Inguru en Retema: Muestreo suelos contaminados

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Aparición de Inguru Ingeniería y Gestión Ambiental en Retema: Técnicas habituales de muestreo de
suelos contaminados.

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Inguru en Retema: Muestreo suelos contaminados

  1. 1. Técnicas habituales de muestreo desuelos contaminados TÉCNICAS HABITUALES DE fase de investigación que vaya a MUESTREO DE SUELOS Rafael Bernal Gato desarrollarse, exploratoria o deta- CONTAMINADOS Responsable del Área de llada, la estrategia de muestreo de- Calidad del Suelo be basarse en el modelo concep-C uando ha de caracteri- tual preliminar de riesgos o bien en zarse un volumen de INGURU Ingeniería y la adaptación del mismo. suelo, es generalmente Gestión Ambiental En el primero de los casos, el mo- imposible examinar la to- delo se define tras la recopilación ytalidad del mismo y es por tanto ne- análisis de toda la información co-cesario tomar muestras representa- de la forma más precisa posible la rrespondiente a las actividades reali-tivas. Los métodos habitualmente estrategia de investigación a seguir. zadas en el emplazamiento, así co-empleados para el muestreo permi- La estrategia de muestreo es un mo su distribución espacial yten además un reconocimiento del elemento clave en la caracteriza- temporal y todo lo relacionado con elperfil del terreno atravesado, así co- ción y evaluación de los riesgos medio físico en el que se sitúa. Enmo la obtención de otra serie de da- asociados a la contaminación. De- base a estos datos se desarrolla unatos útiles para la investigación (geo- be ser acorde con los objetivos de hipótesis sobre las substancias po-lógicas, hidrogeológicas...etc.). El la misma y con las características tencialmente presentes en el empla-éxito de la investigación radica en la del emplazamiento, y constituye un zamiento, su distribución espacial,calidad de la caracterización de los elemento esencial para optimizar las posibles rutas y vías de migra-suelos que se realice. Antes de ini- los recursos asignados a la investi- ción y las vías de exposición de losciar cualquier trabajo de investiga- gación en relación con los resulta- potenciales receptores. Esta hipóte-ción de campo, es necesario definir dos de la misma. En función de la sis nos sirve para definir el riesgo asociado al emplazamiento, distin- guiendo los distintos componentes que configuran la cadena de riesgo (foco, vía y receptor). En el segundo caso, se realiza una adaptación en función de los resultados obtenidos en la investi- gación exploratoria, modificando y/o incorporando aquellos aspectos que se consideren oportunos. La estrategia de muestreo debe incluir, entre otros aspectos: - Una delimitación de subáreas o estratos a investigar. - La identificación de los medios a muestrear. - La localización y número de puntos de muestreo necesarios por cada unidad de investigación identificada.8 Julio - Agosto 2009
  2. 2. Técnicas habituales de muestreo de suelos contaminados - La profundidad de muestreo. Pero unos de los puntos clavepara alcanzar los objetivos pro-puestos es la técnica de muestreoque se va a emplear. Existen unconjunto de factores que influyen ycondicionan la selección del méto-do mas adecuado. LAS TÉCNICAS HABITUALES EN EL ESTADO A continuación se realiza unadescripción general de los diferen-tes métodos de muestreo que seutilizan habitualmente en el mues-treo de los suelos: Muestreo manual: Consiste enla obtención de una muestra desuelo sin el empleo de medios me- de la granulometría se pude produ- fuerza motriz manual con profundi-cánicos en los primeros centíme- cir rechazo por presencia de gravas dades de muestreo reales (según latros de una superficie. centimétricas. experiencia en investigaciones) Calicatas: Las calicatas son ex- Sondeos mecánicos: Es un menores a 1 m.cavaciones de investigación efectua- método de perforación empleado En la siguiente tabla se muestrandas en el terreno por medios mecáni- para todo tipo de materiales y que los principales sistemas de toma decos con retroexcavadora o similar, puede alcanzar profundidades su- muestras, en la que se resumen lasque pueden llegar hasta 5 - 7 m de periores a los centenares de me- principales ventajas e inconvenien-profundidad en todo tipo de suelos. tros. El método de perforación más tes de cada uno, así como su apli- Sondeos ligeros: Son sondeos desarrollado es el de rotación con cabilidad.semimecánicos a percusión me- coronas de perforación. Las calicatas permiten un rápidodiante el empleo de un martillo per- Existen otros métodos menos muestreo de los primeros metroscusor con motor de gasolina que habituales que son, por ejemplo, del suelo independientemente