicional para poder completar la carga de trabajo de algunas jornadas, en particular durante los eventos de inyección y seguimiento posterior.

Se han expuesto las incidencias técnicas operativas relacionadas con los equipos que formaban parte de la planta de mezcla e inyección y se han comentado los ajustes y aspectos a mejorar. Gracias a una rapida gestión de los incidentes operativos se ha conseguido gestionar las incidencias sin comprometer el desarrolo del ensayo

Los ensayos hidraúlicos de 2015 que sirvieron para planificar el número de eventos de inyeccion y los volumenes a infiltar, han resultado muy valiosos y apenas han variado en el ensayo piloto. No obstante, durante el desarrollo del ensayo ha sido necesario aplicar el profundo conocimiento del modelo conceptual del acuífero fracturado de Bailín, para ajustar la correcta distribución del oxidante en la compleja red de fracturación de la zona de tratamiento.

Las rápidas cinéticas de reacción y la entrada a la celda de tratamiento desde aguas arriba de compuestos oxidables en continuo, han sido los principales condicionantes que controlan el tiempo de residencia y la capacidad del persulfato para destruir los contaminates dentro de la celda.

Las altas concentraciones de compuestos sin relevancia ambiental presentes en el agua subterraneas de Bailín como son los alcoholes y ácidos grasos, constituyen los mayores consumidores de oxidante, siendo necesarias elevadas dosificaciones para poder llegar a oxidar también los compuestos contaminates e interés. Ademas, la presencia de micropartículas, solidos en suspensión y coloides también contribuyen a las rápidas cinéticas de reacción y al consumo de oxidante.

Se ha conseguido completar un modelo conceptual detallado en base a la integración de los distintos datos recopilados, facilitando la comprensión cualitativa de la evolucion del ensayo en la celda de tratamiento y en las zonas de control exteriores.

Se han evaluado los rendimientos del ensayo ISCO en términos de reducción de la concentración de los distintos contaminates de interés y en términos de eliminación neta de la contaminación considerando la concentración molar.

Se ha demostrado que las disminuciones alcanzadas están muy por encima de los porcentajes de disminución de concentraciones asociados a la dilución de contaminantes.

o Los isómeros de HCH han presentado ratios de eliminación próximos al 100% en todos los sondeos ubicados en la celda de tratamiento, como consecuencia de los procesos de deshidrohalogenación en medio básico. Los subproductos

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de la reacción, como los triclorobencenos, presentan distintos rendimientos de oxidación en función de la ubicación del sondeo dentro de la celda. Los mejores resultados en P98 y P143, son del orden del 90% y en algunos sondeos donde el persulfato se consume rápidamente, como en O2, y no llega a producirse su oxidación completa y por tanto se observan incrementos sobre la concentración base. En cualquier caso, la suma de diclorobencenos y triclorobencenos representa aproximadamente tan solo un 10% del total de los compuestos de interés; además desde el punto de vista de la toxicidad, estos compuesto son menos tóxicos que compuestos mayoritarios como el benceno y el HCH.

o Para conseguir mayores rendimientos en la oxidación de estos compuestos más recalcitrantes, sería necesario mantener las concentraciones por encima de los 20 g/l de persulfato durante más tiempo. Aunque por los resultados del ensayo, es tarea difícil por el rápido consumo del mismo. Para solventar este problema, podría considerarse realizar pequeñas inyecciones adicionales distribuidas en la celda para mantener concentraciones superiores a 20 g/l. Estas inyecciones se realizarían una vez finalizada la fase de inyección principal.

o En el caso del benceno y clorobenceno, se observa que las mayores reducciones corresponden a los sondeos centrales P98 y P143, con un rendimiento superior al 97%, mientras que en los sondeos de la parte alta de la celda, influenciados por el aporte de afección exterior, los rendimientos se sitúan en torno al 95% para el benceno y 80% para el clorobenceno.

o Se han conseguidos rendimientos satisfactorios en los compuestos contaminantes de interés, benceno, clorobenceno y HCH, que representan el 90 % del total de los contaminantes orgánicos, a pesar de la rápida cinética de reacción liderada por el aporte de los compuestos matriz (sin interés ambiental) y el aporte de partículas y coloides que condiciona que el oxidante actué solamente sobre los compuestos contaminantes objetivo.

