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Capacidad de aplicar una amplia variedad de productos de remediación
biológica y química que están disponibles hoy en día, así como
aquellos aún por inventar.
Prácticamente cualquier contaminante es susceptible a ser degradado o
neutralizado a nivel molecular por una reacción química o digestión por
microbios. Una gran cantidad de investigación y desarrollo se ha
realizado y sigue realizándose, con el objetivo de encontrar o crear
productos para el tratamiento específico basados en este principio. No
es tan ampliamente divulgado que
dichos productos ya se han creado y, en algunos casos, ya están en uso
comercial. Por razones que se explicarán en breve, estos productos han
no sido utilizados confiablemente o extensivamente para la remediación
de suelos contaminados, antes de la comercialización de los equipos
METS.
Un ejemplo de un producto comercialmente disponible (como se describe en
su patente: P/N 5.478.389) es una composición de un silicato soluble (en
este caso, silicato de sodio), un agente surfactante aniónico (un éster
del ácido órgano-fosfórico) y un polyol (etilenglicol), entre otros
ingredientes. El producto se utiliza comúnmente hoy en día para degradar
hidrocarburos como parte de varias aplicaciones de limpieza y desengrase
(por ejemplo, en mantenimiento o actividades de tratamiento de
emergencia de derrames en las refinerías de petróleo). Los detalles de
las reacciones químicas involucradas son confidenciales, pero las
reacciones son complejas y, en gran parte, ocurren simultáneamente. Las
reacciones comienzan inmediatamente después de la aplicación, con la
suficiente rapidez para inhibir la volatilización de los componentes
tóxicos en la atmósfera antes de que termine el proceso de degradación.
Hemos encontrado que este producto funciona, cuando es modificado para
nuestro proceso, tan eficazmente en degradar la contaminación de
hidrocarburos en el suelo como lo hace en las aplicaciones de limpieza o
desengrase.
Otro ejemplo de productos basados en una estrategia de reacción química
son implementaciones prácticas de un principio químico conocido como
química reactiva de Fenton. “Fenton's Reagent Chemistry - FRC”. FRC
provee oxidación directa--liberación de oxígeno naciente--mediante una
reacción exotérmica entre un peróxido y un catalizador
La reacción exotérmica, así como la liberación de oxígeno, dependiente
del catalizador, degrada la molécula de hidrocarburo a sus elementos
carbono e hidrógeno. El oxígeno naciente reacciona con estos elementos
para formar compuestos benignos (por ejemplo, en el caso de la gasolina,
los subproductos son agua y dióxido de carbono). Reacciones químicas
basadas en esta química son confiables y predecibles, una vez que se ha
creado el entorno adecuado.
Investigadores en una variedad de organizaciones y empresas han
identificado y cultivan microbios que han probado degradar o neutralizar
varios tipos de contaminantes. En todos los casos conocidos, estos son
organismos biológicos naturales que se ha observado que prosperan en los
ambientes donde estos contaminantes han sido introducidos por
acontecimientos provocados por el hombre o por causas naturales. No
todos estos descubrimientos han producido productos disponibles
comercialmente, pero han sido catalogados para la compatibilidad con
nuestro proceso y estamos seguros de que no vamos a tener ningún
problema obteniendo acceso práctico a estos "productos" incluso si no
están todavía en el mercado comercial.
En conclusión, existen hoy en día los medios para degradar, destruir o
neutralizar permanentemente compuestos contaminantes. No creemos que
haya ningún tipo de contaminación que siempre sea inmune al tratamiento
químico o biológico.
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Inconsistencias en las condiciones y contenido del suelo requieren
excavación y procesamiento adecuado para crear una matriz de suelo
consistente y predecible.
La principal razón por la que los productos descritos anteriormente no
han sido ampliamente utilizados para remediar suelos contaminados, es la
falta de un método eficaz, fiable y versátil para introducir reactivos
en un stock de suelo. Las condiciones del suelo que encontramos en la
naturaleza pueden variar significativamente en cuestión de unos pocos
pies, o incluso unas pocas pulgadas (vertical y horizontalmente). El
suelo naturalmente varía en su composición (por ejemplo, arcilla, arena,
calcreta, grava, etc.), compactación, acidez, contenido de humedad,
etc.. Por otra parte, un stock de suelo puede contener una variedad de
materiales tales como piedra, madera, residuos metálicos, etc., que son
capaces de obstruir el libre flujo de aire y
humedad.