de laaporta la fuente motriz. En condi- los sondeos manuales, donde el granulometría del mismo. Tieneciones óptimas la profundidad má- avance de la perforación es por ro- unos costes de muestreo relativa-xima es de hasta 10 m. En función tación del tomamuestras mediante mente bajos. Es útil para el mues- treo de grandes superficies. Su Conjunto de factores que han de considerarse en la selección de la técnica de principal desventaja es que es una muestreo técnica invasiva que altera el suelo Los medios que van a ser muestreados (suelo, El análisis químico programado en base y puede generar contaminación aguas subterránea, agua superficial, gas cruzada en un mismo punto de a la información preliminar disponible intersticial...) muestreo, o incluso entre diferentes La naturaleza de la posible puntos. No es adecuada para el Las características de los materiales a perforar contaminación muestreo de compuestos orgánicos El número y profundidad de los puntos de muestreo La disponibilidad de equipos volátiles (COV). Esta técnica debe ser empleada como una técnica Las condiciones del emplazamiento El volumen de muestreo necesario (soleras, cimentaciones, servicios...) complementaria, sobretodo en las fases preliminares iniciales de la in- Los datos que se quieren obtener (litología, granulometría, estratigrafía, permeabilidad...) La seguridad del personal vestigación. En presencia de sole- ras de hormigón es necesario la uti- El acceso a los puntos de muestreo La viabilidad económica y técnica lización de martillo hidráulico, lo Julio - Agosto 2009 9
  3. 3. Técnicas habituales de muestreo de suelos contaminadosque aumenta costes y tiempo. Otra se realiza sin el uso de fluidos dede las limitaciones es la posibilidad perforación (agua). El equipo y lasde acceso al punto de muestreo. sondas pueden ser manipulados En los sondeos ligeros se tra- por los técnicos de suelos contami-baja con equipos versátiles que nados responsables del muestreo.pueden acceder a zonas donde el La principal y limitante desventajaresto de técnicas no pueden. Son de la técnica, es que no se puedeequipos que no requieren de perso- desarrollar en cualquier tipo de gra-nal técnico cualificado. Su principal nulometría. En presencia de gravasventaja es que permiten un mues- centimétricas se puede producir re-treo de los primeros metros del sue- chazo, es decir, la sonda no puedelo. La técnica consiste en un avan- continuar con la perforación. Estece de la perforación por percusión. factor influye en la estrategia de Los tomamuetras empleados muestreo ya que, en la mayoría depermiten obtener testigos con bajo los casos, hasta no iniciar lo trabajosgrado de alteración. Existen sondas de muestreo no se conoce el tipo deque en sus interior disponen de ca- material presente. En emplazamien-misas de materiales sintéticos tos industriales es común la presen-(PVC) trasparentes, lo que facilita cia de una capa de relleno bajo lala inspección visual del testigo. Es- solera. En algunos casos esta capatas sondas son adecuadas para el esta constituida por zahorra, y en elmuestreo de suelo para el análisis resto de los casos por materiales dede COV. Permiten incluso el envío préstamo o de la propia obra. Antedel testigo directamente al laborato- esta situación, el conocimiento de lario para su análisis. La perforación zona de muestreo, la experiencia del Principales sistemas de perforación y toma de muestras de suelo Sistema Aplicabilidad Ventajas Limitaciones Observaciones Profundidad Costes Utilizada como (hasta 4-5 m), Todo tipo de reducidos, herramienta Calicatas representativida suelos rapidez de previa o d de las investigación complementaria muestras Presentan Facilidad de multitud de Sondeos Suelos manejo, Profundidad diseños ante Manuales superficiales reducido peso, (hasta 1 m) distintos suelos costes bajas a muestrear Costes medios, En condiciones Excepto en posibilidad de óptimas suelos con Sondeos acceso a zonas profundidad Diferentes alto contenido ligeros dificiles para hasta 10 m. tomamuestras en gravas equipos Posible rechazo decimétricas mecánicos en el muestreo Grandes Agrupa profundidades, Costes numerosas versatilidad, Todo tipo de asociados, técnicas de Sondeos diámetros, suelos y dificultad en perforación mecánicos variables de profundidades lugares de dificil diferentes, en perforación, acceso continua instalación de evolución pozos de control10 Julio - Agosto 2009
