Cabrera Canales

TESIS PROFESIONAL

Que presenta

ngel David Cabrera Canales

Para obtener el ttulo de Ingeniero Qumico Industrial

Director de tesis:

M. en C. Jos Trinidad Avila Salazar

Mxico, Distrito Federal

Octubre de 2008

INSTITUTO POLITCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA QUMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

Aplicacin del Dodecil Bencen Sulfonato de Sodio (DBSS) en la remocin del tolueno

en un medio poroso

1RESUMEN

El esfuerzo y la dedicacin que he puesto en esta tesis, va con mucho cario a mi familia que me apoyo durante todos estos aos.

2 RESUMEN

3RESUMEN

Agradecimientos

"La gratitud en silencio no sirve a nadie" Gladys Bronwyn Stern

En primer lugar quiero agradecer a mis padres, Odilona Canales Miranda y Pedro Cabrera Salinas, por que gracias a su cario, gua y apoyo he llegado a realizar uno de mis anhelos ms grandes de mi vida. Gracias por sus palabras de aliento en apoyo a mi dedicacin y esfuerzo por lo cual les vivir eternamente agradecido. A mis hermanos, Daniela Cabrera Canales, Jos Antonio Cabrera Canales y Marco Antonio Cabrera Canales por el apoyo recibido durante mi formacin profesional. A mi Director de tesis, el M. en C. Jos Trinidad vila Salazar que ha sido, para m, un gran profesor y un amigo, por haberme permitido aprender tantas cosas, por su paciencia, sus consejos, su confianza y su ayuda en este trabajo. A la Ing. Rosa Maria Peralta Huitrado y al Ing. Manuel Martnez Hernndez por su tiempo y asesora en la correccin y mejora de esta tesis. Finalmente debo un agradecimiento al Instituto Politcnico Nacional y a la Escuela Superior de Ingeniera Qumica e Industrias Extractivas, compaeros y profesores que participaron en mi desarrollo profesional durante mi carrera, sin su ayuda y conocimientos no estara donde me encuentro ahora. Gracias a todos ellos. Y a todas aquellas personas que de una u otra forma que directa e indirectamente me ayudaron a lograr este triunfo profesional. Gracias!

ngel David Cabrera Canales

15RESUMEN

Contenido

Pg. Resumen..................XIII Introduccin.........................................................................................................................XV CAPTULO 1.- GENERALIDADES DEL TOLUENO.........1 1.1. Qu es el tolueno?......................................................................................... 1.2. Produccin del tolueno en Mxico................................................................... 1.3. Aplicaciones del tolueno 1.4. Toxicidad del tolueno. 1.4.1. En el cuerpo humano. 1.4.2. En el medio ambiente 1.5. Reactividad e incompatibilidad del tolueno... 1.6. Efecto del tolueno en el medio ambiente.. 1.7. Exposicin del ser humano al tolueno 1.8. Inhalacin y eliminacin del tolueno del cuerpo.............................................. 1.9. Normatividad mexicana del tolueno en materia ecolgica, de salud y seguridad ocupacional, transporte y sanitaria.. 1.9.1. Normatividad aplicable en materia ambiental... 1.9.2. Normatividad aplicable en materia de seguridad y salud ocupacional 1.9.3. Normatividad nacional aplicable en materia de transporte. 1.9.4. Normatividad nacional aplicable en materia de salud. 1.9.5. Normatividad nacional aplicable en materia de armas de fuego y explosivos CAPTULO 2.- TECNOLOGAS EMPLEADAS PARA LA REMEDIACIN DE SUELOS CONTAMINADOS...23 2.1. Datos requeridos para la remediacin de suelos contaminados.................... 2.1.1. Caracterizacin del contaminante.. 2.1.2. Caracterizacin del suelo. 2.2. Factores que inciden en la eficiencia de una tecnologa de remediacin 2.3. Clasificacin de tecnologas de remediacin... 2.3.1. Tecnologas de remediacin biolgicas (biorremediacin). 2.3.1a. Tecnologas biolgicas in situ................................................... 2.3.1b. Tecnologas biolgicas ex situ 2.3.1c. Fitorremediacin 2.3.2. Tecnologas de remediacin fisicoqumicas. 2.3.2a. Tratamiento qumico..............

2.3.2b. Separacin fsica. 2.3.3 Tecnologas de remediacin trmicas 2.3.4. Trenes de tratamiento..

2 5 6 9 9

11 12 14 15 16

17 17

17 19 21

22

24 24 27 28 29 31 32 34 36 36 40 41 41 44

XII CONTENIDO

2.4. Tecnologas de remediacin utilizadas en Mxico 2.4.1. Tecnologas de tratamiento para compuestos orgnicos voltiles.. 2.4.2. Tecnologas de tratamiento para compuestos orgnicos semivoltiles.. 2.4.3. Tecnologas de tratamiento para cidos y bases...

CAPTULO 3.- DESARROLLO EXPERIMENTAL..49 3.1. Materiales. 3.2. Suelo.. 3.3. Solucin de enjuague (Solucin acuosa de Dodecil Bencen Sulfonato de Sodio).. 3.3.1. Determinacin de la tensin superficial de la solucin de Dodecil Bencen Sulfonato de Sodio (DBSS).. 3.4 Instalacin experimental. 3.5 Procedimiento experimental.. CAPTULO 4.- DISCUSIN DE RESULTADOS.....55 4.1. Seleccin de la tecnologa de depuracin.. 4.1.1. Comportamiento del tolueno en el suelo. 4.1.2. Caracterizacin del suelo... 4.1.3. Caracterizacin del tolueno... 4.1.4. Tcnica de saneamiento empleada. 4.2. Seleccin del surfactante empleado (DBSS). 4.2.1. La CMC y la estructura molecular del DBSS.. 4.2.2. Determinacin de la CMC del DBSS en solucin acuosa.... 4.2.3. Micelas y su estructura... 4.2.4. Emulsin 4.3. Temperatura de solubilidad de la solucin agua-DBSS.. 4.4. Concentracin adecuada de la solucin agua-DBSS... 4.5. Electrolitos en la solucin agua-DBSS.... Conclusiones... Bibliografa Anexos

44

45

46 47

50 50

50

51 52 52

56 56 57 58 58 59 61 61 63 65 67 68 70

71 85 91

1RESUMEN

Resumen En Mxico existen extensas reas contaminadas con hidrocarburos del petrleo debido principalmente a derrames, as como a las actividades propias de la industria petrolera. Este tipo de compuestos, se acumulan en ecosistemas marinos y en suelos, siendo responsables de su deterioro. Por lo cual hoy en da una de las preocupaciones de las autoridades ambientales es el desarrollo de tecnologas eficientes y econmicamente factibles que permitan la eliminacin de este tipo de contaminantes. El tolueno es un hidrocarburo aromtico txico derivado del petrleo, lquido, incoloro, transparente con un olor caracterstico (agradable) e inflamable, poco soluble en agua, se usa ampliamente en varias industrias y se encuentra en gasolinas como antidetonante. En Mxico no se ha llevado a cabo ninguna restauracin de sitios contaminados con tolueno por su alta volatilidad. Sin embargo, todos aquellos sitios que han sido afectados a consecuencia de un derrame de gasolinas, implica necesariamente la limpieza del tolueno. Debido a que el empleo de surfactantes es una tcnica de bajo costo comparada con otras, se emple el enjuague en suelo in situ para remover el Tolueno del suelo, el fundamento de esta tecnologa, es inyectar en el suelo contaminado una solucin de surfactante para depurarlo. La presente tesis describe los resultados alcanzados durante la investigacin acerca del saneamiento del Tolueno en un suelo de textura arenosa aplicando la tcnica antes mencionada, con el fin de eliminar y/o reducir la concentracin de los hidrocarburos presentes en el suelo, evitando de esta forma que stos puedan migrar a otros ambientes, como por ejemplo al aire (va volatilizacin), o a mantos freticos, representando un riesgo adicional por el uso de este recurso, como fuente de abastecimiento en reas rurales y urbanas, y al mismo tiempo efectuar una contribucin al estudio de la restauracin de sitios contaminados con gasolinas. En este trabajo se llevo a cabo la extraccin de Tolueno del suelo con distintas concentraciones de Dodecil Bencen Sulfonato de Sodio (surfactante aninico sinttico biodegradable) en solucin acuosa, empleando para ello un suelo de textura arenosa contaminado con Tolueno (111.75 mg Tolueno / g suelo). El proceso se realiz con los siguientes pasos:

Caracterizacin fisicoqumica del suelo y del Tolueno que permiti establecer las condiciones de tratamiento.

Determinacin de la Concentracin Micelar Critica (CMC) de la solucin de surfactante, con objeto de saber a que concentracin las molculas de stos se organizan en micelas para facilitar el proceso.

Identificacin de la temperatura de disolucin apropiada de la mezcla de enjuague que provoc la movilidad y solubilidad del Tolueno en el suelo, y con la temperatura encontrada se investigo la concentracin de surfactante que permiti la mejor remocin del Tolueno del suelo.

Adicin de sal (electrolito) en la solucin de enjuague apropiada, buscando una mayor eficiencia de la solucin qumica.

XIV RESUMEN

Los experimentos se llevaron a cabo a presin ambiente y se encontr que el surfactante aninico Dodecil Bencen Sulfonato de Sodio (DBSS) en solucin acuosa al 1.5% y a una temperatura de 60 C, present la mayor remocin del Tolueno, por tanto el empleo de DBSS en solucin, resulta una alternativa econmica y sencilla para favorecer la eliminacin de hidrocarburos aromticos en suelos arenosos.

Finalmente, la utilizacin de sal (NaCl) en la solucin de surfactante no tuvo resultados favorables en este proyecto, ya que no se pudo infiltrar en el suelo, sin embargo, se ha reportado que la sal reduce la CMC de los surfactantes inicos y mejora la solubilidad de los hidrocarburos del petrleo.

