ES2883330T3 - Sistema y procedimiento de tratamiento electroquímico in situ, para la captación de contaminantes, la sedimentación y la descontaminación de lugares marinos contaminados - Google Patents

Abstract

Sistema de descontaminación de un medio electrolítico (M) acuático o húmedo, que comprende: - una estructura metálica (A)conductora que forma el cátodo, dispuesta en dicho medio electrolítico (M); - un ánodo (B) en el medio electrolítico M a una distancia del cátodo (A); - un circuito eléctrico (C) al que se conectan dicho cátodo (A) y dicho ánodo (B); - preferentemente, una fuente de corriente eléctrica (S) para alimentar el circuito eléctrico; - sondas de medición físico-química (D) para controlar las evoluciones y cinéticas químicas en dicho medio (M); - medios (F) de telesupervisión y/o telegestión , que permitan gestionar el sistema a distancia; dicho sistema se caracteriza porque comprende - medios (E) para regular la corriente con el fin de obtener selectivamente las condiciones favorables a la formación de un conglomerado sobre dicho cátodo, estando dicha regulación sometida a las mediciones efectuadas por dichas sondas y por los aparatos de medición de los parámetros eléctricos de dicho circuito, en particular la intensidad, la tensión, la potencia y/o la frecuencia; y porque la estructura que forma el cátodo metálico está concebida y dispuesta de manera que el conglomerado forme un confinamiento in situ sobre dicho cátodo, de manera que los materiales contaminantes así confinados no puedan volver a ponerse en suspensión en el medio (M).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema y procedimiento de tratamiento electroquímico in situ, para la captación de contaminantes, la sedimentación y la descontaminación de lugares marinos contaminados

La presente invención se refiere principalmente a un sistema y procedimiento para la descontaminación un medio acuático o de humedales, particularmente agua dulce, agua marina o salobre y humedales, y el confinamiento de los contaminantes.

El documento WO 2008/135987 A2 describe un dispositivo que permite reducir la concentración de componentes metálicos en el agua contenida en un depósito mediante la utilización de una célula electrolítica y un decantador. Cuando se desea mantener un calado suficiente en un puerto, se realiza un dragado. Sin embargo, dadas las condiciones de explotación de un puerto, el material retirado del fondo suele estar cargado de contaminantes, incluidos los metales pesados. En el pasado, el material dragado se vertía en alta mar, lo que no hacía más que desplazar y extender la contaminación. Ahora es obligatorio tratar y limpiar el material retirado antes de liberarlo la naturaleza. Este tratamiento requiere decantamientos y procedimientos largos y costosos con rendimientos muy bajos; además los sistemas de tratamiento ocupan mucho espacio en los muelles y en las inmediaciones del puerto. Por lo tanto, nos encontramos en una situación en la que no existe un tratamiento satisfactorio y algunos puertos se están encenagando, a la espera de una solución satisfactoria.

El objetivo de la invención es, en particular, proponer un sistema y un procedimiento de descontaminación de un medio acuático o húmedo, en particular de las aguas dulces, marinas o salobres y de los suelos húmedos o fangosos, así como la contención de los contaminantes, en particular para su utilización durante el saneamiento de un puerto o de un curso de agua.

Según la invención, dicho sistema de descontaminación de un medio acuático o electrolítico húmedo comprende:

• una estructura metálica conductora que forma el cátodo dispuesta en dicho medio electrolítico;

• un ánodo en el medio electrolítico, a cierta distancia del cátodo;

• un circuito eléctrico al que se conectan dicho cátodo y dicho ánodo;

• preferentemente una fuente de corriente eléctrica para alimentar el circuito eléctrico;

• sondas de medición físico-química para controlar las evoluciones y cinéticas químicas en dicho medio; • medios de telesupervisión y/o telegestión , que permiten gestionar el sistema a distancia;

• medios para regular la corriente con el fin de obtener selectivamente las condiciones favorables a la formación de un conglomerado en dicho cátodo, estando dicha regulación sometida a las mediciones efectuadas por dichas sondas y por los aparatos de medición de los parámetros eléctricos de dicho circuito, en particular la intensidad, la tensión, la potencia y/o la frecuencia;

• la estructura metálica que forma el cátodo está concebida y dispuesta de forma que el conglomerado forme una contención in situ sobre dicho cátodo, de forma que los materiales contaminantes así contenidos no puedan volver a ponerse en suspensión en el medio ambiente.

Los medios de telesupervisión y/o telegestión permiten ventajosamente la telesupervisión, el envío de alarmas y la historización mediante el almacenamiento de parámetros en una base de datos.

La estructura metálica conductora que forma el cátodo puede comprender un cañamazo de fibras metálicas y/o un tejido mixto de fibras conductoras con fibras no conductoras, de modo que pueda extenderse fácilmente sobre un fondo marino o similar.