Sin embargo, la mayoría de quienes han estado desarrollando y
promoviendo las tecnologías de remediación de suelos, de extracción de
vapor, aspersión, bio-inyección, tratamiento térmico, lavado de suelo,
etc., han operado en el supuesto de que esta variabilidad no es una
limitación significativa en la eficacia y eficiencia de dichas
tecnologías. Sin embargo, estas tecnologías no han sido eficaces en
eliminar o neutralizar la contaminación, excepto bajo condiciones
controladas, con resultados incompletos o a través de la intervención
con procesos altamente costosos y lentos. De hecho, en nuestra opinión,
las únicas historias de éxito creíble y significativas asociadas con
estas tecnologías (especialmente la bioremediación) es donde se han
aplicado para crear barreras frente a fuentes de contaminación.
Hemos determinado, después de varios años de investigación y experiencia
práctica en una variedad de estas tecnologías, que esta variabilidad de
las condiciones y contenido del suelo es la principal, si no única,
barrera para una remediación eficaz y eficiente del suelo saturado de
contaminación. Creemos que para cualquier tecnología de remediación
pueda ser considerada viable debe, ante todo, tener un medio de eliminar
esta variabilidad en el suelo, junto con la introducción de uno o más
productos reactivos químicos / biológicos. En segundo lugar, el método
para reducir la tierra en una matriz homogénea debe reducir el suelo a
un estado de partículas fina con el fin de maximizar el acceso a las
moléculas de contaminantes. En tercer lugar, el método debe tener un
medio de asegurar que el reactivo sea distribuido uniformemente a lo
largo de esta matriz de suelo homogéneo y le permitirá completar el
proceso de degradación/neutralización, antes de que el suelo pierda su
composición particulada fina y homogénea.
Finalmente, para promover la eficacia y rapidez, la matriz del suelo
debe incluir, al menos inicialmente, un nivel relativamente alto de
arrastre de aire y un nivel de humedad cuidadosamente calibrado. Estas
son las condiciones eficaces para promover y sostener las reacciones
químicas deseadas; son aún más críticas para un régimen de tratamiento
basado en los organismos biológicos. Por ejemplo, hemos encontrado que
los métodos de biorremediación que no crean estas condiciones (matriz
homogénea, partículas finas, distribución eficaz, arrastre de aire y
humedad adecuada) pueden tomar muchos meses para mostrar resultados
significativos y pueden tomar años para alcanzar los objetivos de
remediación (quizás requieren inyecciones periódicas de los reactivos
biológicos). Sin embargo, con nuestro proceso, resultados significativos
mediante organismos biológicos pueden verse dentro de horas y los
objetivos de la remediación son alcanzados dentro de unas semanas.
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Adaptación de tecnologías de procesamiento de suelo existentes para
crear una matriz de suelo homogéneo y de partículas finas.
Sabiendo que el éxito de las tecnologías de remediación depende de las
tecnologías de procesamiento eficaz del suelo--es decir, las tecnologías
que (1) crean una matriz de suelo homogéneo formado por partículas
finas; (2) aseguran la distribución uniforme de los reactivos
químicos/biológicos; (3) promueven la incorporación de aire; y así
sucesivamente... empezamos a investigar y evaluar posibles candidatos.
No consideramos inventar una nueva tecnología porque no creímos que
sería necesario. Además, no queríamos que nuestro proceso de diseño sea
obstaculizado por las incertidumbres sobre el desempeño de un elemento
tan crítico.
No encontramos candidatos en la industria de remediación ambiental. Sin
embargo, encontramos a muchos candidatos atractivos, presentando varias
combinaciones de las fortalezas y debilidades para nuestros propósitos,
en la minería, industrias de equipo agrícola y de arena y grava. El
procesamiento y tratamiento de suelos y contenido en el suelo es, por
supuesto, un elemento vital en las operaciones de minería,
arena y grava y en la
agricultura. Además, encontramos tecnologías similares empezando a ser
más comunes en la industria de la demolición (para el procesamiento de
materiales) y algunas otras industrias lejos de, o al menos fuera de la
industria de remediación ambiental.