17INTRODUCCIN

Introduccin El suelo constituye la capa superficial del manto, cuya profundidad es variable. Est compuesto por partculas minerales, organismos vivos, materia orgnica, agua y sales. La mayora de los componentes provienen de la meteorizacin de rocas, descomposicin de restos vegetales, y la accin de microorganismos descomponedores. El suelo constituye uno de los recursos naturales ms importantes; sin l, la vida vegetal en la superficie terrea no existira y, en consecuencia, no se produciran alimentos para la vida animal ni para el individuo. El suelo es un medio muy complejo, compuesto de tres fases principales; la slida (50 %); la lquida, y la gaseosa (entre las dos ltimas 50%) que esta dispuesta en diferentes formas, tanto como macroscpico, como en el mbito microscpico, para formar cientos de diferentes tipos de suelos conocidos en el mundo (arenas, limos y arcillosos principalmente). El suelo es uno de los elementos fundamentales del medio ambiente, y tampoco est libre del problema de la contaminacin. El acelerado incremento en la poblacin mundial, ha dado como resultado la demanda de mayores cantidades de combustibles fsiles (hidrocarburos). Aunque muchos de estos compuestos se utilizan para generar energa, un alto porcentaje se libera al ambiente, por cuestiones de extraccin, refinado, transporte y almacenamiento, lo cual representa un riesgo potencial para los ecosistemas. Aunado a lo anterior, durante los aos 50s y 60s, se instalaron a nivel mundial cientos de miles de tanques para el almacenamiento de productos del petrleo y qumicos peligrosos. Muchos de ellos, se abandonaron o excedieron su vida til, por lo que hoy en da representan una fuente de contaminacin de suelos, acuferos, ros, lagos y mares. La contaminacin de suelos con hidrocarburos de petrleo en Mxico es un problema que se ha vuelto muy comn en nuestros das, debido principalmente a derrames, as como a las actividades propias de la industria petrolera. Algunos suelos contaminados, principalmente en el sureste de Mxico, contienen concentraciones de hidrocarburos hasta de 450,000 mg/Kg. Por dichas razones, una de las preocupaciones de las autoridades ambientales es el desarrollo de tecnologas eficientes y econmicamente factibles que permitan la eliminacin de este tipo de contaminantes. Para la restauracin de suelos contaminados con hidrocarburos, se aplican tecnologas con el propsito de eliminarlos o reducirlos a niveles de concentracin que se encuentren por debajo de los lmites establecidos en la Norma Oficial Mexicana NOM-EM-138-SEMARNAT-2002, la cual establece los lmites mximos permisibles de contaminacin en suelos contaminados con hidrocarburos, as como la caracterizacin del sitio y procedimientos para su restauracin. El saneamiento del sitio se puede lograr a travs de diversos procedimientos, como son la aplicacin de mtodos fsicos, qumicos y biolgicos (o combinaciones de ellas), ningn mtodo es mejor que otro, ya que su aplicacin depende de la naturaleza del contaminante, su estado fsico, concentracin, tipo de suelo, espacio fsico disponible, tiempo destinado para su tratamiento, as como de los recursos econmicos disponibles. Previa a la aplicacin de la tecnologa es necesario la realizacin de un diagnstico de la contaminacin del suelo, con el fin de conocer el tipo, concentracin y distribucin de los contaminantes presentes, as como el volumen de suelo a tratar, las condiciones climticas de la zona, y caractersticas fsicas del lugar (vas de acceso y servicios, entre otros).

XVI INTRODUCCIN

De acuerdo con informacin proporcionada por la Procuradura Federal de Proteccin al Ambiente (PROFEPA), a la fecha no se ha llevado a cabo en Mxico ninguna restauracin de sitios especficamente contaminados con tolueno, esto como resultado de una liberacin al ambiente. No obstante lo anterior, todos aquellos sitios que han sido afectados a consecuencia de un derrame de gasolinas, su restauracin se basa en el cumplimiento de criterios de limpieza previamente establecidos para los hidrocarburos totales de petrleo (HTPs), benceno, tolueno y xilenos. Por lo antes mencionado, la restauracin de sitios contaminados con gasolinas, implica necesariamente la limpieza del tolueno. Con base en lo anterior, el objetivo del presente estudio fue aplicar la tecnologa enjuague de suelos in situ, para evaluar el efecto de diferentes soluciones de surfactante a un suelo de estructura arenosa contaminado con Tolueno, el surfactante empleado fue Dodecil Bencen Sulfonato de Sodio (DBSS). Por tal motivo el presente estudio esta constituido bsicamente por cuatro captulos; en el captulo 1, se describe todo lo relacionado al Tolueno; en el captulo 2, se plantea las bases tericas de los tratamientos, tecnologas y estrategias utilizadas para la remediacin de suelos; posteriormente, en el captulo 3, se introduce al trabajo de investigacin, con base en estudios previos relacionados; y Finalmente, en el captulo 4, se detallan y se discuten los resultados obtenidos durante la experimentacin y se plantean algunas conclusiones, as como recomendaciones basadas en dichos resultados.

1CAPTULO 1

En la actualidad no existe ningn mecanismo sistemtico para la recoleccin de informacin relativa a los sitios potencialmente contaminados por tolueno en Mxico, por lo cual la Procuradura Federal de Proteccin al Ambiente (PROFEPA) se ha dado a la tarea de promover estudios para contar con un diagnstico nacional en la materia. Por ahora la mayor parte de la informacin acerca de estos sitios ha sido obtenida a travs de la actividad de verificacin o de auditoras ambientales que realiza o promueve la Profepa55]. La Agencia de Proteccin del Medio Ambiente de EE. UU. (EPA, por sus siglas en ingls) identifica los sitios de desechos peligrosos ms serios en la nacin. Estos sitios constituyen la Lista de Prioridades Nacionales (NPL, por sus siglas en ingls) y son los sitios designados para limpieza a largo plazo por parte del gobierno federal. El tolueno se ha encontrado en por lo menos 959 de los 1,591 sitios actualmente en la NPL o que formaron parte de la NPL en el pasado. Sin embargo, el nmero total de sitios de la NPL en los que se ha buscado este compuesto no se conoce. A medida que se evalan ms sitios, el nmero de sitios en que se encuentre el tolueno puede aumentar2]. La fuga o derrame de tolueno, constituye un serio riesgo para la salud de la poblacin y el ambiente en virtud de ser una sustancia toxica e inflamable.

2 GENERALIDADES DEL TOLUENO

1.1 Qu es el tolueno?

El tolueno tambin conocido como metil benceno, Fenilmetano o Toluol es un hidrocarburo derivado del petrleo lquido incoloro transparente con un olor caracterstico (agradable) e inflamable, poco soluble en agua, pero miscible en la mayora de los disolventes orgnicos y en los aceites minerales, vegetales o animales, sus vapores son ms pesados que el aire y forman mezclas explosivas2,28].

Su nombre deriva del blsamo del rbol Myroxylon balsamum (Blsamo Tolu o blsamo de Per) del cual Henri Etienne Sainte-Claire Deville lo obtuvo por primera vez en 1844 mediante destilacin seca28].

H

H

H

CH3

H

H

Denominaciones

N UN: 1294 Tolueno N CAS: 108-88-3 Nombre registrado: Tolueno Nombre qumico: Tolueno Sinnimos/nombres comerciales: Metilbenceno, Fenilmetano, Metacida Nombre qumico (alemn): Toluol, Methylbenzol, Toluen Nombre qumico (francs): Tolune, methylbenzne Nombre qumico (ingls): Toluene

Figura 1.1 Estructura molecular del tolueno.

El tolueno ocurre naturalmente en el petrleo crudo y en el rbol Tol. Es producido en el proceso de manufactura de la gasolina y de otros combustibles a partir del petrleo crudo, en la manufactura de coque a partir del carbn y como subproducto en la manufactura del estireno2].

Se desecha en sitios de residuos peligrosos como solvente usado o en vertederos, en donde se encuentra como restos de pinturas, diluyentes de pinturas y barniz para las uas2].

Se detecta el olor del tolueno en el aire cuando su concentracin es 8 partes de tolueno por un milln de partes de aire (ppm), y su sabor en el agua cuando la concentracin es 0.04 a 1 ppm2].

Su punto de inflamacin es de 4 C (temperatura a partir de la cual hay bastante vapor como para poder inflamar el lquido) y el punto de ignicin es de 535 C. En mezclas con el aire los vapores son explosivos en el rango de 1,2 - 7 %. Su viscosidad dinmica es de 0,6 mPas. Por lo tanto es menos viscoso que el agua28]. Otras propiedades del tolueno se muestran en la tabla 1.1.

3CAPTULO 1

Tabla 1.1 Propiedades fisicoqumicas del tolueno54].

Apariencia: Lquido

Estado fsico en el que

comnmente se

transporta:

Lquido

Estado fsico

(15C y 1 atm): Lquido

Olor: Dulce, pungente parecido al del benceno

Color: Incoloro

Peso molecular: 92.13 g/mol

Punto de fusin: -95.0 a -94.5 C

Punto de ebullicin: 110.6 C

Densidad/Gravedad

especfica (lquido): 0.8661 a 20 C/4 C

Densidad (vapor): 3.14 (aire = 1)

Presin de vapor: 4.89 kPa a 30 C

Solubilidad en agua: 0.067 % (peso/peso) a 23.5 C

Miscible con alcohol, cloroformo, ter, acetona Solubilidad en solventes:

cido actico glacial y disulfuro de carbono.

Tensin superficial: 29.0 dinas/cm a 20 C

Viscosidad: 0.590 cP a 20 C

Potencial ionizacin: 8.882 eV

ndice de refraccin: 1.497 a 20 C

Temperatura crtica: 318.6 C

Presin crtica: 4,10876 kPa

Calor latente de

vaporizacin : 86.1 cal/g

Constante de Henry: 0.00674 atm-m3/mol a 25 C

Coeficiente de particin

Octanol/Agua: log Kow = 2.69

Coeficiente de particin

carbono orgnico: log Koc = 2.18

Coeficiente de difusin: 0.088 cm2/sec a 30 C


Entalpa estndar de

formacin (lquido): 12.4 kJ/mol a 100 kPa y 298.15 K

Entalpa estndar de

formacin (gas): 50.4 kJ/mol a 100 kPa y 298.15 K

Capacidad calorfica: 157.3 J/mol K a presin constante a 298.15 K

Entalpa molar estndar 3,910.3 kJ/mol (M = 92.141 g/mol)

de combustin (lquido): a 298.15 K (25 C).