Según otro objeto de la invención, un procedimiento para descontaminar un medio electrolítico acuático o húmedo comprende las siguientes etapas:

- disponer una estructura metálica conductora que forma el cátodo en dicho medio electrolítico;

- disponer un ánodo en el medio electrolítico a una distancia del cátodo;

- proporcionar un circuito eléctrico al que se conectan dicho cátodo (A) y dicho ánodo;

- alimentar dicho circuito eléctrico por un sistema eléctrico compuesto de una fuente de corriente eléctrica autónoma o conectada;

- colocar en el medio o en un terreno cercano sondas de medición físico-química multiparamétricas que permitan controlar las evoluciones y cinéticas químicas de dicho medio;

- proporcionar medios para regular la corriente con el fin de obtener selectivamente las condiciones favorables a la formación de un conglomerado sobre el cátodo; estas regulaciones están sometidas a las medidas efectuadas por las sondas y por los aparatos de medida de los parámetros eléctricos de dicho circuito, en particular la intensidad, la tensión, la potencia y/o la frecuencia; la estructura metálica que forma el cátodo está concebida y dispuesta de tal manera que el conglomerado forma un confinamiento in situ en dicha estructura metálica, de manera que los materiales contaminantes así confinados no puedan volver a ponerse en suspensión en el medio.

- acoplar el conjunto a los medios de telesupervisión y/o telegestión, permitiendo gestionar el sistema a distancia.

En lugar de permanecer in situ, la estructura metálica que forma el cátodo puede retirarse del medio, tras la formación del conglomerado. El conglomerado puede entonces utilizarse como un reprocesable material, especialmente para la construcción de estructuras, cimientos de edificios o carreteras.

Un bloque formado por el conglomerado puede ser recubierto con una resina vitrificante, en particular para evitar la liberación de algunos de los contaminantes y/o para detener la polarización del bloque.

Un procedimiento según la invención puede utilizarse para descontaminar los lodos, en particular añadiendo al lodo al menos una sustancia para estabilizarlo en forma de material sólido y/o para permitir que los coloides contenidos en el lodo se coagulen y floculen entre sí, para facilitar su agregación en la matriz que aglutine los sedimentos contenidos en el lodo.

Un procedimiento de restauración de un lecho marino puede incluir etapas para descontaminar el lecho marino mediante un procedimiento según la invención, y además al menos una etapa para estabilizar el lecho marino. Un procedimiento de captura de CO² también puede comprender ventajosamente las etapas de un procedimiento de descontaminación según la invención.

A continuación, se describirán varios modos de ejecución de la invención, a modo de ejemplos no limitativos, con referencia a los dibujos adjuntos en los que:

- la figura única es una vista esquemática que ilustra un procedimiento según la invención.

Se sabe, en particular por el documento WO 2005/047571 que la estructura metálica que forma la parte catódica de un sistema de electrólisis, en contacto con un medio acuoso, marino o salobre, se cubre con un depósito de sales, llamado por los especialistas "calco-magnesiano", causado por la precipitación sobre esta estructura de compuestos, en particular CaCO3 (carbonato de calcio) y Mg(OH)2 (hidróxido de magnesio), mediante la combinación de iones de elementos (Ca, Mg) y gases (CO2, O2) disueltos en un medio electrolítico (agua de mar, suelo conductor o en el agua salobre de las lagunas). El sistema según la invención utiliza este principio y desarrolla un procedimiento de control para agregar sedimentos de toda naturaleza alrededor de este depósito.

Como se ilustra en la figura, la invención se refiere a un sistema y procedimiento de formación de un aglutinante de sedimentos entre ellos, específicamente para la neutralización de contaminantes, en un medio electrolítico que comprende elementos, minerales, metálicos o gaseosos, ya sea en suspensión, disueltos o depositados. Este procedimiento comprende etapas para:

• disponer una estructura metálica A conductora que forma el cátodo en el medio electrolítico M;

• disponer un ánodo B en el medio electrolítico M a cierta distancia del cátodo A;

• proporcionar un circuito eléctrico C al que se conectan el cátodo A y el ánodo B;

• alimentar el circuito eléctrico C con un sistema eléctrico compuesto por una fuente de corriente eléctrica S, autónoma o conectada a una red de alimentación eléctrica, y un sistema de regulación para generar una corriente eléctrica continua regulada;

• colocar en el electrolito o en el terreno en las proximidades unas sondas de medición físico-química multiparamétricas D que permitan controlar las evoluciones y cinéticas químicas en el medio M;

• proporcionar medios E para regular la corriente con el fin de obtener selectivamente las condiciones favorables a las reacciones químicas; estas regulaciones están controladas por las mediciones realizadas in situ por las sondas D y por los dispositivos de medición de la corriente eléctrica (intensidad, tensión, potencia, frecuencia...);

• acoplar el sistema a los medios F de telesupervisión y/o telegestión , que permitan gestionar el sistema a distancia; estos medios permiten, en particular, la telesupervisión , el envío de alarmas y la historización mediante el almacenamiento de parámetros en una base de datos.

En el ejemplo ilustrado, la fuente de energía S, los medios de conversión y regulación de la corriente E y los medios de telesupervisión y de telegestión y/o de telesupervisión están instalados en una plataforma P. Esta plataforma puede ser:

• una plataforma terrestre, por ejemplo un muelle en un puerto;

• una boya; o,

• una embarcación, especialmente cuando el procedimiento se realiza en alta mar.

