1. UNIVERSIDAD CIENTÍFICA DEL SUR
CARRERA DE INGENIERÍA Y GESTIÓN AMBIENTAL
DESORCIÓN TÉRMICA SOLAR (DTS) DE SUELOS MINEROS CONTAMINADOS
POR MERCURIO MEDIANTE HORNO ROTATORIO
Profesor: Erik N. Córdova Ch.
Alumnos:
Isabella Diaz
Luciana Castro
Maria Fernanda Corvacho
Lima - Perú

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Índice
1. Resumen
2. Introducción
3. Descripción del problema ambiental
4. Caracterización de los contaminantes
5. Descripción del sistema de tratamientos
6. Resultados del sistema de tratamiento en funcionamiento
7. Monitoreos
8. Referencias bibliográficas

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Resumen
La minería del mercurio en el Valle del Azogue, ubicado al norte de la provincia de Almería,
cerca del límite con Murcia, ha producido una importante cantidad de residuos que ha dado
lugar a una significativa contaminación por Hg y As en los suelos, así como a una importante
emisión de vapor de mercurio a la atmósfera. Se ha estudiado la viabilidad de la utilización de la
energía solar en el tratamiento térmico (desorción térmica) de suelos contaminados por
mercurio, mediante hornos rotatorios. La caracterización de residuos y suelos mediante SEM-
EDS y SPTD (solid-phase-Hg-thermo-desorption) indica que las fases dominantes del mercurio
en los materiales muestreados son el cinabrio (HgS) y el mercurio metálico (Hgº), adsorbido en
la matriz para el caso de los suelos contaminados y el mercurio metálico para el caso de los
calcinados y demás residuos mineros. Se mostró el excelente comportamiento de estos hornos,
con una eliminación de los contaminantes nombrados, superior al 99%, cuando se superan los
400°C. Se demuestra por lo tanto la posibilidad de descontaminar térmicamente suelos con
presencia de contaminantes volátiles, utilizando energías renovables.
Palabras clave: mercurio, desorción térmica, suelo contaminado, energías renovables.
Introducción
El presente trabajo se basa en el yacimiento abandonado de Mercurio del Valle del Azogue.
Éste fue explotado a cielo abierto y en galerías subterráneas de poca profundidad en el siglo
XIX, el cual en su superficie se encontró concentraciones muy elevadas de mercurio. Por lo
tanto, para tratar este problema ambiental se explicara y se dará a conocer los resultados y la
efectividad de un nuevo método especial para remediar este suelo.
Este método es conocido como desorción térmica y se caracteriza por usar la energía solar. Esta
es una nueva tecnología, ya que solo se encuentran experiencias con hornos convencionales de
alto costo.
Para el tratamiento de suelos mediante la contaminación de mercurio existen varios
tratamientos como por ejemplo el método de la “inertización” mediante su encapsulación en

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materiales cerámicos así como la movilización del mercurio desde el suelo mediante el
calentamiento del mismo por corrientes eléctricas. Pero para tomar en cuenta el método de
desorción térmica se ha tenido que llevar a cabo un proyecto de investigación que ha
comprendido en la construcción y experimentación con un horno solar rotatorio.
Descripción del problema ambiental
La antigua mina de mercurio del Valle del Azogue (Pulpí, Almería) que se sitúa cerca de la
población de San Juan de los Terreros, a unos 120 km al norte de Almería (figura 1), produjo
una importante cantidad de residuos que dio lugar a una significativa contaminación por Hg y
As en los suelos, así como a una importante emisión de vapor de mercurio a la atmósfera.

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Figura 1. Mapa geológico del área de estudio Valle del Azogue, Sierra Almagrera. NQ: Rocas
sedimentarías del Neógeno ± Cuaternario, VM: Rocas volcánicas de Mioceno, PT Basamento
metamórfico del Pérmico± Triásico, F: Sistema de fracturas principales
La caracterización de los suelos y residuos de esta región se llevo a cabo mediante distintas
campañas de muestreo realizadas entre 1999 y 2009. Los residuos mineros, suelos,
sedimentos y calcinados se han muestreado mediante un muestreo manual hasta 0,3 m de
profundidad.
Los resultados publicados en distintos trabajos del Valle del Azogue (Tabla 1) indican una clara
contaminación de mercurio en los suelos, con una media de 357,3 ppm de Hg; y valores medios
significativos de Ag (8,8 ppm), As (353,9 ppm), Au (49,0 ppb), Ba (16117,0 ppm), Pb (301,2
ppm), Sb (3117,7 ppm) y Zn (535, 1 ppm).
El estudio del contenido de mercurio en la vegetación por medio de activación neutrónica y
absorción atómica indica contenidos de 5,3 y 54 ppm en tomillo, Thymus vulgaris, que es la
vegetación representativa del lugar.
También se ha constatado la emisión de vapores de mercurio, con una importante variación
estacional, que en términos de concentración era de 0,342 mg/m3 en septiembre y 0,106
mg/m3 en febrero.
Tabla 1. Geoquímica de los suelos contaminados del Valle del Azogue