No es el propósito de este artículo dar detalles de esta parte de
nuestra investigación. Es suficiente decir que no sólo se investigó
estas tecnologías, sino también en ciertos casos se hizo uso práctico de
ellas con el propósito de remediar suelos contaminados. Como resultado,
hemos sido capaces de identificar la mejor tecnología, sus aplicaciones
comerciales y la base para modificarla y alcanzar nuestros objetivos.
Cabe señalar, en aras de la divulgación adecuada, que no somos la única
empresa o inventor que ha identificado la necesidad o utilidad de
equipos de procesamiento de suelo, de un tipo u otro, para remediación
ambiental. Sabemos de otros que han intentado comercializar inventos
basados en esta idea, y también estamos familiarizados con una variedad
de patentes que se han emitido, que contienen referencias a la
utilización de dichos equipos para remediación ambiental. Sin embargo,
no sabemos de ninguna otra compañía o inventor que ha tenido éxito en el
desarrollo de un proceso práctico y comercialmente probado que cumple
con todos los criterios de éxito que hemos identificado, especialmente
la capacidad y base de conocimientos necesarios para remediar una amplia
gama de tipos de contaminantes en una amplia gama de condiciones del
suelo, con eficiencia y confiabilidad.
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Adecuada integración de los agentes reactivos químicos/biológicos de
tratamiento con el mecanismo de procesamiento del suelo.
Como se señaló anteriormente, es una condición necesaria pero no
suficiente para el éxito que el suelo sea procesado en una matriz
homogénea de partículas finas de elementos del suelo. Además, tiene que
existir un medio para distribuir uniformemente los agentes
químicos/biológicos en el suelo mientras se encuentra en este estado
homogéneo. Para alcanzar este objetivo, se realizó nuevamente
investigación en tecnologías comercialmente disponibles que puedan
adaptarse a esta finalidad. Hemos sido capaces de identificar una serie
de candidatos prometedores, principalmente en la industria de maquinaria
agrícola. En esta industria, por supuesto, es deseable obtener
distribuciones homogéneas de productos químicos, alimentos y materiales
orgánicos, en suelo. Las modificaciones necesarias para nuestros
propósitos fueron pocas y constituyeron una invención mínima por nuestra
parte.
Cabe destacar que un principio fundamental de nuestro diseño también es
lo que distingue nuestro proceso en un grado crítico de otros intentos
de inventos de tecnologías de remediación superficialmente similares. Es
decir, nuestro proceso distribuye los reactivos precisamente en el punto
de que el suelo está entrando en el mecanismo de procesamiento que
produce la matriz homogénea. Como resultado, los reactivos se
distribuyen a lo largo del suelo contaminado en el momento exacto en que
son activados por el proceso de degradación/neutralización. Además,
también es el escenario óptimo para el arrastre de aire y control de
humedad. Otros inventos de remediación intentaron introducir los
reactivos un tiempo sustancial antes o después de que el suelo ha sido
procesado y, en consecuencia, logran resultados inconsistentes o no
fiables, incluyendo el tener que volver a tratar el suelo. En nuestro
sistema, el agente(s) ya está en el proceso de degradar/neutralizar las
moléculas contaminantes el momento en que el suelo sale del equipo de
proceso
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Capacidad para tratar a varios tipos de contaminantes al mismo
tiempo.
Muchos proyectos de remediación, particularmente sobre propiedades
industriales o militares, están obstaculizados, si no completamente
bloqueados, por el hecho de que el suelo está contaminado por más de un
material contaminante/peligroso. Por ejemplo, un stock de suelo puede
estar contaminado con gasolina y plomo soluble. Todos los problemas y
desafíos, que hacen de remediar un tipo único de contaminante difícil y
poco fiable, se agravan cuando múltiples contaminantes están presentes
(de hecho, la mayoría de otras tecnologías de remediación les costaría
remediar eficientemente suelos contaminados con incluso dos tipos
diferentes de hidrocarburos, como el aceite de motor y gasolina).