El cátodo A, es decir, la estructura polarizada negativamente, puede estar constituido, según los casos,

• de una malla de acero negro, galvanizada o no, de cobre en su totalidad o en parte o nada, recubierta o no de un metal o de óxidos metálicos de potencial electroquímico adecuado,

• de metal expandido o metal perforado de la misma construcción que la malla mencionada,

• de un conjunto de rejillas metálicas, que forman recintos en cuyo interior pueden colocarse sedimentos de distintas granulometrías. Este gavión puede tener diversas formas, por ejemplo, cúbica, rectangular, alargada, cilíndrica, en forma de bolsa, comprende poliedros multifacéticos, de uno o varios compartimentos; los diferentes lados de un gavión pueden estar conectados eléctricamente entre sí mediante soldadura, abrazadera, atornillado o unión mecánica, pero preferentemente están fabricados a partir de una trama enrejada continua; se realizan idénticas disposiciones para conectar varios gaviones metálicos entre sí, preferentemente de forma que esta unión sea fácil de realizar en grandes series y garantice una buena continuidad eléctrica; preferentemente, las uniones mecánicas y las eléctricas están disociadas para que cada una desempeñe su propia función;

• un micropilote metálico, por ejemplo también utilizado para soportar estructuras instaladas en fondos inestables;

• tirafondos para el refuerzo de tablestacas de muelles marítimos;

• una aguja metálica o un material conductor, en forma de peine o rastrillo, zancas, ganchos, pitones, destinados a facilitar la fijación en aéreas de las estructuras catódicas a los acantilados y a las rocas o a las estructuras artificiales que deben consolidarse

• una combinación de las diferentes estructuras y geometrías catódicas anteriores, cada una de ellas en uno o varios ejemplares.

En función del resultado deseado, las diferentes estructuras catódicas mencionadas anteriormente, ya sean en superficie (en zonas de mareas) o sumergidas, pueden ser:

• desnudos, lastrados o fijados mediante dispositivos mecánicos de unión como clavos, tornillos de arena o pernos de anclaje al medio sedimentario objeto de dscontaminación;

o:

• con una pre-deposición de un depósito de calco-magnesiano obtenido en un taller, laboratorio, fábrica, o en un sitio de preparación fluvial o marítima del soporte en el que la pieza metálica ya está cubierta con un depósito que cubre total o parcialmente la pieza metálica;

o:

• recubiertos por uno o ambos lados con una envoltura permeable al agua, pero semisellada para que el contenido no se filtre. Esta envoltura está realizada de fibras naturales o sintéticas, tejidas o no, reforzadas o no con hilos metálicos o de otro tipo, formando, por ejemplo, un emparedado alrededor de la estructura del cátodo a la manera de una funda delgada. Puede estar rellenado, en parte o en su totalidad, por un lastre formado por los sedimentos a neutralizar, destinado a aglomerarse con la mezcla de carbonato de calcio, hidróxido de magnesio, silicatos, aluminatos y otros iones salinos, en particular ferrosos, depositados naturalmente en las estructuras catódicas del sistema por efecto de las corrientes de polarización impuestas por el procedimiento según la invención;

o:

• en forma de material mixto fibra/metal, constituido de fibras metálicas solas o mezcladas con fibras textiles sintéticas o naturales no conductoras, en cuyo tejido se intercalan fibras conductoras, que pueden ser el lugar de las reacciones catódicas necesarias para la síntesis del conglomerado.

El soporte asiento de la reacción puede implementarse de forma fija en varias posiciones con respecto al medi ambiente:

• colocado de forma fija sobre el sustrato del fondo marino, o sumergido en medio del agua.

• colocado perpendicularmente a la corriente de agua como un tamiz y filtrando continuamente el agua marina.

• situado como un filtro electroquímico, adaptable por ejemplo en un circuito de evacuación de aguas residuales de centros industriales....

Un sistema según la invención también puede incluir medios móviles y autónomos, como un dron que se desplace de forma autónoma por el fondo de los puertos, comparable al principio de una aspiradora de piscina, pero que, para esta aplicación, capte en continuo las partículas contaminantes. El dron sensor es ventajosamente recargable de forma autónoma en un terminal alimentado por energía, preferentemente renovable, por ejemplo gracias al oleaje. De preferencia, la estructura catódica está concebida para que sea posible el muestreo durante la formación del conglomerado. Estos muestreos intermedios, realizados periódicamente, permiten confirmar el correcto ajuste de la instalación y el funcionamiento de captación.

La toma de muestras se puede realizar:

• recogiendo las muestras previamente instaladas en la estructura, sean o no integrales con la estructura. • mediante la extracción de la muestra en puntos específicos del conglomerado formado.

El sistema puede comprender uno o más ánodos B, dispuestos en el medio salino, el suelo o el mar, en proximidad a cada cátodo. Cada ánodo actúa como un sumidero de corriente para permitir la polarización eléctrica de los soportes catódicos.