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Caracterización de los contaminantes
El mercurio es un elemento que en la naturaleza se encuentra fundamentalmente como
sulfuro. Otras fases minerales que contienen Hg son la corderoíta (Hg3S2Cl2), livingstonita
(S2SbHg), calomelanos (Cl2Hg2), y diversos sulfatos como: klei-nita {[Hg2N](SO4, Cl, H2O)},
moseíta {[Hg4N2](SO4)( H2O)} y schuetteita [(Hg3O2)SO4]. Es un elemento poco abundante en
los suelos naturales no contaminados, oscilando su concentración entre 0,03 y 0,08 ppm y que
presenta los estados de valencia: +1 y +2, siendo este último el más frecuente. Es uno de los
metales pesados más tóxicos para los seres vivos, no solamente por ingestión sino por la
inhalación de sus vapores. Las emanaciones de Hg en forma de vapor pueden tener su origen
en la volatilización directa de Hg (0),en procesos de reducción del Hg²+ a Hg (0) y en procesos
de metilación por la actividad bacteriana del suelo que origina la aparición de compuestos
orgánicos volátiles de mercurio. Asimismo, es un elemento que puede ser fácilmente adsorbido
por las arcillas, los óxidos de hierro y la materia orgánica, en función del pH, e incrementándose
la capacidad de adsorción con el aumento del pH. Su movilidad también puede aumentar como
consecuencia de la formación de complejos estables con la materia orgánica y también con
otros iones presentes en los suelos. Por otro lado, en condiciones reductoras su movilidad es
muy baja como consecuencia de su precipitación en forma de sulfuro.
En el caso del Valle del Azogue, la mineralización consiste en una brecha compuesta de
estibnita, cinabrio, rejalgar, oro-pimente, esfalerita, siderita, calcopirita, pirita, cuarzo, calcita y
barita, emplazada en rocas metamórficas permotriásicas y mármoles. Las actividades mineras
se desarrollaron a cielo abierto y mediante pozos y galerías de escasa profundidad, en una zona
alargada de dimensiones aproximadas de 1 km de largo y unos 400 metros de ancho.
Los datos de los residuos (calcinados y escombreras) y suelos contaminados empleados en los
ensayos, muestran valores muy elevados de As, Ba, Hg, Pb, Sb y Zn, y valores significativamente
altos de Au, Ag, Cd, Cr y V. Las determinaciones mediante difracción de R-X permitieron
identificar las fases minerales mayoritarias, destacando la presencia mayoritaria de cuarzo,

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baritina y cinabrio en las muestras. La caracterización de las especies de mercurio también se
realizaron por medio de desorción térmica de fase sólida de mercurio (SPTD), en la Universidad
de Heidelberg (Alemania). Esta técnica consiste en la descomposición termal de los compuestos
de mercurio a diferentes temperaturas y en la determinación en continuo del mercurio liberado
con un equipo de absorción atómica (AAS). Las muestras analizadas dieron como resultado que
el mercurio es liberado principalmente en dos rangos de temperatura: 220-250 °C y 310 °C,
indicando el primer pico la liberación de “mercurio de la matriz”, mientras que el segundo pico
a temperaturas más altas indicaría la ocurrencia de cinabrio. También se llevaron a cabo
determinaciones mediante difracción de rayos X, SEM (scanning electron microscopy),
EDS(energy dispersive X-ray spectroscopy) y EPMA (electron probe microanalysis) en los
laboratorios de la Universidad Autónoma de Barcelona. En cualquier caso, es el cinabrio (HgS) la
especie de mercurio dominante, presente en casi todas las muestras del suelo, y el mercurio
metálico (Hgº) adsorbido en la matriz para el caso de los suelos contaminados, calcinados y
demás residuos mineros.
Descripción del sistema de tratamiento
El sistema de tratamiento empleado en este caso es el de la desorción térmica, pero se ha
realizado unos cambios en el sistema original, debido al alto costo de la energía implementada
en este proceso.
En el proceso original se utiliza un calentador también llamado desorbedor, que se compone de
un horno para calentar. En esta nueva técnica se ha usada para reducir el costo, un horno
rotatorio que en base a la energía solar.
La desorción térmica es un tratamiento térmico ex-situ que se lleva a cabo para eliminar los
compuestos orgánicos volátiles o metales volátiles como el mercurio. Mediante el
calentamiento del suelo a una alta o baja temperatura que no sobrepasa los 600°C. Estas
temperaturas están elegidas para llegar a volatilizar los contaminantes orgánicos pero no para
oxidarlos.