La capacidad para tratar el suelo que contiene varios tipos de
contaminantes en un mismo proceso confiable, eficiente y asequible, no
era un objetivo crítico de nuestro esfuerzo de investigación y
desarrollo. Sin embargo, rápidamente descubrimos que las tecnologías que
hemos identificado y los procesos que hemos diseñado, eran fácilmente y
rápidamente adaptables para el tratamiento de varios tipos de
contaminantes durante una sola pasada a través del equipo de proceso. De
hecho, las modificaciones necesarias para alcanzar este resultado son
triviales. Esencialmente, involucran instalar una serie de tanques de
almacenamiento por separado y un sistema de distribución actuando en
paralelo, cada uno de los cuales aplica un reactivo diferente al suelo
(por ejemplo, un reactivo para degradar el combustible diesel, otro
reactivo para neutralizar el plomo soluble) al mismo tiempo. No hay
ningún límite para el número de sistemas de distribución de reactivos
involucrados y por lo tanto de los tipos de contaminantes que pueden ser
tratados de esta manera, aparte de las limitaciones prácticas de tamaño
de los equipos de procesamiento.
Por otro lado, somos conscientes de la posibilidad de que, en ciertas
circunstancias, las actividades de un reactivo pueden obstaculizar o
bloquear las acciones de otro (por ejemplo, un reactivo químico podría
ser perjudicial para o inhibir un organismo biológico hasta que se
completen las reacciones químicas). Estas situaciones, que creemos que
serán raras, se identificarían en laboratorio de pruebas antes de la
aplicación en campo. En ese caso, la solución más sencilla sería el
procesar del suelo a través del equipo una segunda vez.
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El proceso es un sistema completo, no sólo es un equipo o un
producto de tratamiento.
Hemos diseñado METS para ser una oferta totalmente comercial. Es decir,
queremos que el propietario/operador del sistema tenga el poder de
tratar fácilmente un problema de contaminación del suelo típico, de
cualquier tamaño, en cuestión de días después del entrenamiento, y tener
la capacidad de estimar razonablemente la cantidad de tiempo, mano de
obra, reactivos, etc., necesarios para completar el proyecto. Tenemos la
intención de dar licencia de la tecnología de proceso METS a otras
empresas que tienen poco conocimiento de los principios involucrados en
el diseño de los equipos METS.
Para alcanzar estos objetivos, hemos creado un proceso que abarca y
estandariza todas las fases del ciclo de vida de un proyecto de
remediación completa. Este ciclo de vida incluye: pruebas para
determinar las condiciones del suelo e identificar los tipos de
contaminantes presentes, selección de los reactivos químicos o
biológicos óptimos, calibración y ajuste de los componentes de los
equipos de proceso correctamente,
carga del suelo contaminado y manejo del suelo remediado, pruebas
de los suelos remediados en intervalos de tiempo, y finalmente el
almacenamiento los resultados en una base de datos estándar. Los datos
recogidos en la base de datos estarán disponibles para desarrollar mejor
a los proyectos de remediación de características similares futuros.
Como resultado, la operación exitosa de los equipos
METS no requiere la participación
activa de los inventores de los equipos de proceso, ni requiere la
presencia de profesionales técnicos altamente capacitados.
Conclusión
El proceso METS es hoy una realidad comercial. La explicación del
proceso METS puede parecer sorprendentemente sencilla para aquellos que
han sido frustrados por la falta de otras tecnologías de remediación. La
tendencia en los últimos años ha sido adoptar tecnologías de remediación
que contienen un alto grado de complejidad ingenieril y componentes
costosos de diseño personalizado. Sin embargo, la simplicidad de los
conceptos técnicos que presenta el diseño del proceso usado con los
equipos METS, es parte de la razón que lo hace tan poderoso. Siendo
también esta la razón de que METS sea la única tecnología totalmente
comercial que existe hoy en día,
que puede tratar una amplia gama de problemas de contaminación más
rápido y a menor costo que cualquier otro método activo de remediación,
incluyendo los vertederos.