Los ánodos pueden ser masas metálicas colocadas en forma de estrella o unidas para formar un collar. También se puede elegir un cable-anódo que desempeñe la misma función. La posición de los ánodos se determina adecuadamente en cada lugar, teniendo en cuenta las características geométricas del ánodo y las características electroquímicas del medio.

El sistema puede comprender una o más fuentes de energía eléctrica S; pueden ser de cualquier naturaleza, autónomas, embarcadas o conectadas a una red de distribución terrestre de energía. Las energías renovables se ven privilegiadas cuando se demuestra su compatibilidad.

Entre las sondas D utilizables ya conocidas en el estado de la técnica, algunas pueden ser sensores que permita medir la compacidad, la dureza del conglomerado, la composición de los constituyentes de este conglomerado, o el número y la naturaleza de los contaminantes o elementos químicos, minerales o biológicos marcadores de contaminación que forman parte del mismo.

La elección de los parámetros a medir para la regulación es variable en función del lugar a descontaminar. El diagnóstico debe hacerse caso por caso; por ejemplo, una campaña de medición de varios parámetros puede permitir seleccionar los parámetros que dan los índices de regulación más representativos del lugar.

Las sondas D se colocan para medir los contaminantes:

• o en el electrolito M en el que está sumergido el cátodo A;

• o en las inmediaciones del cátodo, de modo que una vez formado el conglomerado, una sonda quede atrapada en el interior del propio agregado, y proporcione información sobre los contaminantes localizados en el interior del propio material.

Las sondas estancas utilizadas pueden estar conectadas a los medios de regulación por medio de cable o estar equipadas con una alimentación autónoma y transmitir la información recogida mediante ondas electromagnéticas utilizadas para transmisiones a corta, media o larga distancia.

Los medios de conversión y regulación de la corriente eléctrica E permiten controlar y regular el procedimiento de formación y mantenimiento del material de recogida de contaminantes en el tiempo, durante estos períodos. El funcionamiento del sistema de regulación del procedimiento dependerá de los resultados de las mediciones realizadas por las sondas D instaladas para detectar los parámetros físico-químicos necesarios. El conjunto regulador puede adoptar la forma de una electrónica embarcada, controlada por parámetros programados localmente o a distancia.

La elección de los ajustes de regulación, como la densidad de corriente o el potencial de la estructura, en función de las variables medidas en el medio M, permite hacer precipitar de manera preferente un determinado tipo de iones para, por un lado, facilitar la operación de clasificación y reciclaje y, por otro, optimizar la cinética de la operación de descontaminación. Las variables que se miden en el medio M pueden ser una composición química del agua del medio M, su temperatura, su acidez o una indicación de la presencia de un determinado contaminante o elemento dado en el medio M.

Los medios de telegestión y/o teletransmisión F comprenden ventajosamente medios de telecomunicación. Así, el conjunto de medios de control, conversión y regulación de la corriente pueden estar vinculados a un centro de control operativo o de recogida de información conectado a través de una red telefónica, de Internet, de ondas hertzianas o en longitudes de onda autorizadas para la transmisión de información, lo que permite el seguimiento o dirección a distancia del sistema. Estos medios también pueden acoplarse a un contador eléctrico que registre la potencia consumida por la instalación, para poder leer el consumo a distancia (telecontrol).

Para la realización del procedimiento según la invención, se puede prever:

• o bien generar el conglomerado capturándolo in situ y dejarlo allí, con el objetivo de confinar y neutralizar los contaminantes en el lugar. El material así aglomerado formará una cáscara rígida alrededor de los sedimentos contaminados que se desea confinar.

• o bien generar el material de captación in situ, en forma de concreción, con el objetivo de retirar la concreción de sedimentos así formada y encerrar los contaminantes, para reutilizar el material, un conglomerado de sedimentos siendo el objeto de tratamiento.

• o bien realizar la misma operación en un sitio cuyo objetivo no sea necesariamente limpiar la contaminación, sino sólo extraer sedimentos no contaminados, y para lo cual este procedimiento electrolítico constituye una alternativa sencilla al procedimiento de dragado tradicional. En este caso, se considera que es más fácil y ventajoso retirar bloques de conglomerado de captación del medio acuático para facilitar el dragado que por medios mecánicos, hidráulicos, mixtos u otras formas tradicionales de dragado a granel; en particular, dichos conglomerados están sustancialmente libres de agua, por lo que ya no necesita la decantación prolongada en cuencas voluminosas.

