MXPA04003711A

MXPA04003711A - Aislamiento de suelo con una barrera congelada anterior al tratamiento termico conductivo del suelo.

Info

Publication number: MXPA04003711A
Application number: MXPA04003711A
Authority: MX
Inventors: Leo Stegemeier George
Original assignee: Shell Int Research
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2005-09-08
Also published as: DE60227826D1; CA2463108A1; ATE402294T1; KR100900892B1; CA2463108C; BR0213513A; BR0213513B1; WO2003035987A2; US6854929B2; KR20040048973A; WO2003035987A3; JP2005516751A; BR0213513B8; US20040120772A1; JP4344795B2; EP1438462B1; EP1438462A2; AU2002359299B2; DK1438462T3

Abstract

Se describen pozos de congelamiento que se pueden utilizar para aislar un area para el mejoramiento del suelo. Los pozos de congelamiento pueden formar una barrera congelada alrededor del area de tratamiento. La barrera congelada puede evitar que el fluido se introduzca en el area de tratamiento. La barrera congelada puede usarse para rodear todo el perimetro del area de tratamiento. Una barrera congelada tambien puede formarse arriba o abajo del area de tratamiento. Los pozos de congelamiento pueden activarse antes del mejoramiento del suelo para que una barrera congelada ya este formada cuando se inicie el mejoramiento del suelo. El mejoramiento del suelo puede lograrse por cualquier tipo de sistema de mejoramiento del suelo, incluyendo un sistema de mejoramiento del suelo termico. Se pueden ubicar calentadores de un sistema de mejoramiento del suelo termico cerca de la barrera congelada sin que la barrera se fracture de lado durante el mejoramiento.