Entalpa molar estndar 3,948.3 kJ/mol (M = 92.141 g/mol)

de combustin (gas): a 298.15 K (25 C).

Entalpa molar de fusin: 6.85 kJ/mol a -94.99 C (punto normal de fusin)

Comportamiento en agua: Por ser ms ligero que el agua tiende a flotar en la superficie y a no mezclarse. No reacciona con el agua.

Comportamiento en el aire: Sus vapores forman mezclas explosivas con el aire y son ms pesados que ste. Inflamabilidad: Lquido inflamable

Flash point: 4.44 C

Lmite inferior de

explosividad: 1.1 %

Lmite superior de

explosividad: 7.1 %

Temperatura de ignicin: 536 C

Tasa de quemado: 5.7 mm/min

Calor de combustin: - 9,686 cal/g

Productos de combustin: Dixido de carbono y agua.

Sus vapores pueden viajar hasta una fuente de Flashback:

ignicin y retornar encendidos.

Sus vapores pueden formar mezclas explosivas Explosividad:

con el aire.

Riesgo de ignicin por Pueden acumular electricidad esttica y causar

electricidad: la ignicin de sus vapores.

(Continuacin).

5CAPTULO 1

1.2 Produccin del tolueno en Mxico.

El tolueno es producido por PEMEX en su complejo Petroqumico La Cangrejera (nica planta del pas que lo produce) mediante plantas fraccionadoras de aromticos y procesos de destilacin a partir de cargas provenientes de otras plantas de aromticos54] (Figura 1.2). El tolueno se comercializa en un 99.99 % grado Nitracin y 98% grado Industrial con una composicin de 91.25% de Carbono (C) y 8.75% de Hidrogeno (H), y es transportado en Mxico desde el Complejo Petroqumico La Cangrejera hasta sus consumidores (Mxico, D. F., y Tlanepantla, Edo. De Mxico, principalmente), nicamente por carretera, mediante el empleo de autotanques54] (Figura 1.4). Los autotanques empleados para el transporte de tolueno clasificados como no presurizados, deben cumplir con la NOM-020-SCT2/1995, relativa a los requerimientos para el diseo y construccin de autotanques destinados al transporte de materiales y residuos peligrosos, especificaciones SCT 306 (Figura 1.3), SCT 307 y SCT 312. Las presiones de diseo de stos no exceden 2 psi (14 kPa)54].

Figura 1.3 Autotanque Especificacin SCT 306 (DOT 406/MC-306) para transporte de Tolueno.

Figura 1.2 Fraccionadora de Aromticos del Complejo Petroqumico La Cangrejera de PEMEX.

Vista Posterior

Vista Lateral

Figura 1.4 Autotanque de Acero Inoxidable para transporte de Tolueno.


Tabla 1.2 Especificaciones del Tolueno Producido por PEMEX54].

Prueba

Unidades Mtodo Especificacin

Apariencia Visual

Lquido claro libre de sedimentos o

nebulosidad, observado de

18.3 a 25.6 C Densidad relativa ASTM D 4052 0.869 a 0.873

Rango de destilacin a 760

mm de Hg C ASTM D 850

1.0 C mx. incluyendo la temperatura

110.6 C Color Pt-Co ASTM D 1209 20 mx.

Color lavado cido ASTM D 848 2.0 mx. Acidez mg NaOH/100 ml ASTM D 847 No detectada

Compuestos de azufre (H2S, SO2)

ASTM D 853 No detectada

Corrosin placa de cobre ASTM D 849 Pasa (1A, 1B)

No aromticos ppm peso ASTM D 2360 1500 mx.

1.3 Aplicaciones del tolueno.

El tolueno constituye un importante componente de las gasolinas. Sin embargo, la mayor parte se desalquila para obtener benceno. Aproximadamente el 15% se destina a sntesis qumica y una elevada proporcin se utiliza tambin como disolvente, como se muestra en la figura 1.5.

a) Desalquilacin. El benceno se obtiene a partir de tolueno por medio del proceso de

desalquilacin. Este uso del tolueno es muy sensible a la demanda de benceno, pues es ms costoso que la purificacin de ste de las corrientes reformadas56].

Figura 1.5 Distribucin porcentual de los usos del tolueno.

CH3

H2

600 C 800 C + CH4

Tolueno Benceno + Metano

7CAPTULO 1

b) Solventes. El Tolueno se emplea como solvente en pinturas, recubrimientos, barniz para uas, tintas grficas, curtido de cueros, cemento de contacto, gomas, thinners, resinas alquidicas y fenlicas, la mayora de aceites, hule, vinil organosoles y diluente en lacas de nitrocelulosa. Tambin se utiliza en la industria de los perfumes y frmacos (Figura 1.6)2,28]. c) Sntesis Qumica. El Tolueno se utiliza como materia prima en sntesis orgnicas (fabricacin de isocianatos, explosivos y derivados benzoicos)56].

Toluendiisocianato (TDI). Se prepara a partir del tolueno mediante las siguientes reacciones:

CH3

H2SO4

HNO3

CH3NO2

NO2

Ni

H2

CH3NH2

NH2

Cl2CO

CH3NCO

NCO

+ HCl

TDI Tolueno

El toluendiisocianato reacciona con polioles o polisteres para producir poliuretanos. Las espumas flexibles de poliuretano se usan para acolchonamiento y asientos de automviles, muebles, alfombras, etctera. Las espumas semirrgidas se usan en tableros de automviles. Las espumas rgidas poseen excelentes propiedades de aislamiento trmico, por lo que se usan como paneles plsticos en la construccin de casas y como material de aislamiento en diversas aplicaciones56].

2,4,6 Trinitrotolueno (TNT). La

fabricacin de TNT se suele llevar a cabo en una nitracin de tres etapas del tolueno. Se usan cidos nitrantes en diversas combinaciones o mezclas de cido ntrico y sulfrico para obtener un mximo de rendimiento y eficiencia.

Pinturas Adhesivos

e Cosmticos contacto (Perfumes) Cemento d

Figura 1.6 Productos que contienen tolueno como solvente.

Se aplican lmites de temperatura y


velocidades de calentamiento muy estrictos, para contar con un proceso seguro y un producto de buena calidad. El TNT o aceite tri crudo se trata con el proceso Sellite. Este proceso consiste en lavados con agua caliente y fra, neutralizacin de los cidos libres, tratamientos con sulfito o

hidrosulfito de sodio, separacin del agua roja, lavado con agua caliente, secado y formacin de escamas.

CH3

H2SO4

HNO3

CH3NO2

NO2

O2N

Tolueno TNT

Fenol. Se pr acin de tolueno a cido benzoico y posterior oxidacin de ste a fenol. Las ventajas reportadas son materias primas econmicas, baja generacin de subproductos y casi sin formacin de desperdicios.

oducen cantidades relativamente pequeas de fenol por oxid

CH3

Tolueno

H2SO4

KMnO4

COOH

CuCl2

H2O

OH

+ CO2

Fenol

Cloruro de bencilo. El principal mtodo para producir cloruro de bencilo consiste en clorar tolueno a ebullicin en la oscuridad hasta obtener un incremento de peso del 37.5%. La mezcla se trata con lcali moderado y se destila. El cloruro de bencilo sirve como material inicial para muchos productos farmacuticos, insecticidas, perfumes y colorantes.

CH3

Tolueno

hv

Cl2

CH2Cl

Cloruro de bencilo

+ HCl

Viniltolueno. El viniltolueno se produce con un proceso igual al que se usa para el estireno por una reaccin de Friedel-Crafts entre tolueno y etileno, seguida de una dehidrogenacin cataltica. El proceso resulta complicado debido a la presencia de tres ismeros, adems de que el o-viniltolueno produce reacciones secundarias en la deshidrogenacin y por consiguiente, se separa antes de este proceso. Se usa en sustitucin del estireno, obtenindose un producto superior para ciertos recubrimientos.

CH3

Tolueno

+ H2CCH2

Etileno

HF

CH3 CH3CH2CH3 Fe2O3 CHCH2

Cr B2 BO B3 B, 600 C + HB2 B

Viniltolueno

9CAPTULO 1

d) Gasolinas y Otros. El tolueno se adiciona a los combustibles de automviles y aviones como antidetonante, es un intermedio qumico para la fabricacin de toluensulfonato (detergentes) y sacarina. Tambin se emplea en los laboratorios qumicos. Figura 1.7 Gasolinera PEMEX. 1.4 Toxicidad del tolueno. El tolueno es una sustancia nociva aunque su toxicidad es muy inferior a la del benceno. La razn radica en que la citocromo P450, responsable de la metabolizacin del benceno y del tolueno, oxida preferentemente el grupo metilo. Los epxidos generados en la oxidacin del anillo aromtico a que se atribuye el poder cancergeno del benceno slo se forman en una proporcin inferior al 5 %2,54]. 1.4.1 En el cuerpo humano.

Las rutas potenciales de exposicin al tolueno son por Inhalacin, ingestin, absorcin por la piel y por contacto con piel y ojos2,54].

Figura 1.8 Las tres principales vas de exposicin.

Absorcin Drmica

Inhalacin

Ingestin

a) Inhalacin. La inhalacin de vapores causa dolores de cabeza, ligera somnolencia a 500 ppm, nuseas y dificultad para respirar. La inhalacin de altas concentraciones puede causar la muerte por la parlisis del sistema respiratorio. b) Ingestin. Peligroso y letal si se ingiere. Su ingestin puede causar irritacin de la boca, garganta y tracto gastrointestinal; afecto al sistema nervioso central (cerebro); provoca nuseas, vmito y afectaciones pulmonares. En caso de vmito puede penetrar a los pulmones.

c) Contacto. La absorcin del tolueno produce sntomas similares a los ocasionados por la ingestin. Prolongadas exposiciones a la piel causan su irritacin. El tolueno lquido, o sus vapores a altas concentraciones, produce irritacin de los ojos e inclusive quemaduras en la crnea.

d) Exposicin aguda.