La realización del procedimiento electrolítico se lleva a cabo mediante la inmersión de una estructura catódica A en la zona a tratar. Esta estructura se coloca en el fondo del mar o se sumerge en una zona fangosa donde hay sedimentos que aglomerar. Colocado convenientemente en la superficie o por encima de los sedimentos, el cátodo A permite actuar como un caparazón que atrapa los sedimentos blandos, susceptibles de volver a ponerse en suspensión en el medio, aún no aglomerados, por ejemplo, durante eventos tormentosos, o el paso de embarcaciones de gran calado, perturbando las corrientes en el fondo, o vueltos a ponerse en suspensión por un simple gradiente térmico debido al movimiento de las masas de agua entre la superficie y el fondo del medio acuoso Una costra de conglomerado formada de este modo impide volver a ponerse en suspensión los lodos del fondo, que son susceptibles de soltar, en cada ciclo, los contaminantes en las aguas situadas más cercanas a la superficie. y es probable que estos contaminantes resuspendidos sean susceptibles de alcanzar la cadena alimentaria del ecosistema Dicha costra puede retirarse o dejarse en su sitio.

La estructura catódica A puede sumergirse a mayor profundidad en las zonas turbias, asientos de decantación en fondos marinos.

Una vez que el procedimiento ha estado en marcha durante un tiempo suficiente para que el conglomerado alcance el tamaño deseado, el conglomerado formado puede ser retirado del agua mediante grúa desde el muelle en el caso de un puerto o mediante una barcaza adaptada. Si el cátodo se ha colocado mediante un simple lastre, la grúa debe tener capacidad suficiente para levantar la estructura cubierta del conglomerado de captación resultante, junto con su lastre original. Se puede mantener en el lugar un dispositivo de eslingado durante toda la operación o se puede utilizar un buzo como una contribución para la estiva de la estructura.

Si la estructura se ha fijado al lecho marino mediante un procedimiento de fijación mecánica, por ejemplo, un tornillo de arena, un tirante o clavos: se utiliza una grúa de capacidad suficiente para superar la resistencia mecánica del dispositivo de anclaje, o bien un buzo o un sistema mecánico equivalente a bordo puede cizallar los anclajes, antes de la operación de elevación. Siempre que sea posible, el anclaje se diseña de forma que pueda desacoplarse de la estructura catódica y el anclaje no es necesariamente el lugar de la reacción electrolítica que forma el conglomerado. Una vez retirado el bloque de material de captación del medio acuático, se carga en una barcaza o camión. Esta operación y el transporte se ven facilitados por la resistencia mecánica de la estructura, a diferencia del transporte tradicional a granel de los sedimentos dragados.

El agua intersticial presente en el material está presente en pequeñas cantidades. La operación de exudación es, por tanto, relativamente rápida, y la densidad del material tras unas horas fuera del agua se aproxima pronto a la densidad real del material seco. Esta rapidez presenta una clara ventaja en la cadena logística de reutilización de materiales. El material puede ser lixiviado con agua dulce con el fin de suprimir los sulfatos y cloruros sólo del agua intersticial, reduciendo así el contenido de sulfatos y cloruros del material residual.

El tamaño de las estructuras catódicas se adapta ventajosamente en función de una posible reutilización del conglomerado que se formará en ellas. De este modo, se puede obtener un conglomerado de unos pocos kilogramos a varios cientos de toneladas en una sola pieza.

El procedimiento electroquímico también permite la captura de dióxido de carbono (CO2) disuelto en el medio M. Este atrapamiento conduce a un desplazamiento en el equilibrio gaseoso en la interfaz líquido-atmósfera. El déficit de CO² en el medio ambiente provoca un aumento del pH, por lo tanto, una disminución de la acidez del medio, y un desplazamiento en el equilibrio calcio-carbonato. El medio acuático M vuelve a su equilibrio capturando el CO² atmosférico, contribuyendo así a la reducción del CO² en la atmósfera. Además de este atrapamiento del CO² , la descontaminación del lugar y la puesta en marcha del procedimiento va en el sentido de una restauración ecológica del medio marino, por consolidación de un sustrato favorable a la implantación de la flora submarina, y en el caso de especies compatibles con la estimulación electroquímica, el crecimiento biológico ese revela estimulado y acelerado por el procedimiento según la invención.

El conglomerado obtenido por el procedimiento de descontaminación según la invención puede ser reutilizado. Cuando el material de captación formado se retira del medio acuático, está sujeto a las mismas regulaciones que cualquier sedimento extraído de un fondo acuático. Allí se pueden realizar los mismos análisis normativos y prever y aplicar los mismos destinos que permiten las técnicas y la normativa. El material de captación, es decir, el conglomerado resultante del procedimiento puesto en obra, una vez que ha sido caracterizado en cuanto a su resistencia, composición, estabilización e inocuidad de los contaminantes, puede dirigirse hacia los distintos canales autorizados por la normativa. En función de los resultados de los análisis de composición físico-química, de los ensayos de lixiviación, de percolación y de otros estudios específicos para la caracterización del material, éste puede ser reutilizado como relleno en la construcción de carreteras, cubierto o no de una cobertura o recubierto o no con una capa superior de otro material debidamente autorizado, o reutilizado en estado bruto en la construcción, rehabilitación, restauración o renovación de estructuras terrestres, marítimas, fluviales o submarinas. El material de captación así formado es una forma de recuperar los sedimentos dragados, caracterizada por una verdadera recuperación que permite la reutilización de los materiales, y no una simple dilución de los agentes contaminantes combinados con otros elementos, simplemente para reducir sus valores de concentración en el medio ambiente. En particular, el procedimiento puede permitir que el material sea reclasificado como un residuo menos dañino de "material peligroso no inerte" a "material no peligroso no inerte" o a "material inerte".

