Tecnologias de descontaminação de solos e águas subterrâneas

FRASA Engenheiros Consultores 

Prof. Dr. Eng. Rafael Fernández Rubio

Âmbito dos trabalhos solicitados 

Realizar reconhecimentos de campo na margem esquerda do rio Tejo. 

Realizar reuniões de trabalho em Lisboa. 

Preparar uma proposta de estudos e trabalhos requeridos, para 

apresentar soluções para problemas derivados de focos de 

contaminação de águas e solos 



Técnicas de recuperação de solos (I) 

Tratamientos in situ 

• Técnicas de lavagem 

• Técnicas físico-químicas 

• Técnicas de arrasto com ar ou vapor 

• Técnicas de posta em contato 


Custo aproximado: 380 - 450 € / Ton 

Tempos de limpeza: variáveis 


Técnicas de lavagem 

Método 

Mediante um fluido (geralmente água com ácidos, bases ou 

detergentes), dissolvem-se e arrastam os poluentes solúveis, que se 

extraem depois em uma instalação adequada. 

Condicionantes 

• Características físico - químicas dos poluentes. 

• Características hidrogeológicas do meio e sua distribuição espacial. 

• Risco de migração dos poluentes para zonas não poluídas. 

• Requerem-se grandes volúmes de água. 

• Eficaz para tratamento de solos poluídos por metais. 



Técnicas de lavagem 

Bomba 

Poço de extração 


Solo poluído 

Nível freático 

Poço de injeção 

Difusor 


Técnicas de arrasto com ar ou vapor 

Método 

Tecnologia aplicável à eliminação de componentes orgânicos 

voláteis. 


• Usam-se os vazios e/ou pressão para forçar o fluxo. 

• Os componentes básicos são: 

• Furos de injecção de ar / vapor limpo. 

• Furos de recolha de ar / vapor contaminado. 

• Furos de controlo. 

• Compresor e soplantes. 

• Bomba de vácuo. 



Técnicas de arrasto com ar ou vapor 

Poço de injeção 

Compressor 

Solo poluído 


Depuração do ar 

Água 

Nível freático 

Borbulhas 

Soplante 

Ar 

Poço de extração 


Técnicas físico-químicas (I) 

Método 

Eliminação o fixação total ou parcial dos poluentes pressentes, 

mediante aplicação de agentes químicos. 

Tipos de técnicas 

• Extração 

• Solidificação 

• Vitrificação 

• Eletromigração 



Técnicas físico-químicas (II) 

Extracção 

Utiliza-se água com dissolventes. A mistura de dissolvente e sólidos 

centrifuga-se ou filtra-se. Na fase líquida rompe-se a emulsão, com 

calor, e decanta-se; aplica-se a separação por stripping, ou mediante 

carbono activo, ou por destilação, recicla-se o dissolvente,... 

Características 

• Nos solos tratados desaparece a matéria orgânica, 

• Materiais inertes, 

• Profunda mudança de textura, 

• Estes tratamentos são caros 



Técnicas físico-químicas (III) 

Solidificação - Estabilização 

Estas tecnologias apiam-se na redução da mobilidade dos poluentes, 

mediante sua incorporação de matérias sólidas, tanto orgânicas 

como inorgânicas, de baixa permeabilidade. 


• Os solos tratados ficam solidificados. 



Técnicas físico-químicas (III) 

Solidificação - Estabilização 

Solo estabilizado 

Misturadora 


Solo poluido 

Planta de 

preparação 


Técnicas físico-químicas (IV) 

Vitrificação 

Mediante tratamento térmico os solos fundem-se numa matriz vítrea, 

muito resistente, em que os poluentes ficam fixados. 


• As temperaturas de fundição estão entre 1.600º C e 2.000º C. 

• Os poluentes orgânicos destroem-se mediante pirólisis. 

• Os componentes inorgânicos encapsulam-se na massa vítrea. 

• Pode-se aplicar in situ (mediante eletrodos). 

• É muito caro especialmente em presença de água. 



Técnicas físico-químicas (IV) 

Vitrificação 


Recolha de gas 

Grafite e massa de vidro 

Solo vitrificado 

Eletrodo Eletrodo 


Técnicas físico-químicas (V) 

Eletromigração 

Mediante um campo elétrico provoca-se a migração dos 

componentes iónicos. 