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En este proceso utilizamos el calentamiento del suelo a una alta temperatura (320-560°C) ya
que es más eficiente para remover metales volátiles como el mercurio. Debajo se encuentra un
cuadro donde nos muestra las temperaturas que se deben emplear para cada especie de
mercurio.
La desorción térmica emplea un equipo de hornos rotatorios para limpiar los suelos
contaminados. Los suelos se extraen mediante excavación y se ponen en el horno. Cuando los
suelos se calientan lo suficiente, las sustancias químicas dañinas se evaporan. Debe haber una
etapa previa antes de colocar los suelos en el horno, que consta en secarlos o mezclarlos con
arena o extráele los detritos para que el horno pueda limpiar los suelos de manera más pareja y
fácil.
Durante cada paso del proceso, los trabajadores emplean equipamiento especial para controlar
el polvo del suelo y recolectar los gases dañinos que se liberan al aire. Los gases contaminados
se separan del aire limpio utilizando un equipo de recolección de gases. Los gases se convierten
nuevamente en líquidos y/o materiales sólidos. Esos líquidos o sólidos contaminados se
eliminan de manera segura. Antes de devolver el suelo limpio al sitio, los trabajadores lo rocían
con agua para refrescarlo y controlar el polvo. Si el suelo todavía contiene sustancias químicas
dañinas, los trabajadores lo limpian más volviéndolo al horno. También pueden emplear otros

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métodos de descontaminación. Si el suelo está limpio, se devuelve al sitio. Si no, es enviado a
un vertedero.
Este tratamiento puede descontaminar más de 20 toneladas de suelo contaminado por hora. El
tiempo que demora eliminar la contaminación de un sitio mediante el empleo de la desorción
térmica depende de lo siguiente:
• Cantidad de suelo contaminado
• Condiciones del suelo (¿Está seco o húmedo? ¿Contiene muchos detritos?)
• Tipo y cantidad de sustancias químicas dañinas presentes
La descontaminación puede demorar sólo unas pocas semanas en sitios pequeños con poca
cantidad de sustancias químicas. Si el sitio es grande y los niveles de sustancias químicas
elevados, la descontaminación puede demorar años.
La desorción térmica se emplea ya que funciona bien en sitios donde el suelo es seco y con
determinados tipos de contaminantes. A veces la desorción térmica funciona donde no se
pueden emplear otros métodos, como en sitios con gran cantidad de contaminación en el
suelo.

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La desorción térmica puede resultar más rápida que la mayoría de los demás métodos. Eso es
importante en el caso de que deba eliminarse rápidamente la contaminación del sitio
contaminado para que se pueda emplear para otros fines. A menudo cuesta menos construir y
operar el equipamiento para la desorción térmica que el equipamiento que requieren otros
métodos de descontaminación que emplean calor.
Referencias bibliográficas
 http://www.clu-in.org/download/citizens/td-sp12-6.pdf
 http://www.academia.edu/386490/Desorcion_termica_solar_DTS_de_suelos_mineros_contami
nados_por_mercurio_mediante_horno_rotatorio
 http://grupsderecerca.uab.cat/gts/sites/grupsderecerca.uab.cat.gts/files/TESIS%20XG.pdf
 http://ingenierosdeminas.org/docu/documentos/suelos_mercurio.pdf
 http://www.eueti.uvigo.es/files/material_docente/1862/tema8contaminaciondelsuelo.pdf