El tolueno puede ser absorbido por inhalacin y a travs de la piel. A concentraciones mayores a 200 ppm el tolueno puede causar dolor de cabeza, depresin, prdida de coordinacin y de la memoria, apata y tiempos de reaccin retardados. A concentraciones

de 300 a 400 ppm, el tolueno es ligeramente irritante a los ojos y aun a 800 ppm la irritacin no es severa. A aproximadamente 1,000 ppm produce depresin del sistema nervioso, incluidos mareos, prdida de coordinacin e intensos dolores de cabeza despus de 2 3 horas. Tpicamente, la depresin del sistema nervioso es seguida por ansiedad con convulsiones, calambres musculares y cambios de comportamiento54].

Otros sntomas de depresin del sistema nervioso, adems de los antes mencionados, son nuseas, debilidad y prdida del juicio. La prdida de conciencia y el estado de coma ocurren a concentraciones mayores de 1,000 ppm. Hay evidencias que el tolueno, a exposiciones diarias, puede ser acumulado en el organismo humano. La aspiracin del tolueno lquido dentro de los pulmones puede causar pneumonitis qumica fatal54]. El cuerpo elimina as el tolueno sobre todo en forma de cido benzoico y cido hiprico.

e) Efectos carcinognicos, teratognicos y mutagnicos.

No hay evidencias de carcinogenecidad del tolueno en humanos. Estudios de caso revelaron que el abuso prolongado e intencional del tolueno durante el embarazo puede causar defectos de nacimiento en el humano. Con base en estudios realizados con animales de laboratorio, el tolueno puede ser peligroso para el desarrollo fetal humano54].

f) Limites recomendados de exposicin al tolueno.

De acuerdo con la normatividad nacional vigente, las concentraciones permisibles de exposicin humana al tolueno slo estn reguladas para ambientes laborales. Al respecto, la Secretara de Trabajo y Previsin Social (STPS) ha establecido, en la Norma NOM-010-STPS-1993, el siguiente valor de exposicin al tolueno:54]

CPT (Concentracin Ponderada en el Tiempo, 8 hrs. de exposicin):

100 ppm (375 mg/m3).

CCT (Concentracin para exposicin de Corto Tiempo): 150 ppm (560 mg/m3).

En los Estados Unidos de Amrica son varias las agencias gubernamentales encargadas de establecer los lmites de exposicin recomendados para sustancias peligrosas en ambientes laborables; las principales agencias encargadas son el National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH), la Occupational Safety and Health Administration (OSHA) y la American Conference of Government Industrial Hygienists (ACGIH).

En su conjunto estas agencias han desarrollado una serie de criterios los cuales son de gran aplicacin, a nivel internacional, tanto para regular las exposiciones laborables, como para el diseo y seleccin de equipo de proteccin personal. Algunos de estos criterios para el tolueno se muestran a continuacin:

NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health)

REL (Recommended Exposure Limits):

11CAPTULO 1

TWA (Time Weighted Average): 100 ppm (375 mg/m3)

STEL:(Short Term Exposure Limit): 150 ppm (560 mg/m3)

IDLH (Immediately Dangerous to Life or Health): 500 ppm

OSHA (Occupational Safety and Health Administration)

PEL (Current Permissible Exposure Limits):

TWA (Time Weighted Average): 200 ppm

ACGIH (American Conference of Government Industrial Hygienists):

TLV (Threshold Limit Value): 100 ppm

1.4.2 En el medio ambiente. El tolueno una vez liberado al ambiente esta sujeto a una rpida volatilizacin, la porcin que no se evapora se mover con rapidez en el suelo y puede lixiviarse hacia el agua subterrnea como se muestra en la figura 1.9. En aguas poco profundas y bajo condiciones aerbicas el tolueno puede ser biodegradado, no as en condiciones anaerbicas54]. a) Aire. La mayor parte del tolueno que se libera al medio ambiente va a la atmsfera, debido a su elevada presin de vapor. La degradacin es bastante eficiente, de manera que muy poca cantidad de esta sustancia vuelve al suelo por deposicin seca o mojada28]. En54] Mxico no se encuentra normado este parmetro, por lo que se indica, como referencia, los valores establecidos en otros pases. El lmite ambiental de Ontario para el tolueno es de 10 g/m3 de aire. Este lmite aplica para fuentes puntuales de emisin evaluadas por un perodo de 30 min. En Estados Unidos, en el marco del Acta de Aire Limpio, se propuso que las emisiones de tolueno, de los procesos de venteo de plantas de etiltolueno y estireno, estn limitadas a 5 ppm en volumen. As mismo, en diversos estados de la Unin Americana se requiere que el promedio anual de emisiones de tolueno a la atmsfera no exceda 12 g/m3. b) Suelo. El tolueno se adsorbe, fundamentalmente, a partculas de arcilla y materia orgnica. La capacidad de adsorcin aumenta a medida que disminuye el pH. Si no se derrama en grandes cantidades, el tolueno que ha ingresado al suelo escapa hacia la atmsfera o sufre transformaciones qumicas y biodegradacin28]. En54] el caso de suelos contaminados con tolueno, los valores de limpieza a alcanzar o

Figura 1.9 Contaminacin del aire, suelo y agua subterrnea por derrame de tolueno.


concentraciones permisibles en el suelo varan dependiendo del uso al que se pretenda destinar el mismo. Conforme a los criterios interinos de restauracin de suelos

establecidos por la Procuradura Federal de Proteccin al Ambiente, la concentracin

A nivel internacional, y para uso residencial, Canad recomienda un lmite de 0.5 ppm,

c) Agua.

Cuando se derrama tolueno sobre el agua, este tiende a dispersarse gradualmente debido a

En Mxico, los Criterios Ecolgicos de Calidad del Agua, publicados en el Diario Oficial de la

Para proteccin de la vida acutica, en agua dulce, dichos criterios establecen un lmite

En el mbito internacional, la ex Unin Sovitica, recomienda un lmite de 0.5 mg/L en agua

n condiciones normales es estable. El anillo fenlico es

on el bromo se consigue una sustitucin del anillo

permisible de tolueno en suelos cuyo uso es residencial/comercial o agrcola/recreativo es de 40 mg/kg., mientras que para suelos de uso industrial este valor es 100 mg/kg.

Alemania 0.25 ppm, Holanda 0.05 ppm y el estado de New Jersey 3 ppm para suelo superficial y 1ppm para subsuelo. Cuando el uso de suelo es agrcola, Canad establece un lmite de 0.05 ppm y cuando se trata de uso de suelo industrial este valor es de 5 ppm. New Jersey y Texas, en los EUA, han establecido para uso de suelo industrial 13 y 1.62 ppm, respectivamente54].

que es menos denso que sta y ligeramente soluble en ella. Por lo anterior, slo una pequea fraccin del tolueno derramado se disuelve en el agua y el resto se evapora.

Federacin el 2 de diciembre de 1989, establecen para el tolueno un valor de 14.3 mg/L cuando el cuerpo de agua se destina como fuente de abastecimiento de agua potable54].

mximo de 0.2 mg/L y en agua de mar este valor se fij en 0.06 mg/L.

54]

potable. Por su parte, el gobierno del Canad estableci este valor en 5 g/L, al igual que la EPA, de los Estados Unidos de Norteamrica. En el caso de agua dulce o para proteccin de la vida acutica, Canad fij el valor de tolueno en 300 g/L y el estado de Nueva York en 6 g/L.

1.5 Reactividad e incompatibilidad del tolueno. ECH3

2

4

6

3 5

6

CH3

2

4

3 5

Figura 1.10 Posiciones del Tolueno.

atacado preferentemente por electrfilos, preferente en posicin 2 y 4 (Figura 1.10) al grupo metilo. As se obtiene con una mezcla de cido ntrico y cido sulfrico segn las condiciones el 4-nitrotolueno, el 2,4-dinitrotolueno el 2,4,6-trinitrotolueno. Cfenlico al fro y en presencia de un catalizador (generalmente un cido de Lewis como el tribromuro de hierro FeBr3).

CH3

Tolueno

CH3

4Bromo tolueno

+ HBr FeBr3

Br2

Br

13CAPTULO 1

Con oxidantes fuertes, por ejemplo una disolucin cida de permanganato potsico, el grupo

o. Esta

l tolueno es un lquido inflamable, altamente

s incompatible con agentes oxidantes fuertes,

metilo es oxidado pasando por el alcohol benclico y el benzaldehdo para dar finalmente cido benzoico. La misma reaccin se puede llevar a cabo de forma cataltica con oxgeno como oxidante o mediante xidos de nitrgeno en fase de vapor.

Adems el grupo metilo puede ser atacado por reactivos radicalarios como el bromsustitucin en el grupo alqulico es favorecido por irradiacin y las elevadas temperaturas. Generalmente se realiza en el laboratorio calentando a reflujo al lado de una bombilla fuerte y aadiendo lentamente bromo elemental. En esta reaccin se libera adems cido bromhdrico. Segn la cantidad de bromo empleado se puede obtener el bromuro de bencilo, el dibromometilbenceno o el tribromometilbenceno. Evoltil el cual presenta un alto riesgo de inflamabilidad cuando se expone al calor, fuego y a materiales oxidantes54]. En la figura 1.11 se puede observar el nivel de riesgo del tolueno.