• Especialmente indicado para metais pesados e outros componentes 

iónicos. 

• Os recipientes protectores dos eletrodos estão preenchidos por 

dissoluções químicas, que incorporam os poluentes que serão 

eliminados numa instalação de depuração. 



Técnicas físico-químicas (VI) 

Eletromigração 



Técnicas de posta em contato (I) 

Método 

Trata-se de facilitar o contacto entre os agentes de tratamento (água, 

vapor, substâncias químicas, etc.) com os poluentes. 

Tipos de técnicas 

• Kerfing. 

• Fraturação hidráulica. 

• Sarjetas de intercepção. 

• Stripping. 



Técnicas de posta em contato (II) 

Kerfing 

Criação, mediante jacto de água a alta pressão e material abrasivo, 

de uma cavidade paralela ou perpendicular ao eixo de um poço. 

A cavidade actua como depósito de recolha para facilitar a extração 

do poluente. 

Fraturação hidráulica 

Consiste em aumentar as fracturas existentes ou criar novas 

fracturas, que se preenchem mediante material granular, para facilitar 

os fluxos hidráulicos na rocha poluída. 



Técnicas de posta em contato (III) 

Sarjetas de intercepção 

Consiste na escavação de sarjetas profundas paralelas, em intervalos 

regulares, colectoras do poluente, que permitem tratamentos em 

separado. 

Stripping 

Consiste na mobilização de poluentes voláteis no subsolo, mediante 

uma diminuição da pressão, que gera um fluxo para o poço de 

captação. 

Especial para compostos orgânicos voláteis. 



Foto: Julio Segura C 

Técnicas de recuperação de solos (II) 

Tratamentos ex situ 

• Técnicas de aeração / volatilização passiva 

• Técnicas de lavagem 

• Técnicas de incineração 

• Técnicas de desorção térmica 


Custo aproximado: 2 - 300 € / Ton. 

Tempos de limpeza: largos. 

Por problemas de custos não se 

utilizam geralmente quando os 

volumes de solos poluídos são 

superiores a 5.000 / 10.000 m 3 . 


Técnicas de aeração / volatilização passiva 

Método 

Consistem em eliminar os poluentes orgânicos por volatilización. 

Os solos poluídos depositam-se em lâmina, sobre uma geomembrana 

ou superfície impermeável. 


• Não servem para eliminar os metais pesados. 

• Apresentam o inconveniente de passar os poluentes à atmosfera. 



Técnicas de lavagem de solos 

Método 

Consistem em separar os poluentes do solo mediante uma solução 

aquosa (dissolvente). 


• Não se elimina a toxicidade dos poluentes, que se deverão gerir 

mediante armazenamento em depósito de segurança autorizado, ou 

recuperar-se para reutilização. 



Técnicas de incineração 

Método 

Os solos submetem-se a altas temperaturas, normalmente em fornos 

rotativos, para queimar a matéria poluente combustível. 


• Aplicável a solos com poluentes orgânicos. 

• Não servem para eliminar aos metais pesados. 

Problemas 

• Queima-se o material orgânico do solo, que fica biologicamente 

inerte. 


• Apresentam o inconveniente de passar os poluentes à atmosfera. 



Técnicas de desorção térmica 

Método 

Os solos submetem-se a temperaturas entre 250º e 400º C, através 

de um gás inerte (nitrogénio) para impedir a oxidação; transporte dos 

compostos voláteis gaseificados para diferentes tratamentos. 

Não se destrói a estrutura do solo. 


• Aplicável a solos com poluentes orgânicos, com ponto de ebulição 

inferior a 430º C. 


Problemas 

• O solo tratado é biologicamente inactivo mas conserva sua 

estrutura e pode retornar à origem. 




Técnicas de recuperação de solos (III) 

Técnicas de confinamento 

• Técnicas de selageme isolamento 


Custo muito variável em função de volume, 

natureza, solo,.. 


Técnicas de confinamento 

Método 

Consiste em cobrir o solo poluído com material impermeável, 

acompanhando geralmente com a construção de barreiras 

impermeáveis laterais para completar o isolamento. 