Se ha realizado un balance de masas para valorar la masa total de contaminante

eliminada por el ensayo piloto ISCO, resultando que el ensayo ha contribuido a eliminar en apenas un mes entre 5.5 kg y 6.3 kg de contaminantes. Si se compara esta masa eliminada con los datos de Descarga de Masa (g/año) disponibles a partir de los estudios detallados del seguimiento hidrogeológico de Bailín para esta zona de ensayo, el ensayo de oxidación química habría eliminado en el caso más desfavorable, el equivalente de la masa total de contaminante que circula por esta parte del emplazamiento durante un periodo comprendido entre 2 y 5 años.

Por último, los muestreos de control realizados durante el ensayo en los sondeos de la zona de descarga hacia el río Gállego y los muestreos puntuales en el río con los kit de persulfato, han permitido comprobar que el oxidante no llega oxidante al río. Además las concentraciones en los sondeos adyacentes al río Gállego, mantuvieron los valores habituales durante y después del ensayo con registros entorno a los mínimos históricos.

A la vista de los resultados obtenidos, se puede considerar que el ensayo piloto de oxidacion química ejecutado en la zona de emergencia de la capa M ha sido satisfactorio.

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Sin embargo, cabe señalar que la zona de ensayo seleccionada se eligió por su representatividad en la afeccion de la pluma en fase disuelta, pero tambien porque se conseguian acotar muchas de las incertidumbres asociadas a la presencia de fase libre y la conexion entre capas geológicas. De este modo se conseguía enfocar el ensayo para resolver el principal objetivo de valorar si los resultados observados en el laboratorio tambien se podían reproducir en campo.

La potencial implantación a mayor escala introduce muchas más variables e incertidumbres que no permiten hacer un traslado directo de los parámetros del ensayo piloto realizados en la zona de emergencia de la capa M a la totalidad del emplazamiento. En cualquier caso, el conocimiento adquirido durante el ensayo es de gran utilidad para plantear y diseñar este tipo de actuación a mayor escala, ya que se ha adquirido una relevante experiencia práctica de cómo reacciona el oxidante en el acuífero de Bailín y los factores que compromenten su rendimiento. Además, se ha comprobado cómo la posibilidad de ajustar los parametros del ensayo, la distribución de las inyecciones y las dosificaciones resulta completamente necesario para lograr los objetivos de la oxidacion química.

Las diferencias entre la zona del ensayo piloto y una potencial aplicación en el foco del vertedero y el acuífero adyacente son muy significativas en relación a la litología (alternacia de multiples capas con distintos grados de fracturación), a la presencia de DNAPL en fracturas y sondeos y a la conexión entre capas favorecida por la menor profundidad del nivel del agua en la zona de foco. Éstas representarían las principales incertidumbres añadidas sobre las contempladas en este ensayo piloto.

Uno de los mayores desafios a tratar en la potencial aplicación a gran escala, está relacionado con el consumo de oxidante en presencia de la fase densa residual. Dicho desafio es necesario afrontarlo, tanto desde el punto de vista químico, con un probable consumo mayor de oxidante, como hidrogeológico en el que no solo se trata de poner en contacto el oxidante con el contaminate, sino que en el caso de la fase densa se deberá mantener el tiempo necesario para ir oxidandola.

En el Anexo G se presenta una primera aproximación de propuesta de actuación a mayor escala en las zonas de foco donde se produce el mayor flujo másico de contaminantes. En cualquier caso, para la potencial aplicacion a gran escala, sera necesario realizar un proyecto específcio y detallado de las nuevas zonas a tratar.

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Diciembre 2016 Anex os

Anexo A. Reportaje fotográfico





Anexo B. Figuras y planos





Anexo C. Protocolos de

seguridad





Anexo D. Datos de campo





Anexo E. Gráficas de evolución





Anexo F. Boletines Analíticos





Anexo G. Propuesta preliminar

de la aplicación a gran escala

de la técnica de oxidación

química in situ (ISCO)

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ASISTENCIA TÉCNICA PARA LA EJECUCIÓN DE LOS TRABAJOS Y ...lifediscovered.es/content/cats/62/B1ISCO2016finalesp.pdf · trabajos y supervisiÓn experta del ensayo de inyecciÓn y