  4. 4. Técnicas habituales de muestreo de suelos contaminadosresponsable del muestreo o los da-tos previos recopilados, son las he-rramientas que permiten poder al-canzar los objetivos. El volumen demuestra obtenido puede ser insufi-ciente en función de las característi-cas del suelo. En suelos gravosospuede que no se pueda obtener elvolumen de muestra deseado. Si nose alcanzan los objetivos de profun-didad, es necesario aplicar otra téc-nica, como son los sondeos mecáni-cos convencionales. Los sondeos mecánicos se re-alizan con maquinaria que ha sidodiseñada fundamentalmente parala prospección geológica e hidroge-ológica. Es necesario disponer deun equipo de profesionales espe-cializados (sondistas). Existen di-versos métodos de rotación que seclasifican en función del tipo de útilde corte, utilización o no de fluidos,tipo de perforación, y el método decirculación de fluidos. Permiten elmuestreo tanto de suelo como deroca a cualquier profundidad. El equipo de perforación másempleado en suelos contaminadoses el de rotación con extraccióncontinua de testigo. Los diámetrosde perforación habituales son de86, 101 o 116 mm. Las dimensio-nes de la maquinaria, y sobre todola altura de la torre, condicionan elacceso al punto de muestreo. Elfundamento de avance consiste enla transmisión de un movimiento deavance y giro a un útil de corte pormedio de un varillaje. En el extremode la batería de perforación va aco-plada la corona de perforación quees quien realiza el corte de los ma-teriales. Estos son introducidos enel hueco de la batería gracias alavance de la perforación. Una vezrealizada la maniobra de perfora-ción (1 metro aproximadamente) seextrae la batería para poder realizarel vaciado de la sonda. El hueco de Julio - Agosto 2009 11
  5. 5. Técnicas habituales de muestreo de suelos contaminados El calentamiento de la tempera- tura del testigo por la perforación en seco puede provocar cambios en las sustancias químicas, como son reacciones o pérdida de vapores. El muestreo de testigos con alto grado de alteración limita la posibili- dad de análisis de COV en suelos. No se desarrollan procedimien- tos de limpieza de las herramientas y equipos utilizados. El empleo de agua en la perfora- ción puede incidir en los resultados de la investigación. LA EXPERIENCIA COMO HERRAMIENTA DE CALIDAD Actualmente el muestreo se rea- liza con la combinación de las estassondeo puede protegerse con ca- tras de suelo salgan con una mayor técnicas habituales. Cada técnicamisas de revestimiento que impi- temperatura que la natural. tiene ventajas y desventajas, peroden que las paredes de la perfora- El muestreo del suelo con sonde- son los sondeos ligeros y los son-ción puedan caerse en el interior. os mecánicos tiene una serie de in- deos mecánicos los que mayor re-Esto reduce el riesgo de contami- convenientes que repercuten direc- presentatividad pueden aportar alnación cruzada entre niveles. tamente en la calidad y la muestreo. Las desventajas de las La sonda con el testigo es única- representatividad de la muestra. calicatas hacen que esta técnicamente manipulada por los sondistas. La manipulación del testigo por deba utilizarse en casos concretos,El técnico de suelo debe esperar a la técnicos no especialistas conlleva pero tienen que ir, en general,extracción del testigo y posterior co- riesgos de contaminación cruzada. acompañadas de otra técnica. Loslocación en una caja portatestigospara poder realizar la inspección y elmuestreo. Esta extracción se realizapor golpeo en el tomamuetras y/opor la introducción de agua a pre-sión. El testigo cae directamente aun cubo y de éste, el sondista lo in-troduce en la caja de portatestigos. En función de los materiales larecuperación del testigo puede sercompleta o parcial. En el caso desuelos arcillosos se recupera untestigo continuo casi inalterado, pe-ro en materiales con mayor conteni-do en fracción gravosa o arenosa,el porcentaje de recuperación esmenor y la muestra puede salir conun alto grado de alteración. La no utilización de agua para larefrigeración provoca que las mues-12 Julio - Agosto 2009
  6. 6. Técnicas habituales de muestreo de suelos contaminadossondeos ligeros son óptimos para Para la determinación de las puestos, y las temperaturas querealizar el muestreo superficial de concentraciones en suelo de com- pueden alcanzar los testigos en loslos primeros metros en suelos con puestos orgánicos volátiles, la téc- sondeos mecánicos pueden provo-escasa presencia de gravas centi- nica de muestreo empleada puede car el cambio de estado de los com-métricas o bolos. Los sondeos me- restar representatividad a la mues- puestos. En los sondeos ligeros, lacánicos pueden ser la única técnica tra. Aunque existen técnicas espe- técnica de percusión elimina losque alcance la profundidad de cíficas para el muestreo de gas in- factores de incremento de tempera-muestreo requerida, por ejemplo, tersticial, en los análisis tura y de necesidad de fluidos depara la instalación de un piezóme- cuantitativos de riesgos es habitual perforación. Con