Una vez caracterizado mecánica y químicamente y declarado libre de riesgos químicos o ecotoxicológicos, el material de captación puede reunir los trámites de revalorización destinados a sedimentos de dragado como recarga de playas o terraplenes, uso como relleno en obras de construcción o públicas, materiales de construcción, esparcimiento agrícola, reimersión para la creación de arrecifes artificiales, trípodes y escollera de diques

Con vistas a su recuperación, el material resultante de este procedimiento electrolítico puede someterse a un tratamiento químico, por ejemplo, un tratamiento ácido para disolver el aglutinante de calco-magnesiano. También puede tratarse térmicamente para extraer y procesar las distintas aleaciones metálicas.

Dependiendo de las concentraciones de elementos metálicos, las propiedades físicas del material resultante de este procedimiento pueden ser explotadas por medio de la revalorización:

si su densidad es elevada:

creación de lastres o cuerpos muertos para anclar o estabilizar infraestructuras.

Si su conductividad eléctrica es superior a la de un material sustitutivo convencional:

• relleno para cimentación y del suelo en las proximidades de las tomas de tierra y de los pararrayos para facilitar la evacuación hacia el suelo de la energía eléctrica de los rayos o de los cortocircuitos a la tierra; • relleno para cimientos y subsuelos bajo las vías del tren o del tranvía para limitar la propagación de las corrientes parásitas, drenándolas a través de un suelo más conductor;

• creación de un terreno conductor que permita el paso de la corriente eléctrica bajo tierra o en la superficie para fin de, por ejemplo, asegurar un espacio cerrado contra cualquier intrusión o compatibilizar un número de pasajes;

• creación de un suelo conductor para estimular el crecimiento de las plantas o el desarrollo de especies en el suelo mediante campos eléctricos o pequeñas descargas eléctricas de bajo amperaje.

Si su inercia térmica permite la acumulación de calor:

• materiales de construcción para los forjados de las casas para mejorar la inercia térmica de la calefacción doméstica y, por tanto, el confort de la casa;

• relleno y cimentación de una cavidad subterránea utilizada para mantener el agua calentada en verano por la acumulación de calor de, por ejemplo, el calentamiento del hormigón negro de las carreteras hasta el invierno;

• roca radiante para el balizamiento y el seguimiento por infrarrojos de lugares de intervención militar camuflados.

Si su conductividad térmica es superior a la de un material sustitutivo convencional:

• relleno de cimentaciones solicitados térmicamente por importantes aportes de energía a difundir (plataforma de lanzamiento de cohetes, subsuelo/ cimentación de fábricas con tratamientos térmicos (altos hornos,...).

Si es impermeable a las ondas electromagnéticas:

• un material de constitución de un escudo de interferencias para aislar las cámaras contra las fugas de ondas electromagnéticas causadas por actividades electrónicas humanas o máquinas.

Diversos contaminantes o polutantes pueden ser capturados y neutralizados por el procedimiento según la invención y atrapados en el conglomerado de captura son de todas las formas y tipos.

La captación de elementos químicos se hace mediante dos mecanismos que son posibles gracias a las disposiciones constructivas presentadas anteriormente:

• En primer lugar, la captación de elementos químicos y moléculas disueltas. Estos elementos disueltos se precipitan electroquímicamente. El precipitado en forma sólida así obtenido se aglomera con el material y el aglutinante de calco-magnesiano. El campo eléctrico facilita el desplazamiento de los iones y otras partículas cargadas, que se orientan según las líneas de campo establecidas y la polaridad fijadas.

• En segundo lugar, la captura de contaminantes fijados, absorbidos o adsorbidos en la superficie de los sedimentos. Es la sedimentación de estos materiales contaminados dentro del conglomerado aglutinado por el cemento calco-magnético, lo que permite la captura y el aprisionamiento de este tipo de contaminantes.

El material aglomera los compuestos naturales presentes en el sedimento. Todos los metales y sus óxidos metálicos asociados, elementos traza de elementos químicos bien conocidos de la tabla periódica, especialmente aquellos cuya presencia en el medio natural se vigila en la búsqueda de contaminantes, en particular el arsénico, el cadmio, el cromo, el cobre, el mercurio, el níquel, el plomo, el zinc, el molibdeno, el antimonio y el selenio.

Pueden también estar comprendidos por el procedimiento, todos los elementos emitidos por la química de síntesis,, liberados o no de hidrocarburos, en particular los utilizados como productos de limpieza, productos de tratamiento, detergentes, pesticidas, medicamentos, metabolizantes, productos antiincrustantes, biocidas, drogas, floculantes, coagulantes, lubricantes; En particular, aquellos cuya presencia en el medio natural se vigila en la búsqueda de contaminantes, como el TBT (tributilestaño), los HAP (hidrocarburos aromáticos policíclicos), los PCB (policlorobifenilos ) comúnmente identificados, así como todos sus congéneres y derivados, los disruptores endocrinos, todos los contaminantes clasificados como que hacer parte de CMR (carcinógenos, mutágenos y tóxicos para la reproducción).