54]Econ los cidos ntrico y sulfrico concentrados, halgenos (flor, cloro y bromo) y el azufre fundido, entre otros compuestos. Puede presentar reacciones explosivas con el trifluoruro de bromo, dicloruro de azufre, hexafloruro de uranio, tetraxido de nitrgeno, tetranitrometano, cido ntrico concentrado y con el 1,3-dicloro-5,5-dimetil-

CH3

Tolueno

H2SO4

KMnO4

COOH CH2OH CHO

Benzaldehdo Alcohol Benclico

cido Benzoico

CH2Br

+ HBr

Bromuro de bencilo

CH3

Tolueno

hv

Br2

CBr

Tribromometilbenceno

+ 3HBr

3CHBr2

+ 2HBr

hv 3Br2

2Br2

hv

ibromometilbenceno D

Salud: 2 Fuego: 3 Reactividad: 0

Peligros especiales: Ninguno

NFPA (Cdigo 704)

Clase: 3 Liquido inflamable

SCT (NOM-004-SCT2/1994)

Figura 1.11 Clasificacin del nivel de riesgo del tolueno.


2,4-imidazolididiona. En la tabla 1.3 se muestran otras caracteristicas reactivas del tolueno.

Tabla 1.3 Algunas caractersticas reactivas del tolueno54].

Comportamiento

Reactividad con el agua: No reacciona

Reactividad con materiales comunes: No reacciona

Estabilidad durante el transporte: Estable

Agente neutralizante: No aplica

Polimerizacin: No aplica

Agente inhibidor de la polimerizacin: No aplica

Concepto

1.6 Efecto del tolueno en el medio ambiente.

Agua subterrnea

Figura 1.12 Derrame de gasolina desde tanque subterrneo.

El tolueno entra al ambiente cuando se usa materiales que lo contienen, como por ejemplo pinturas, diluyentes de pinturas, adhesivos, barniz para las uas y gasolina. Cuando se trabaja con estos materiales, el tolueno se evapora y se mezcla con el aire que se respira. El tolueno entra al agua superficial y al agua subterrnea (pozos) desde derrames de solventes y productos del petrleo, como tambin por escapes desde tanques subterrneos en gasolineras como se muestra en la figura 1.12 y otras facilidades. Los tanques subterrneos que tienen escapes tambin contaminan el suelo con tolueno y otros componentes del petrleo2].

Cuando los productos que contienen tolueno se desechan en vertederos o en sitios de desechos, el tolueno puede entrar al suelo y al agua cerca del sitio. El tolueno generalmente no permanece en el ambiente mucho tiempo ya que es degradado rpidamente a otras sustancias qumicas por microorganismos en el suelo y se evapora desde aguas y suelos superficiales. El tolueno que se disuelve en agua de pozo no se degrada muy rpidamente mientras el agua permanece bajo tierra porque hay muy pocos microorganismos en el agua subterrnea. Una vez que el agua se lleva a la superficie, el tolueno se evaporar al aire2].

El tolueno puede ser incorporado por peces y mariscos, plantas y animales que viven cerca de aguas que contienen tolueno, pero no se concentra o acumula en altos niveles porque la mayora de estos organismos pueden degradar al tolueno a otros productos que luego excretan2].

15CAPTULO 1

1.7 Exposicin del ser humano al tolueno2]. Se puede estar expuesto al tolueno desde muchas fuentes (Figura 1.13), incluso el agua potable, los alimentos, el aire, productos de consumo, al respirar esta sustancia en el trabajo o al intencionalmente oler adhesivos o solventes. El escape de los automviles tambin libera tolueno al aire. Las personas que trabajan con gasolina, querosn, aceite combustible, pinturas y lacas corren el mayor riesgo de exposicin al tolueno. Los trabajadores de la imprenta tambin estn expuestos al tolueno. Debido a que el tolueno es un solvente comn y se encuentra en muchos productos de consumo, en el hogar y al aire libre cuando se usa gasolina, barniz para las uas, cosmticos, cemento para pegar, pinturas, limpiadores de brochas, removedores de manchas, colorantes para telas, tintas, adhesivos, limpiadores de carburador y diluyentes de lacas. Las personas que fuman estn expuestas a pequeas cantidades de tolueno en el humo de cigarrillo. Se puede estar expuesto al tolueno en algunos sitios de desechos peligrosos. Un informe de la EPA del ao 1998 indica que el tolueno se encontr en agua de pozo o en agua superficial en 99% de los sitios de desechos peligrosos evaluados y en el suelo en 77% de los sitios evaluados.

Figura 1.13 Principales fuentes de exposicin al tolueno.

Los resultados de estudios federales y estatales indican que no es comn encontrar tolueno en los suministros pblicos de agua potable. El tolueno se detect en aproximadamente 1% de las fuentes de agua subterrnea (pozos) y tan slo en concentraciones menores de 2 partes por billn (ppb). Concentraciones similares se han encontrado con ms frecuencia en muestras de agua superficial. Si hay tolueno en el agua potable que consume, puede estar expuesto al tomar agua o al comer alimentos fros preparados con el agua. La evaporacin que ocurre al cocinar los alimentos tiende a reducir la cantidad de tolueno. El nivel de tolueno en el aire en reas urbanas y suburbanas que no estn cerca de industrias generalmente es menor de 1 ppm. No se sabe cual es la cantidad de tolueno en los alimentos, pero probablemente es baja. Pequeas cantidades de tolueno se han encontrado en huevos que se almacenaron en envases de poliestireno que contenan tolueno. A menos que fume cigarrillos o trabaje con productos que contienen tolueno, es probable que est expuesto a slo aproximadamente 300 microgramos (g) de tolueno al da (un microgramo es la millonsima parte de un gramo). Si se fuma un paquete de cigarrillos al da, se expone a 1,000 g adicionales. Las personas que trabajan en lugares donde se usan productos que contienen tolueno pueden estar expuestas a 1,000 miligramos (un miligramo


es la milsima parte de un gramo) de tolueno al da cuando la concentracin promedio de tolueno en el aire es 50 ppm y respiran un volumen normal de aire a un ritmo normal.

1.8 Inhalacin y eliminacin del tolueno del cuerpo2].

Se expone al tolueno cuando respira aire que contiene tolueno. Cuando esto sucede, el tolueno entra directamente a la sangre desde los pulmones. El lugar donde vive, trabaja, a donde viaja y lo que come afectan la exposicin diaria al tolueno. Factores tales como la edad, sexo, ciertas caractersticas del cuerpo y la condicin de salud determinan lo que le ocurre al tolueno una vez dentro del cuerpo. Luego de entrar al cuerpo, ms del 75% del tolueno es eliminado dentro de las primeras 12 horas. El tolueno inalterado puede abandonar el cuerpo en el aire que expira o en la orina despus de que cierta cantidad ha sido transformada a otras sustancias qumicas. Generalmente, el cuerpo transforma al tolueno a sustancias menos perjudiciales como por ejemplo el cido hiprico.

La exposicin diaria en el trabajo a cantidades bajas o moderadas puede producir cansancio, confusin, debilidad, sensacin de embriaguez, prdida de la memoria, nusea y prdida del apetito. Estos sntomas generalmente desaparecen cuando la exposicin cesa. Si se expone al tolueno en el trabajo por un perodo prolongado, puede experimentar cierto grado de sordera y prdida de la visin en color. Los cientficos no saben si los niveles bajos de tolueno que respira en el trabajo pueden producir efectos permanentes en el cerebro o en el cuerpo luego de muchos aos de exposicin.

Si est expuesto brevemente a una gran cantidad de tolueno al oler intencionalmente pintura o pegamento, primero se sentir mareado. Si la exposicin contina, puede sentirse sooliento o perder el conocimiento y puede fallecer. El tolueno produce la muerte al interferir con la respiracin y los latidos del corazn. Cuando la exposicin cesa, la somnolencia y el mareo desaparecern y se sentir normal nuevamente.

Si se respira repetidamente tolueno proveniente de pegamentos o diluyentes de pintura, puede sufrir dao permanente del cerebro. Tambin puede sufrir problemas con el habla, la vista, la audicin, prdida del control de los msculos y de la memoria y alteraciones del equilibrio y disminucin de la capacidad intelectual. Algunas de estas alteraciones pueden ser permanentes.

El tolueno en altos niveles puede daar los riones. Si se bebe alcohol y est expuesto al tolueno, la combinacin puede afectar al hgado ms seriamente que cada uno de estos compuestos por separado. El uso de ciertos medicamentos, como por ejemplo la aspirina y el acetoaminofeno, durante exposicin al tolueno puede agravar los efectos del tolueno sobre la audicin.

Algunos estudios en seres humanos han demostrado efectos sobre la reproduccin, tales como aumento de la probabilidad de sufrir abortos espontneos, a causa de exposicin al tolueno en el trabajo. Sin embargo, otros factores, como por ejemplo la exposicin simultnea a otras sustancias qumicas, fumar cigarrillos y el consumo de alcohol, pueden haber afectado los resultados de los estudios. Por esta razn no es posible determinar si el tolueno afecta la reproduccin en seres humanos.

Los efectos del tolueno en animales son similares a los observados en seres humanos. El efecto principal del tolueno es sobre el cerebro y el sistema nervioso, pero los animales expuestos a cantidades moderadas o altas de tolueno tambin pueden experimentar efectos

17CAPTULO 1

adversos en el hgado, los riones y los pulmones.

Los estudios en trabajadores y en animales expuestos al tolueno generalmente indican que el tolueno no produce cncer. La Agencia Internacional para la Investigacin del Cncer

(IARC, por sus siglas en ingls) y el Departamento de Salud y Servicios Humanos (DHHS) no han clasificado al tolueno en cuanto a carcinogenicidad. La EPA ha determinado que el tolueno no es clasificable en cuanto a su carcinogenicidad en seres humanos.