• Grandes quantidades de solos cuja escavação e transporte a um 

Depósito de Segurança é inviável. 

• Solos com poluentes com risco por contacto directo, 

dispersão atmosférica, ou lixiviação. 

• Solos poluídos para os que não exista tratamento com garantias. 



Técnicas de selado, isolamento e cobrimento 


Injeções 

impermeabilizantes 

Solo 

poluído 



Solo 

poluído 


Poço de drenagem 

Cortina impermeável 

Nível piezomêtrico interior 



Objetivos 

• Evitar a emissão atmosférica de poluentes. 

• Restringir a filtração de água através do solo poluído. 

• Evitar a dispersão dos poluentes no aqüífero. 

• Reduzir a afectação aos ecossistemas. 




Fatores condicionantes da cobertura isolante 

• Efetividade a longo prazo face a: 

• Gelo ou temperaturas elevadas. 

• Penetração de raízes, animais ou insetos. 

• Movimentos sísmicos. 

• Circulação de veículos. 

• Erosão por água ou vento. 

• Assentamento dos solos subjacentes. 

• Instabilidade mecânica do lugar.... 




Elementos do sistema de cobertura 

• Capa de solo superficial. 

• Capa de proteção. 

• Capa de drenagem. 

• Barreira impermeável. 

• Capa de circulação e recolha de gases. 




Técnicas de recuperação de solos (IV) 

Técnicas biológicas 

• Técnicas de biodegradação in situ 

• Técnicas landfarming 

• Técnicas de biodegradação em reator 


Adequadas para a degradação de 

componentes orgânicos (pesticidas, óleo 

diesel, gasolina, azeite, compostos 

orgânicos halogenados,...). 


Técnicas de biodegradação in situ 

Método 

Utiliza bactérias do solo ou externas, contribuídas para biodegradar 

aos compostos orgânicos. 

Potencializa-se por adição de nutrientes (fósforo, nitrogênio, etc.) e, 

às vezes, inoculação de cultivos de bactérias. 

Não se destrói a estrutura do solo. 


Frequientemente realiza-se com um sistema de injecção de águas e 

bombeamento de extracção (às vezes com adicção de peróxido de 

hidrogênio) 



Técnicas de biodegradação in situ 



Técnicas de landfarming 

Método 

Os solos poluídos, depois de sua escavação, tratam-se extensivavente 

em espaços abertos. 

As capas de solos são arejadas mediante volteio e os lixiviados são 

filtrados ou recolhidos. 

Problemas 

Requer de superfícies extensas, preferencialmente em zonas isoladas 

e sem aqüíferos. 



Técnicas de biodegradação em reator 

Método 

Depois da adição de água, para formar uma lama, adicionam-se 

microorganismos, mantendo uma concentração adequada de 

biomassa. 

Quando a biodegradação terminou terá que se desidratar o solo. 

Problemas 

As águas residuais resultantes requerem um tratamento adicional 

antes da sua rejeição 



+ 

Custo 

- 

- 

Incineração 

Confinamento 


Flushing 

Biorrem. 

ex situ 

Stripping 

Tempo 

Biorrem. 

in situ 

Degradação 

natural 

+ 


Metodologia de trabalho 

Caraterização do meio contaminado 

• Caracterização hidrogeológica 

permeabilidade hídrica 

permeabilidade pneumática 

• Caracterização dos poluentes: 

primários 

transformados 

• Estado físico dos poluentes: 

absorvidos pelo solo 

disolvidos 

gasosos 

• Distribuição espacial: 

concentração dos poluentes 

dispersividade 



Atuações gerales recomendadas 

Caracterização hidrogeológica do meio contaminado. 

Realização de acções piloto com as técnicas mais adequadas, 

comparando todos os parâmetros, para seleccionar a mais adequada 

pela sua facilidade de uso, efectividade, custo, menor impacto, etc. 

Análise de riscos para o pessoal que trabalhe na operação. 

Análise de riscos por fuga ou dispersão dos poluentes. 

Projecto de recuperação e controlo da eficácia do tratamento. 

Planeamento do acomapnanhento durante a realização da obra. 

Monitorização do comportamento da obra realizada. 



proyectos@frasaingenieros.com

Tecnologias de descontaminação de solos e águas subterrâneas

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