Además de los elementos químicos, los organismos vivos autótrofos son susceptibles de quedar atrapados en la matriz del conglomerado. Dada la ubicación del procedimiento, en una zona contaminada, estos organismos vivos están contaminados por los contaminantes y su captura también representa igualmente una protección del medio ambiente, al evitar que reentren en la cadena alimentaria, contaminando así a otras especies.

Los sedimentos agregados por este procedimiento electroquímico pueden ser:

• residuos de ánodos de sacrificio;

• partículas metálicas oxidadas o no, emitidas de la descomposición de las infraestructuras portuarias (tablestacas, pecios, armadura de hormigón armado, infraestructuras, etc.);

• residuos radiactivos emitidos de las centrales nucleares en un agregado sólido compuesto de material limitador de la radiación. Tratamiento de neutralización antes del almacenamiento seguro;

• partículas metálicas radiactivas disueltas en el agua de mar;

• residuos emitidos de mareas negras;

• micropartículas contenidas en los hidrocarburos, permitiendo así la liberación de micropartículas a la atmósfera durante la combustión de los carburantes en los motores térmicos.

Por supuesto, la invención no se limita a los ejemplos recién descritos.

Así, la estructura catódica puede ser simplemente lastrada para que descanse en el fondo, bien anclada mediante tornillos de arena o tirantes de anclaje o clavos o tacos químicos, directamente o mediante correas o bandas metálicas.

Además, la invención permite promover, controlando y regulando, la constitución de un agregado, destinado a la captación y descontaminación de fondos marinos, fluviales o de terrenos húmedos en:

• puertos, golfos, ensenadas, calas, bahías, radas, ríos, cursos de agua, estanques, lagunas, lagos donde los sedimentos que reposan en el fondo son susceptibles de acumularse y presentar contaminación.

• lugares, islas o estructuras artificiales en alta mar cuya instalación por el hombre puede haber generado una contaminación de cualquier tipo en el lugar, susceptible de desestabilizar el equilibrio sedimentario, químico y biológico local.

• cualquier sitio que convencionalmente deba ser descontaminado mediante dragado y para el cual la presente invención puede constituir un procedimiento alternativo, tratando todo o parte del problema in situ, antes de la extracción y el vaciado a la atmósfera del sedimento en cuestión, sacándolo de su entorno submarino.

• cualquier lugar en el que la necesidad no sea forzosamente retirar la contaminación, sino que el objetivo sea confinarla en el mismo lugar en el que se encuentra, evitando su puesta en suspensión, neutralizándola y haciéndola inerte, o al menos reduciendo su impacto nocivo sobre el medio ambiente.

• cualquier sitio en el que el objetivo sea estabilizar el lecho sedimentario en una base sólida, y en el que el doble objetivo sea la captura de contaminantes.

• cualquier sitio que aún no esté contaminado o que lo esté sólo ligeramente, pero para el que se establece el sistema, ya sea para prevenir una futura contaminación o para facilitar el análisis posterior de las capas sedimentarias superpuestas históricamente, atrapadas así en un marcador de contaminación.

• cualquier emplazamiento industrial, agrícola, urbano o turístico que genere flujos de agua muy contaminados, especialmente cargados de metales pesados, que requiera la captura de partículas gruesas o disueltas en el electrolito para cumplir con la legislación vigente, filtrar los flujos para garantizar la calidad de las actividades aguas abajo, limitar los desperdicios y pérdidas de materiales, a fin de mejorar la eficiencia económica del procedimiento.

• cualquier embalse de agua, mar, laguna, arroyo que rodea a las explotaciones mineras o canalización de evacuación de aguas utilizadas para la extracción o el enjuague de las herramientas mineras de níquel, oro,...

• cualquier emplazamiento de extracción de petróleo o gas que genere flujos de agua o lodos muy cargados de sedimentos contaminantes, lodos, arcillas y residuos petrolíferos contaminantes u otros sedimentos pesados que sean difíciles de separar del agua mediante procedimientos tradicionales como la decantación, o la filtración,...

El procedimiento según la invención es aplicable a la descontaminación de lugares para los que el simple dragado ya no constituye una solución económicamente interesante, debido al coste de reprocesamiento de los lodos y sedimentos dragados.