1.9 Normatividad mexicana del Tolueno en materia ecolgica, de salud y seguridad ocupacional, transporte y sanitaria54]. 1.9.1 Normatividad aplicable en materia ambiental. a) Residuos Peligrosos. De acuerdo con la NOM-052-ECOL-1993, relativa a las caractersticas de los residuos peligrosos, el listado de los mismos y los lmites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente, si el tolueno se detecta en el lixiviado de un residuo en concentraciones superiores a 14.4 mg/L, ste automticamente se convierte en un residuo peligroso, por su toxicidad al ambiente, y por lo tanto esta sujeto a las regulaciones federales aplicables en la materia. b) Actividades Altamente Riesgosas. El tolueno esta incluido en el 1er. y 2do. Listado de actividades que deben considerarse altamente riesgosas (Diario Oficial de la Federacin del 26 de marzo de 1990 y 4 de mayo de 1992, respectivamente). El primer listado toma como criterio la toxicidad de la sustancia, mientras que el segundo criterio esta referido a sus caractersticas inflamables o explosivas. La cantidad de reporte para el tolueno, en virtud de sus caractersticas txicas, es de 10,000 Kg., mientras que por sus caractersticas inflamables o explosivas el valor es de 100,000 Kg. En otras palabras, las actividades que rebasen las cantidades de reporte antes sealada estn obligadas, conforme a lo indicado en el artculo 146 de la Ley General de Equilibrio Ecolgico y la Proteccin al Ambiente, a realizar un estudio de riesgo y, en su caso, un Programa para la Prevencin de Accidentes (art. 147). Cantidad de reporte.- La cantidad de reporte se refiere a la cantidad mnima de sustancia peligrosa en produccin, procesamiento, transporte, almacenamiento, uso o disposicin final, o la suma de estas, existentes en una instalacin o medio de transporte dados, que al ser liberada, por causas naturales o derivadas de las actividades humanas, ocasionara una afectacin significativa al ambiente, la poblacin o sus bienes. 1.9.2 Normatividad aplicable en materia de seguridad y salud ocupacional.


La normatividad nacional en materia de salud y seguridad ocupacional es emitida por la Secretara del Trabajo y Previsin Social (STPS). Al respecto, en la Tabla 1.4 se indica la normatividad de la STPS que aplica tanto al manejo del tolueno como de otras sustancias qumicas. Tabla 1.4 Normas Oficiales Mexicanas en Materia de Salud y Seguridad Ocupacional

Aplicables al Manejo del Tolueno.

NORMA DESCRIPCION NOM-001-

STPS-1999 Edificios, locales, instalaciones y reas en los centros de trabajo. Condiciones de seguridad e higiene.

NOM-002-STPS-1994

Relativa a las condiciones de seguridad para la prevencin y proteccin contra incendio en los centros de trabajo.

NOM-005-STPS-1998

Relativa a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo para el manejo, transporte y almacenamiento de sustancias qumicas peligrosas.

NOM-009-STPS-1993

Relativa a las condiciones de seguridad e higiene para el almacenamiento, transporte y manejo de sustancias corrosivas, irritantes y txicas en los centros de trabajo.

NOM-010-STPS-1994

Relativa a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se produzcan, almacenen o manejen sustancias qumicas capaces de generar contaminacin en el medio ambiente laboral.

NOM-014-STPS-1993

Relativa a las condiciones de seguridad e higiene para los trabajos que se desarrollen a presiones ambientales anormales.

NOM-015-STPS-1994

Relativa a la exposicin laboral de las condiciones trmicas elevadas o abatidas en los centros de trabajo.

NOM-016-STPS-1993

Relativa a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo referente a ventilacin.

NOM-017-STPS-1993

Relativa al equipo de proteccin personal para los trabajadores en los centros de trabajo.

NOM-018-STPS-1993

Relativa a los requerimientos y caractersticas de los servicios de regaderas, vestidores y casilleros en los centros de trabajo.

NOM-019-STPS-1993

Constitucin y funcionamiento de las comisiones de seguridad e higiene en los centros de trabajo (Esta Norma cancela a la publicada el 5 de diciembre de 1994).

NOM-020-STPS-1993

Relativa a los medicamentos, materiales de curacin y personal que prestan los primeros auxilios en los centros de trabajo.

NOM-021-STPS-1993

Relativa a los requerimientos y caractersticas de los informes de los riesgos de trabajo que ocurran, para integrar las estadsticas.

NOM-022-STPS-1999

Electricidad esttica en los centros de trabajo.- Condiciones de seguridad e higiene.

NOM-025-STPS-1993

Relativa a los niveles y condiciones de iluminacin que deben tener los centros de trabajo.

19CAPTULO 1

NOM-026-STPS-1998

Colores y seales de seguridad e higiene, e identificacin de riesgos por fluidos conducidos en tuberas.

NOM-029-STPS-1993

Equipo de proteccin respiratoria.- Cdigo de seguridad para la identificacin de botes y cartuchos purificadores de aire.

NOM-030-STPS-1993 Seguridad, equipo de proteccin respiratoria definiciones y clasificacin.

(Continuacin).


STPS-1993 Higiene industrial.- Medio ambiente laboral.- Determinacin de tolueno en aire.- Mtodo de cromatografa de gases.

NOM-083-STPS-1994

Higiene industrial.- Medio ambiente laboral.- Determinacin de sustancias qumicas en el aire, mtodo de cromatografa de gases.

NOM-100-STPS-1994

Seguridad.- Extintores contra incendio a base de polvo qumico seco con presin contenida.- Especificaciones.

NOM-101-STPS-1994 Seguridad.- Extintores a base de espuma qumica.

NOM-102-STPS-1994

Seguridad.- Extintores contra incendio a base de bixido de carbono. Parte 1. Recipientes.

NOM-103-STPS-1994

Seguridad.- Extintores contra incendio a base de agua con presin contenida.

NOM-104-STPS-1994

Seguridad.- Extintores contra incendio de polvo qumico seco tipo ABC, a base de fosfato mono amnico.

NOM-105-STPS-1994 Seguridad.- Tecnologa del fuego.- Terminologa.

NOM-106-STPS-1994

Seguridad.- Agentes extinguidores.- Polvo qumico seco tipo BC, a base de bicarbonato de sodio.

NOM-113-STPS-1994 Calzado de proteccin.

NOM-114-STPS-1994

Sistema para la identificacin y comunicacin de riesgos por sustancias qumicas en los centros de trabajo.

NOM-115-STPS-1994

Cascos de proteccin.- Especificaciones, mtodos de prueba y clasificacin.

NOM-116-STPS-1994

Seguridad.- Respiradores purificadores de aire contra partculas nocivas.

NOM-122-STPS-1996

Relativa a las condiciones de seguridad e higiene para el funcionamiento de los recipientes sujetos a presin y generadores de vapor o calderas que operen en los centros de trabajo.

1.9.3 Normatividad nacional aplicable en materia de transporte El transporte de materiales peligrosos esta regulado por la Secretara de Comunicaciones y Transportes (SCT) y por el momento no se dispone de normatividad especfica para el tolueno. No obstante lo anterior, las normas sealadas en la Tabla 1.5 aplican a las unidades destinadas al transporte de ste y otros materiales peligrosos.

Tabla 1.5 Normas Oficiales Mexicanas Aplicables al Transporte de Tolueno.



SCT4-1993 Acero laminado para uso estructural en buques.

NOM-002-SCT2-1994

Listado de substancias y materiales peligrosos ms usualmente transportados.

NORMA DESCRIPCION

NOM-003-SCT2-1994

Para el transporte terrestre de materiales y residuos peligrosos. Caractersticas de las etiquetas de envases y embalajes destinadas al transporte de materiales y residuos peligrosos.

NOM-004-SCT2-1994

Sistema de identificacin de unidades destinadas al transporte terrestre de materiales y residuos peligrosos.

NOM-005-SCT2-1994

Informacin de emergencia para el transporte terrestre de substancias, materiales y residuos peligrosos.

NOM-006-SCT2-1994

Aspectos bsicos para la revisin ocular diaria de la unidad destinada al autotransporte de materiales y residuos peligrosos.

NOM-007-SCT2-1994

Marcado de envases y embalajes destinados al transporte de substancias y residuos peligrosos.

NOM-009-SCT4-1994

Terminologa y clasificacin de mercancas peligrosas transportadas en embarcaciones.

NOM-010-SCT2-1994

Disposiciones de compatibilidad y segregacin, para el almacenamiento y transporte de substancias, materiales y residuos peligrosos.

NOM-011-SCT2-1994

Condiciones para el transporte de las substancias, materiales y residuos peligrosos en cantidades limitadas.

NOM-012-SCT2-1994

Sobre el peso y dimensiones mximas con los que pueden circular los vehculos de autotransporte que transitan en los caminos y puentes de jurisdiccin federal.

NOM-012-SCT4-1994

Lineamientos para la elaboracin del plan de contingencia para embarcaciones que transportan mercancas peligrosas.

NOM-019-SCT2-1994

Disposiciones generales para la limpieza y control de remanentes de substancias y residuos peligrosos en las unidades que transportan materiales y residuos peligrosos.

NOM-019-SCT4-1995

Requisitos para estaciones que presten el servicio a equipos contra incendio de embarcaciones, artefactos navales e instalaciones portuarias.

NOM-020-SCT2-1995

Requerimientos generales para el diseo y construccin de autotanques destinados al transporte de materiales y residuos peligrosos, especificaciones SCT 306, SCT 307 y SCT 312.

NOM-020-SCT4-1995

Frecuencia de Inspecciones en seco para embarcaciones y artefactos navales.

NOM-022-SCT4-1995

Requisitos que deben cumplir los sistemas automticos contraincendio a base de aspersores de agua para uso en embarcaciones.

21CAPTULO 1

NOM-021-SCT4-1995

Condiciones que deben cumplir las embarcaciones para el transporte de productos petroqumicos.

NOM-023-SCT2-1994

Informacin tcnica que debe contener la placa que portarn los autotanques, recipientes metlicos intermedios para granel (RIG) y envases de capacidad mayor a 450 litros que transportan materiales y residuos peligrosos.

NOM-023-SCT4-1995

Condiciones para el manejo y almacenamiento de mercancas peligrosas en puertos, terminales y unidades mar adentro

(Continuacin).

