Aplicación de tecnosoles para la recuperación de suelos y aguas afectados por actividades de obras civiles, urbanas y minería

Resumen

La presente tesis doctoral está desarrollada con proyectos de campo, estudios de laboratorio y análisis de proyectos de obra civil, los cuales tienen en común el diseño, formulación, elaboración y uso de Tecnosoles como herramienta de recuperación o rehabilitación de suelos y aguas contaminados o degradados. En base a los resultados de la aplicación de Tecnosoles para la restauración de la Mina de Touro, ejecutada durante varios años bajo la dirección de Felipe Macías y el Laboratorio de Tecnología Ambiental de la USC (en adelante LTA¿USC), se procede a ampliar su campo de acción, mediante el desarrollo del concepto de Tecnosoles "a la carta", el cual plantea que varios problemas de contaminación o degradación de sistemas superficiales, edáficos y/o acuáticos, pueden ser abordados bajo el diseño específico de un tipo de Tecnosol diseñado, formulado y elaborado específicamente, de acuerdo con la naturaleza del problema existente, las características del entorno edáfico y geomorfológico y los usos que se desea realizar, con la ventaja que para la elaboración de estos Tecnosoles se emplean residuos no peligrosos. Es decir, materiales de bajo coste, destinados al abandono, vertido o incineración, que mediante el proceso de formación de los Tecnosoles, son valorizados y reintegrados a los ciclos biogeoquímicos con garantía sanitaria y con secuestro de C (valorización biogeoquímica). Tras el análisis del proceso de recuperación empleado en la Mina de Touro se presentan datos del estado actual, haciendo una especial referencia a la Corta de Bama, donde se ubica un humedal "reactivo" con varios Tecnosoles, que permiten la transformación de aguas hiperácidas con altos contenidos de elementos tóxicos disueltos, elevada conductividad eléctrica y carácter hiperoxidante, donde solo se desarrollan organismos extremófilos en aguas neutras, acordes con el entorno deseable ambientalmente, en las que se desarrolla una elevada biodiversidad de organismos propios de medios acuáticos naturales no contaminados. Se revisan las directrices legales sobre revalorización de residuos, medio ambiente y evaluación de impacto Ambiental. Se analizaron problemas de calidad del agua que tienen su origen en diferentes actividades como: industria, minería, aguas residuales urbanas, obras civiles o agricultura, entre otras. En todas ellas se evidencia el desequilibrio producido por las actividades antrópicas, que, en muchas ocasiones, se abandonan a soluciones de atenuación natural, de acuerdo a los componentes minerales de los materiales geológicos, la actividad biológica y el papel de filtro, reactor, reactivo y sistema tamponizante de los suelos, en conjunto con las condiciones hidráulicas que regulan la concentración de oxidantes o los procesos de sedimentación, ente otros efectos. Este sistema de depuración natural es, en muchos casos, insuficiente para lograr la recuperación de la calidad de las aguas en el espacio y tiempo necesario, especialmente cuando se supera la carga crítica de contaminantes del sistema suelo¿agua¿planta. También se estudiaron materiales geológicos, cuya composición química y mineralógica puede causar problemas ambientales cuando las obras civiles obligan a la excavación y exposición en superficie. Materiales pizarreños con diferente composición (ampelitas, liditas, brechas calcáreas con sulfuros, etc.) pueden contener sulfuros, sulfoarseniuros, seleniuros, etc., cuya oxidación produce la acidificación de aguas y suelos con el riesgo de movilización e incremento de la biodisponibilidad de elementos como Al, As, Se, Ni, Cu, Min, Sb, etc. Las obras civiles como construcción de carreteras, túneles o puentes, las actividades extractivas mineras para la obtención de rocas ornamentales como las pizarras, con acumulación en superficie de los materiales exhumados, son, entre otras, actuaciones cuyos riesgos ambientales deben ser previstos y, en la medido de lo posible, eliminados o mitigados, siendo los Tecnosoles una importante herramienta en esta línea de mejora de la calidad ambiental y de corrección de los desequilibrios causados por las actuaciones antrópicas en la biosfera. En Galicia, hay una gran presencia de materiales pizarreños, las cuales pueden variar las condiciones del medio, especialmente del medio hídrico, dependiendo de la composición del estrato y tanto en las fases de exploración como en la de explotación, especialmente cuando se dan actividades que generan movimientos de suelos y rocas, los cuales conllevan el transporte, tratamiento y disposición de los residuos, a otra ubicación, lo que de forma inevitable afectará al relieve, paisaje, aire, agua, suelo y biota. Se estudian los impactos generados por construcción de un proyecto de Ingeniería Civil, en materiales pizarreños en la Autovía A8 del Cantábrico, de San Sebastián a Santiago de Compostela, tramo de Vilamar ¿ Barreiros. Se incluye una propuesta de actuación para la recuperación de los focos de acidificación, que consta de 4 etapas, de las cuales sólo se ha ejecutado parte de la primera, a la fecha de presentación de esta tesis. En proyectos realizados por el grupo de trabajo del LTA¿USC, a largo plazo se plantea el tratamiento de este material residual, en vertederos con Tecnosoles, de manera que se eviten episodios de contaminación. Aquí se presentan los datos iniciales de su ejecución. El siguiente apartado presenta los resultados obtenidos en el tratamiento de aguas residuales en Pazo de Señorans. Lugar en el que se producen vinos y realizan eventos sociales, el cual tenía una EDAR en la que su fase final era un humedal y no cumplía con los límites establecidos por la ley para descargas de este tipo. Como solución se diseñó y elaboró un Tecnosol para introducirlo en el humedal, modificándolo de manera que se convierta en un "humedal reactivo", actuando conjuntamente suelos (Tecnosoles) y plantas (Typha). Se modificó la geometría interna del humedal, buscando ampliar el recorrido del agua y con ello aumentar el tiempo de residencia. Como resultado se obtuvo agua tratada acorde con las directrices vigentes, e incluso para aumentos de producción previstos a mediano plazo, los propietarios piensan mantener el modelo aquí estudiado. A continuación se muestran los resultados de la aplicación de Tecnosoles como adsorbentes de fosfatos en dos afluentes de la cuenca del Río Limia. Este proyecto tuvo por objetivo reducir la aportación de fosfatos que llega al Embalse de As Conchas donde se han producido "blooms" de cianobacterias. Una vez retirado el Tecnosol de los dos cauces se analizó su capacidad residual para adsorber fosfatos, pudiendo comprobar que mantienen intacta o incluso aumenta su capacidad de retención, lo que dio origen al estudio de la retención de fosfatos de este Tecnosol, en condiciones de laboratorio, buscando establecer la capacidad máxima, rendimiento y comportamiento de estos Tecnosoles. Las investigaciones realizadas, cumplen con el proceso evolutivo del Tecnosol, el cuál aunque inicialmente nació como herramienta de corrección, busca llegar a considerarse como elemento de prevención y mitigación de impactos, especialmente a los sistemas más sensibles de la biosfera (agua y biota) y al único sistema protector a corto y medio plazo (el suelo).