El procedimiento según la invención, que permite la formación del material electrolítico utilizado para la captación, utilizado solo o en combinación con otros procedimientos de descontaminación, favorece y permite controlar en sus diferentes fases la constitución, el fraguado y el desarrollo progresivo del material sobre una rejilla ligera o cualquier otro tipo de sistema catódico inmerso en el lugar en cuestión. Esto hace posible que en un solo procedimiento:

• neutralizar los contaminantes,

• estabilizar el lecho sedimentario,

• captar el CO² ,

• consolidar el asiento de las obras fluviales o marítimas,

• restaurar un fondo marino mediante una granulometría multiescala adaptada a los diferentes tipos de organismos vivos, para que sirva de nicho, vivero y refugio contra los depredadores.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de descontaminación de un medio electrolítico (M) acuático o húmedo, que comprende:

- una estructura metálica (A)conductora que forma el cátodo, dispuesta en dicho medio electrolítico (M); - un ánodo (B) en el medio electrolítico M a una distancia del cátodo (A);

- un circuito eléctrico (C) al que se conectan dicho cátodo (A) y dicho ánodo (B);

- preferentemente, una fuente de corriente eléctrica (S) para alimentar el circuito eléctrico;

- sondas de medición físico-química (D) para controlar las evoluciones y cinéticas químicas en dicho medio (M);

- medios (F) de telesupervisión y/o telegestión , que permitan gestionar el sistema a distancia;

dicho sistema se caracteriza porque comprende

- medios (E) para regular la corriente con el fin de obtener selectivamente las condiciones favorables a la formación de un conglomerado sobre dicho cátodo, estando dicha regulación sometida a las mediciones efectuadas por dichas sondas y por los aparatos de medición de los parámetros eléctricos de dicho circuito, en particular la intensidad, la tensión, la potencia y/o la frecuencia;

y porque la estructura que forma el cátodo metálico está concebida y dispuesta de manera que el conglomerado forme un confinamiento in situ sobre dicho cátodo, de manera que los materiales contaminantes así confinados no puedan volver a ponerse en suspensión en el medio (M).

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de telesupervisión y/o telegestión permiten, en particular, la telesupervisión, el envío de alarmas y historización mediante el almacenamiento de parámetros en una base de datos.

3. Sistema según una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la estructura metálica (A) conductora en forma de cátodo comprende un cañamazo formado de fibras metálicas y/o un tejido mixto de fibras conductoras con fibras no conductoras.

4. Sistema según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende al menos una sonda (D) dispuesta en proximidad inmediata del cátodo, de forma que una vez formado el conglomerado, dicha sonda quede atrapada en el interior del propio conglomerado mencionado, y suministre información sobre los contaminantes situados en el interior de dicho conglomerado.

5. Procedimiento de descontaminación de un medio electrolítico (M) acuático o húmedo, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

- disponer una estructura metálica (A) conductora que forma el cátodo en dicho medio electrolítico (M); - disponer un ánodo (B) en el medio electrolítico (M) a cierta distancia del cátodo (A);

- proporcionar un circuito eléctrico (C) al que se conectan dicho cátodo (A) y dicho ánodo (B);

- alimentar dicho circuito eléctrico (C) por un sistema eléctrico compuesto de una fuente de corriente eléctrica (S) autónoma o conectada;

- colocar en el medio (M) o en un terreno cercano sondas de medición físico-química multiparamétricas (D) que permitan controlar las evoluciones y las cinéticas químicas de dicho medio (M);

proporcionar medios (E) para regular la corriente con el fin de obtener selectivamente las condiciones favorables a la formación de un conglomerado sobre el cátodo; esta regulación está sometida a las medidas efectuadas por las sondas (D) y por los aparatos de medida de los parámetros eléctricos en dicho circuito, en particular la intensidad, la tensión, la potencia y/o la frecuencia; la estructura metálica que forma el cátodo está concebida y dispuesta de tal manera que el conglomerado forma un confinamiento in situ en dicha estructura metálica, de manera que los materiales contaminantes así confinados no puedan volver a ponerse en suspensión en el medio (M).

- acoplar el conjunto a los medios (F) de telesupervisión y/o telegestión, permitiéndo gestionar el sistema a distancia.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque los medios de telesupervisión y/o telegestión permiten, en particular, la telesupervisión, el envío de alarmas y historización mediante el almacenamiento de parámetros en una base de datos.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque al menos una sonda (D) está dispuesta en proximidad inmediata del cátodo, de manera que, una vez formado el conglomerado, dicha sonda queda atrapada en el interior mismo de dicho conglomerado, y proporciona información sobre los contaminantes localizados en el interior de dicho conglomerado.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque la estructura metálica que forma el cátodo se retira del medio después de la formación del conglomerado.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el conglomerado se utiliza como material reprocesable, en particular para la construcción de una estructura, los cimientos de un edificio o una calzada.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque un bloque formado por el conglomerado está recubierto de una resina vitrificante, en particular para evitar el relanzamiento de una parte de los contaminantes y/o para detener la polarización de dicho bloque.

11. Procedimiento de descontaminación de lodos con un procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizado porque al menos una sustancia se añade a los lodos para estabilizar dichos lodos en un material sólido, o para permitir la coagulación y floculación de los coloides entre sí, para facilitar la agregación de estos coloides en la matriz que aglutina los sedimentos.

12. Procedimiento de restauración de un fondo marino, caracterizado porque comprende etapas de descontaminación de dicho fondo marino por un procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 7, y además al menos una etapa de estabilización de dicho fondo marino.

13. Procedimiento de captura de CO² , caracterizado porque comprende un procedimiento según una de las reivindicaciones 5 a 10.