(Continuacin). NORMA DESCRIPCION

NOM-023-SCT4-1995

Condiciones para el manejo y almacenamiento de mercancas peligrosas en puertos, terminales y unidades mar adentro

NOM-024-SCT2-1994

Especificaciones para la construccin y reconstruccin, as como los mtodos de prueba de los envases y embalajes de las substancias materiales y residuos peligrosos.

NOM-025-SCT4-1995

Deteccin, identificacin, prevencin y sistemas contraincendio para embarcaciones que transportan hidrocarburos, qumicos y petroqumicos de alto riesgo.

NOM-027-SCT4-1995

Requisitos que deben cumplir las mercancas peligrosas para su transporte en embarcaciones.

NOM-028-SCT2/1998

Disposiciones especiales para los materiales y residuos peligrosos de la clase 3 lquidos inflamables transportados.

NOM-028-SCT4-1996

Documentacin para mercancas peligrosas y transportadas en embarcaciones: Requisitos y especificaciones.

NOM-029-SCT2-1994

Especificaciones para la construccin y reconstruccin de recipientes intermedios para graneles (RIG).

NOM-031-SCT4-1996

Requisitos que deben cumplir los extintores porttiles para combatir incendios en embarcaciones y artefactos navales.

NOM-032-SCT2-1995

Para el transporte terrestre de materiales y residuos peligrosos. Especificaciones y caractersticas para la construccin y reconstruccin de contenedores cisterna destinados al transporte multimodal de materiales de las clases 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9.

NOM-033-SCT4-1996

Lineamientos para el ingreso de mercancas peligrosas a instalaciones portuarias.

NOM-043-SCT2-1994

Documento de embarque de substancias, materiales y residuos peligrosos.

Acuerdo

Por el que se establecen modalidades en la prestacin del servicio de transporte terrestre de materiales y residuos peligrosos, para los efectos de presentacin de la garanta de cumplimiento de la obligacin de reparar daos que la carga pueda ocasionar al medio ambiente.

1.9.4 Normatividad nacional aplicable en materia de salud.


Al respecto, la ley establece como competencia de las autoridades de salud, el control sanitario del proceso, uso importacin, exportacin, aplicacin y disposicin final de sustancias txicas o peligrosas para la salud. En este sentido, en la Tabla 1.6 se presenta la normatividad emitida por la Secretara de Salud relacionada con los aspectos de control sanitario de las sustancias qumicas que aplican en el caso del tolueno.

Tabla 1.6 Normas Oficiales Mexicanas en Materia Sanitaria Aplicables al Tolueno.

NORMA DESCRIPCION

NOM-047-SSA1-1993

Que establece los lmites biolgicos mximos permisibles de disolventes orgnicos en el personal ocupacionalmente expuesto (benceno, tolueno y xileno).

NOM-048-SSA1-1993

Que establece el mtodo normalizado para la evaluacin de riesgos a la salud como consecuencia de agentes ambientales.

NOM-056-SSA1-1993 Requisitos sanitarios del equipo de proteccin personal.

1.9.5 Normatividad nacional aplicable en materia de armas de fuego y explosivos. Conforme a lo establecido en la Ley Federal de Armas de Fuego y Explosivos, la comercializacin del tolueno requiere del permiso y supervisin de la Secretara de la Defensa Nacional dado que esta sustancia puede utilizarse para la elaboracin de explosivos (Trinitro tolueno o TNT).

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La remediacin de sitios contaminados es uno de los ms complejos. Por lo general, esta contaminacin ocurre por mezclas qumicas (varios contaminantes), se presenta en diferentes ecosistemas y afecta a diversas comunidades. Es decir, la complejidad de la contaminacin en estos sitios requiere de una metodologa especfica para su estudio. Sin embargo, el diseo de esta metodologa, adems de considerar las caractersticas propias de los sitios contaminados, debe tomar en cuenta tambin la realidad de nuestro Pas14]. El trmino tecnologa de tratamiento implica cualquier operacin unitaria o serie de operaciones unitarias que altera la composicin de una sustancia peligrosa o contaminante a travs de acciones qumicas, fsicas o biolgicas de manera que reduzcan la toxicidad, movilidad o volumen del material contaminado81]. El uso de una tecnologa de remediacin en particular depende, adems de los factores especficos del sitio y de las propiedades fisicoqumicas del contaminante, de su disponibilidad, de la fiabilidad demostrada o proyectada, de su estado de desarrollo (laboratorio, escala piloto o gran escala) y de su costo66]. Existen un gran nmero de tcnicas de tratamiento, con abundantes variantes innovadoras; las cuales se describen posteriormente de analizar las caractersticas del sitio y de las propiedades fisicoqumicas requeridos para llevar a cabo la remediacin del suelo contaminado.

24 TECNOLOGAS EMPLEADAS PARA LA REMEDIACIN DE SUELOS CONTAMINADOS

2.1 Datos requeridos para la remediacin de suelos contaminados.

Cada sitio a tratar presenta un reto nico. No obstante, cada sitio puede analizarse en trminos de un juego limitado de caractersticas fundamentales y de una solucin que sea efectiva en cuanto a los costos de dichas caractersticas. Las opciones de remediacin para sitios contaminados, dependen de cuatro consideraciones generales66].

El tipo de contaminante y sus caractersticas fsicas y qumicas determinan si un sitio requiere ser remediado y la manera en la que el contaminante debe tratarse. Adems, dichas propiedades determinan cmo puede ser el movimiento del contaminante y si ste es o no persistente en el ambiente. La estructura qumica de un contaminante determina su toxicidad y por consiguiente permite fijar ciertos criterios para establecer los lmites de limpieza.

La localizacin y las caractersticas del sitio, as como el uso de suelo (industrial, residencial o agrcola), fundamentalmente afectan la meta de la limpieza y los mtodos que pueden emplearse para alcanzarla.

Las caractersticas naturales de los suelos, sedimentos y cuerpos de agua, a menudo determinan las particularidades de los sistemas de tratamiento. Para suelos o lodos, el manejo del material a tratar (conversin del contaminante a una forma en la que pueda tratarse y/o transportarse desde la fuente de la contaminacin hasta el lugar de tratamiento), es el paso crtico en la mayora de los procesos de tratamiento. Los pretratamientos para modificar las caractersticas naturales de un suelo contaminado pueden ser componentes muy caros en un proceso de remediacin.

Las capacidades de las tecnologas de remediacin pueden variar ampliamente en funcin de las condiciones especficas del sitio. Las tecnologas de remediacin pueden actuar conteniendo la contaminacin, separando el contaminante del suelo o destruyendo el contaminante. El uso de una tecnologa en particular depende, adems de los factores mencionados, de su disponibilidad, fiabilidad (demostrada o proyectada), estado de desarrollo (laboratorio, escala piloto o gran escala) y de su costo. 2.1.1 Caracterizacin del contaminante. Los compuestos qumicos pueden clasificarse en orgnicos e inorgnicos. Los primeros, se componen bsicamente de tomos de carbono, y pueden ser de origen antropognico o natural. Los compuestos inorgnicos en cambio, generalmente no contienen tomos de carbono e incluyen a los metales66]. Para los fines de este trabajo los contaminantes orgnicos se han dividido a su vez en seis grupos: a) compuestos orgnicos voltiles (COV) no halogenados; b) COV halogenados; c) compuestos orgnicos semivoltiles (COS) no halogenados; d) COS halogenados; e) combustibles y f) explosivos83]. Antes de seleccionar una tecnologa de remediacin, es esencial contar con informacin acerca del tipo de contaminante (orgnico o inorgnico), su concentracin y toxicidad, su distribucin a travs del sitio y el medio en el que se encuentra (agua o partculas de suelo), entre otras.

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Para cualquier accin de remediacin, ya sea en fase de investigacin o de limpieza, es importante definir los perfiles horizontal y vertical de los contaminantes, tanto como sea posible. La informacin acerca del rango y diversidad de la contaminacin en todo el sitio, tambin es crtica para la eleccin de una tecnologa de tratamiento83]. A continuacin se describen algunas de las caractersticas fisicoqumicas importantes a determinar en un contaminante. a) Estructura del contaminante. Cada compuesto qumico posee caractersticas nicas que dictan el mecanismo o combinacin de ellos, que controlan su movimiento y degradabilidad. Independientemente de la naturaleza del contaminante, su estructura qumica determina su polaridad, solubilidad, volatilidad y capacidad para reaccionar con otras sustancias. Algunos compuestos son altamente resistentes a la transformacin, mientras que otros son completamente qumica o bioqumicamente reactivos3,23,66]. b) Concentracin. La concentracin de un compuesto en un suelo es un factor de gran importancia para definir si el sitio puede remediarse con el uso de tecnologas biolgicas, o si es necesario utilizar tecnologas fisicoqumicas o trmicas. Por ejemplo, compuestos tolerados a bajas concentraciones por muchos microorganismos, pueden ser txicos a concentraciones mayores3]. c) Toxicidad. El factor clave para decidir la remediacin de un sitio contaminado, es la toxicidad para los seres vivos. La descarga de qumicos txicos a un suelo implica, entre muchos otros problemas, que son generalmente resistentes a la biodegradacin. Si el contaminante como tal no es txico, algunos de sus componentes pueden ser txicos o inhibitorios para ciertos microorganismos, retardando o impidiendo la biodegradacin de otros contaminantes degradables3]. d) Solubilidad. Es la cantidad de un compuesto que puede disolverse en agua, es decir, define la disponibilidad potencial de los compuestos en la fase lquida. En general, la solubilidad disminuye al aumentar el tamao de la molcula, y los compuestos polares son ms solubles que los no polares. Por otra parte, para que la transformacin biolgica de un compuesto se lleve a cabo, es necesario que ste se encuentre en solucin, por lo tanto la biodegradabilidad de un compuesto depende de su solubilidad3,23,66]. e) Coeficiente de particin de carbono orgnico (Koc). Un "Koc" alto indica que el compuesto orgnico se fija con firmeza a la materia orgnica en el suelo, por lo que se va poca cantidad del compuesto a las aguas superficiales o acuferos. Un bajo "Koc" sugiere la posibilidad de que el compuesto pueda ir a los cuerpos de agua14], como se indica en la tabla 2.1.