tomamuetras es-tro para control y muestreo de las trabajar con concentraciones en pecíficos se pueden obtener mues-aguas subterráneas. suelo. Las calicatas no son adecua- tras inalteradas y aisladas del me- Como se ha comentado, existen das para el muestreo de estos com- dio con camisas trasparentes dediferencias en el grado de alteraciónde las muestras según la técnicaempleada. En las calicatas el gradoes elevado, aunque en los primeros80 cm puede tomarse una muestraen las paredes de la excavación,siempre y cuando se cumpla con lasnormas de seguridad laboral. En lossondeos mecánicos la extraccióndel testigo por los sondistas puedeafectar directamente al grado de al-teración. Es común que en presen-cia de suelos gravosos, las mues-tras tengan un grado de alteraciónalto. Por otra parte, la utilización derevestimiento en sistemas de rota-ción convencional, hace necesariala perforación previa con la batería.En el caso de los sondeos ligerospueden obtenerse muestras pocoalteradas, incluso en presencia demateriales gravosos. Desde el punto de vista del riesgode contaminación cruzada, son lascalicatas la técnica con mayor ries-go. En los sondeos mecánicos lamanipulación del testigo por técni-cos no cualificados es el principalfactor, junto con la no existencia deprocedimientos de limpieza de equi-pos. Si la ejecución de los sondeosligeros es realizada por técnicos es-pecialistas en suelos contaminados,el riesgo de contaminación cruzadaes bajo, ya que éstos están familiari-zados con los procedimientos demuestreo y limpieza, y conocen losobjetivos del muestreo. Julio - Agosto 2009 13
  7. 7. Técnicas habituales de muestreo de suelos contaminadosPVC u otros compuestos. Estos to- han sido diseñadas específicamen- Estas técnicas se basan en lamamuetras pueden permitir el te para el muestreo del suelo y tra- percusión o la hinca como sistemamuestreo de gas intersticial directa- tan de solucionar los problemas de avance de la perforación. Comomente del testigo o incluso el envío técnicos de las técnicas habituales, ejemplo tenemos la Tecnología Di-del testigo al laboratorio. como son: rect Push que lleva años de desa- El desarrollo de los trabajos por - Los riesgos de contaminación rrollo en EEUU y otros países. Exis-técnicos especialistas en suelos cruzada o migración de la conta- ten múltiples compañías que hancontaminados según procedimien- minación. desarrollado equipos de muestreotos de muestreo validados, reducen - El muestreo de COV en suelo. por percusión basados en el uso deo minimizan las incertidumbres que - Las reacciones, diluciones y martillos hidráulicos y que puedenpueden generar las técnicas de cambios de estado por tempera- ser utilizados en geotecnia comomuestreo. En la interpretación de los tura, o presencia de fluidos de penetrómetros.resultados debe ser donde se eva- perforación. La clave de estos sistemas radicalúe la representatividad de la mues- en los tomamuetras. Estos están di-tra obtenida. En esta situación, la ca- señados para contener las muestraslidad de las conclusiones obtenidas lo más inalteradas posible y aisladasesta directamente condicionada por del medio mediante camisas de PVCla técnica de muestreo y la experien- o similar. Además pueden trabajarcia del técnico. Es necesario por tan- con revestimiento continuo, por loto desarrollar técnicas de muestreo que no existe el riesgo de desprendi-que reduzcan estas incertidumbres mientos desde las paredes del son-y favorezcan la representatividad y deo y se minimiza el riesgo de conta-repetitividad del muestreo. minación cruzada y la posibilidad de contaminación de niveles profundos LA INNOVACION EN LAS por sustancias contenidas en niveles TÉCNICAS DE MUESTREO superficiales. Cuando la perforación alcanza niveles rocosos o presencia Existen otras técnicas que, aun- de bolos, el sistema de perforaciónque son empleadas en otros paí- puede ser sustituido por el de rota-ses, actualmente su uso no es habi- ción con el mismo equipo.tual en el estado. Las maquinarias En presencia de bolos o rocas la productividad decrece, ya que es necesario realizar un cambio de sis- tema de perforación y la velocidad de perforación es menor que en un sondeo mecánico convencional. El diseño de estos sistemas per- miten además la obtención de muestras de gas y agua subterrá- nea mediante accesorios, toma- muetras específicos y/o la instala- ción de piezómetros. En definitiva, el conocimiento y disponibilidad de diferentes técni- cas permite alcanzar los objetivos de la estrategia de muestreo, pero es necesario impulsar aquellas que garanticen una mayor representati- vidad de la muestra y la repetitivi- dad del muestreo.14 Julio - Agosto 2009

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