Tabla 2.1 Rangos del KOC (mL/g carbono orgnico).

Adsorcin a suelo Valores del coeficiente Muy dbil < a 10 Dbil 10 a 100 Moderada 100 a 1000 De moderada a fuerte 1000 a 10, 000 Fuerte 10 mil a 100, 000 Muy fuerte > a 100, 000


f) Coeficiente de particin octanol/agua (KOW). El KOW indica la hidrofbicidad de una molcula y es un parmetro clave para determinar el destino de sta en un medio. Es la relacin entre la concentracin de un compuesto en una fase de octanol y una fase acuosa, en un sistema octanol/agua. En otras palabras, el KOW es una medida de la tendencia de un compuesto para separarse entre una fase orgnica y una acuosa. Los compuestos con valores bajos de KOW (104) son considerados hidrofbicos y tienden a acumularse en superficies orgnicas como suelos con alto contenido de materia orgnica y especies acuticas83].

g) Polaridad y carga inica. Los compuestos no polares tienden a ser hidrofbicos y se concentran preferencialmente en la materia orgnica del suelo. Los compuestos no polares generalmente tienen menor movilidad en el suelo que los compuestos polares. La carga inica determina la capacidad de un compuesto para su adsorcin en un slido.

h) Difusin. La velocidad de movimiento de un contaminante a travs del suelo, es proporcional a su concentracin y a su coeficiente de difusin. La difusin de un contaminante hacia dentro y fuera de los poros del suelo controla su degradacin. Es uno de los procesos abiticos que compite ms efectivamente con los microorganismos por el sustrato3,57]. i) Sorcin. Los mecanismos de sorcin incluyen la adsorcin, que es la atraccin de un compuesto hacia una superficie slida, y la absorcin, que es la penetracin de un contaminante en un slido. La porcin de un qumico tiene un gran impacto en su degradacin y depende de las propiedades del contaminante y del suelo. La adsorcin afecta la volatilizacin y difusin del contaminante (y por consiguiente su transporte y destino), as como su disponibilidad para microorganismos3,57]. j) Volatilizacin. Es el proceso en el que un qumico se mueve de una fase lquida o slida a la gaseosa. La velocidad de volatilizacin de un compuesto en el suelo, es una funcin de su concentracin, su presin de vapor y su solubilidad. Depende del tipo de compuesto, contenido de humedad, temperatura y porosidad del suelo, contenido de materia orgnica y de arcillas23]. k) Densidad. La migracin de un compuesto inmiscible depende de su densidad y viscosidad. La densidad determina la tendencia de la fase inmiscible a flotar o sumergirse en la superficie del suelo, y por consiguiente el lugar en donde ste quedar concentrado11].

l) Constante de la Ley de Henry (H): Cuando la presin de vapor es alta con respecto a su solubilidad en agua, la constante de la ley de Henry tambin es alta y el compuesto preferentemente se evaporar en el aire. Un alto valor para la constante de la ley de Henry de un contaminante, podra sugerir que la inhalacin sera la va de exposicin como se muestra en la tabla 2.214].

Tabla 2.2 Rangos de la constante de la ley de Henry.

Volatilidad Rangos del Valor (atm m3/mol) No voltil Menor que 3x10-7

Baja volatilidad 3x10-7 a 1x10-5

Volatilidad moderada 1x10-5 a 1x10-3

Alta volatilidad Mayor que 1x10-3

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m) Biodegradabilidad. Es la susceptibilidad de un compuesto para ser transformado a travs de mecanismos biolgicos. Los compuestos orgnicos metabolizables y no txicos, normalmente son oxidados muy rpidamente por los microorganismos del suelo23].

n) Reacciones de oxidacin-reduccin. Este tipo de reacciones pueden degradar compuestos orgnicos, o bien, convertir compuestos metlicos a formas que son ms o menos solubles que la forma original del contaminante66]. 2.1.2 Caracterizacin del suelo. El suelo constituye un recurso natural que desempea diversas funciones en la superficie de la Tierra, proporcionando un soporte mecnico as como nutrientes para el crecimiento de plantas y micro-organismos. La matriz del suelo est formada por cinco componentes principales: minerales, aire, agua, materia orgnica y organismos vivos. Los materiales minerales son los principales componentes estructurales y constituyen ms del 50% del volumen total del suelo. El aire y el agua juntos ocupan el volumen de los espacios, y usualmente conforman de 25% a 50% del volumen total. La proporcin relativa de aire/ agua flucta considerablemente con el contenido de humedad del suelo. El material orgnico ocupa entre 3% y 6% del volumen promedio, mientras que los organismos vivos constituyen menos del 1%23]. Todos estos factores definen el tipo de suelo, que junto con las condiciones particulares de un sitio frecuentemente pueden limitar la seleccin de un proceso de tratamiento en particular. Por otra parte, la posibilidad de usar una tecnologa de tratamiento, puede eliminarse con base en la clasificacin del suelo u otras caractersticas propias de ste83]. A continuacin se describen algunos de los datos del suelo, que pueden obtenerse con relativa facilidad y que controlan la eficiencia de una tecnologa de remediacin. a) Tamao de partcula. Los suelos se clasifican en funcin de su tamao de partcula, siendo sus tres principales componentes las arcillas (< 0.002 mm), los sedimentos (0.002 - 0.05 mm) y las arenas (0.05 - 2.0 mm). Es importante considerar esta propiedad, ya que la relacin rea/volumen de los diferentes tipos de partcula, tienen un impacto directo sobre las propiedades fsicas, qumicas y biolgicas del suelo, y por consiguiente en las tecnologas de remediacin. En general, los materiales no consolidados (arenas y gravas finas) son ms fciles de tratar23,83]. b) Heterogeneidad. Un suelo demasiado heterogneo puede impedir el uso de tecnologas in situ que dependan del flujo de un fluido. Pueden crearse canales indeseables de fluidos en las capas arenosas y arcillosas, dando como resultado tratamientos inconsistentes83]. c) Densidad aparente. Es el peso del suelo por unidad de volumen, incluyendo agua y espacios. Es importante considerar que el suelo est compuesto por slidos y espacios llenos de agua y/o aire, y que su densidad depender de su humedad. Es til para realizar clculos para el transporte del material83]. d) Permeabilidad. Se refiere a la facilidad o dificultad con la que un lquido puede fluir a travs de un medio permeable. La permeabilidad de un suelo es uno de los factores que controla la efectividad de tecnologas in situ66]. En general, una baja permeabilidad en el suelo disminuye la efectividad de la mayora de las tecnologas de remediacin.


e) pH. El pH determina el grado de adsorcin de iones por las partculas del suelo, afectando as su solubilidad, movilidad, disponibilidad y formas inicas de un contaminante y otros constituyentes del suelo3]. La solubilidad de muchos contaminantes inorgnicos cambia en funcin del pH y normalmente su movilidad disminuye con altos valores de pH. f) Humedad. La humedad del sitio a tratar es un factor importante para la eleccin de una tecnologa en particular. Una alta humedad puede impedir el movimiento de aire a travs del suelo, lo que afecta los procesos de biorremediacin, as como provocar problemas durante la excavacin y transporte, adems de aumentar costos durante el uso de mtodos de remediacin trmicos83]. g) Materia orgnica. La fraccin orgnica de los suelos est constituida por desechos vegetales y animales, que generalmente se le conoce como humus. Un suelo con alto contenido hmico, disminuye la movilidad de los compuestos orgnicos y as la eficiencia de ciertas tecnologas (extraccin de vapores, lavado de suelo)23,83]. 2.2 Factores que inciden en la eficiencia de una tecnologa de remediacin. El comportamiento de un contaminante en el suelo, as como la efectividad de una tecnologa de remediacin, estn determinados por una variedad de factores que interactan de manera compleja y que dependen de las caractersticas propias del contaminante as como de las del suelo. Por consiguiente, para la seleccin adecuada de una tecnologa de remediacin con buenas perspectivas de xito, es indispensable considerar tanto las propiedades del contaminante como las del sitio contaminado. En general, dentro de los factores a considerar se encuentran los siguientes: a) Procesos qumicos (reacciones de hidrlisis, oxidacin, reduccin, fotlisis); b) Procesos fsicos o de transporte (sorcin, adveccin, dispersin, difusin, volatilizacin y solubilizacin); y c) Procesos biolgicos (biodegradacin, biotransformacin)23,57]. Como se muestra en la figura 2.1.

Figura 2.1 Diagrama de algunos procesos importantes que influyen en el destino y transporte de un contaminante (c) durante su infiltracin vertical.

Adems de considerar las propiedades del suelo y las de los contaminantes, y para facilitar la seleccin preliminar de las tecnologas que podran emplearse para tratar un sitio en particular, es indispensable obtener una descripcin detallada de los siguientes aspectos:

Ubicacin geogrfica y uso del suelo afectado. Tipo de instalacin que dio origen a la contaminacin. Magnitud y distribucin de la mancha. Formas de acceso al sitio, ubicacin de poblaciones y cuerpos de agua. Tipo de vegetacin, clima y topografa del sitio. Caractersticas ecolgicas. Caractersticas hidrogeolgicas (formaciones geolgicas, ciclohidrolgico y flujo de

cuerpos de agua).

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2.3 Clasificacin de tecnologas de remediacin. Las66,81,83] tecnologas de remediacin pueden clasificarse de diferentes maneras, con base en los siguientes principios: a) Estrategia de remediacin; b) Lugar en que se realiza el proceso de remediacin, y c) Tipo de tratamiento. a) Estrategia de remediacin. Son tres estrategias bsicas que pueden usarse separadas o en conjunto, para remediar la mayora de los sitios contaminados:

Destruccin o modificacin de los contaminantes. Este tipo de tecnologas busca alterar la estructura qumica del contaminante.

Extraccin o separacin. Los contaminantes se extraen y/o separan del medio

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