Description

AISLAMIENTO DE SUELO CON UNA BARRERA CONGELADA ANTERIOR L TRATAMIENTO TÉRMICO CONDUCTIVO DEL SUELO Campo de la Invención La presente invención se refiere generalmente al mejoramiento del suelo. Una modalidad de la invención se refiere al aislamiento de un área de tratamiento para aplicación de procesos térmicos tales como el proceso de mejoramiento del suelo mediante desorción térmica ín sit . Antecedentes de la invención La contaminación del suelo se ha convertido en un tema de preocupación en muchos lugares. "Suelo" se refiere a un material no compactado y compactado en la tierra. El suelo puede incluir material de formación natural tal como suciedad, arena, y roca, asi como otro material, tal como material de relleno. El suelo puede quedar contaminado con contaminantes químicos, biológicos y/o radiactivos. La contaminación del suelo puede ocurrir en una variedad de formas, tales como derrame de material, escape de recipientes de almacenamiento, y filtración de relleno de tierras. Surgen preocupaciones adicionales relacionadas con la sanidad pública si los contaminantes se desplazan hacia las capas acuíferas o al aire. Los contaminantes del suelo también pueden desplazarse al suministro de alimentos a través de bioacumulación en diversas especies de la cadena alimenticia. REF. 155233 Existen muchos métodos para mejorar el suelo contaminado. "Mejorar el suelo" significa tratar el suelo para eliminar contaminantes del suelo o reducir contaminantes en el suelo (por ejemplo, a niveles aceptables) . Un método para mejorar un lugar contaminado es excavar el suelo y procesarlo en una instalación de tratamiento separada para eliminar o reducir los niveles de contaminantes en el suelo. Muchos problemas asociados con este método pueden limitar su utilización y efectividad. Por ejemplo, la generación de polvo que conlleva la excavación expone el medio ambiente circundante y los trabajadores a la contaminación del suelo. Asimismo, muchas toneladas de suelo pueden requerir ser excavadas para tratarse eficazmente incluso un pequeño lugar de contaminación. Los costos de equipos, mano de obra, transporte y tratamiento pueden hacer que el método resulte prohibitivamente costoso en comparación con otros métodos de mejoramiento del suelo. También puede utilizarse el tratamiento biológico y tratamiento químico in si tu para mejorar el suelo. El tratamiento biológico y/o químico puede implicar inyectar material en el suelo, de tal forma que el material haga reaccionar y/o mueva la contaminación dentro del suelo. Un material inyectado durante un tratamiento biológico o químico puede ser un reactivo configurado para reaccionar con la contaminación del suelo para producir productos de reacción que no están contaminados. Algunos de los productos de reacción pueden ser volátiles. Estos productos de reacción pueden eliminarse del suelo. El material inyectado durante un tratamiento químico puede ser un fluido impulsor configurado para dirigir la contaminación hacia un pozo de extracción que retira el contaminante del suelo. El fluido impulsor puede ser vapor, dióxido de carbono u otro fluido. No obstante, la heterogeneidad del suelo y otros factores pueden, sin embargo, inhibir la reducción uniforme de los niveles de contaminantes en el suelo utilizando tratamiento biológico y/o tratamiento químico. Además, la inyección de fluido puede tener como resultado el desplazamiento de los contaminantes al suelo adyacente. La extracción de vapor del suelo (EVS) es un proceso que puede utilizarse para eliminar contaminantes de la superficie del suelo. Durante la EVS, se aplica un vacío para extraer aire a través del subsuelo del suelo. El vacío puede aplicarse en una superficie de contacto suelo/aire o a través de pozos de vacío colocados dentro del suelo. El aire puede arrastrar y transportar contaminantes volátiles hacia la fuente de vacío. El gas residual extraído del suelo por el vacío puede incluir contaminantes que estaban dentro del suelo. El gas residual puede ser transportado a una instalación de tratamiento. El gas residual extraído del suelo puede ser procesado en la instalación de tratamiento para eliminar o reducir los contaminantes que contiene. La EVS puede permitir que los contaminantes sean extraídos del suelo sin necesidad de mover o remover significativamente el suelo. Por ejemplo, la EVS puede realizarse debajo de caminos, cimientos y otras estructuras fijas. La permeabilidad del subsuelo puede limitar la efectividad de la EVS. El aire y vapor pueden fluir a través del subsuelo del suelo, principalmente a través de zonas de alta permeabilidad del suelo. El aire y vapor pueden rodear zonas de baja permeabilidad de suelo, permitiendo que cantidades relativamente grandes de contaminantes permanezcan en el suelo. Las áreas de alta y baja permeabilidad pueden caracterizarse, por ejemplo, por humedad, capas de suelo estratificado, y fracturas y heterogeneidad de materiales dentro del suelo. Agua puede estar presente dentro del suelo. A cierto nivel dentro de cierto suelo, los espacios porosos dentro del suelo se llegan a saturar de agua. Se hace referencia a este nivel como la zona de saturación. En la zona vadosa, por encima de la zona de saturación, los espacios porosos dentro del suelo se llenan de agua y gas. Se hace referencia a la superficie de contacto entre la zona vadosa y la zona saturada como la capa freática. La profundidad de la capa freática se refiere a la profundidad de la zona saturada. La zona saturada puede estar limitada por un "aquitard" . Un "aquitard" es una capa de baja permeabilidad del suelo que impide el desplazamiento del agua. Una permeabilidad reducida del aire debida a la retención de agua puede impedir el contacto del aire que fluye con los contaminantes en el suelo durante el mejoramiento del suelo mediante la EVS . El desagüe del suelo puede resolver parcialmente el problema de retención de agua. El suelo puede deshidratarse bajando la capa freática y/o utilizando una técnica de desagüe al vacío. Estos métodos pueden no ser métodos efectivos para abrir los poros del suelo para admitir el flujo de aire. Las fuerzas capilares pueden impedir la extracción del agua del suelo cuando se baja la capa freática. Bajar la capa freática puede tener como resultado un suelo húmedo, que puede limitar la conductividad de aire. Una técnica de desagüe al vacío puede tener limitaciones prácticas. El vacío generado durante una técnica de desagüe al vacío puede disminuir rápidamente con la distancia de los pozos de desagüe. El uso del desagüe al vacío puede no reducir significativamente la retención de agua del suelo. Este método también puede ocasionar la formación de pasajes preferenciales para la conductividad de aire ubicados adyacentes a los pozos de desagüe. Muchos tipos de suelo se caracterizan por la estratificación horizontal con capas alternas de alta y baja permeabilidad. Un ejemplo común de un tipo de suelo estratificado son los sedimentos lacustres, caracterizados por delgados lechos de capas alternas fangosas y arenosas. Los intentos para realizar una EVS en tales capas tienen como resultado un flujo de aire que ocurre sustancialmente dentro de las capas arenosas y evita las capas fangosas . En el suelo pueden existir heterogeneidades. El aire y vapor pueden fluir preferiblemente a través de ciertas zonas o capas de suelo heterogéneo, tal como lechos de grava. El aire y vapor pueden verse impedidos de fluir a través de otras zonas o capas del suelo heterogéneo, tal como lechos de arcilla. También, por ejemplo, el aire y vapor tienden a fluir preferiblemente a través de huecos en material de relleno poco compactado. El aire y vapor pueden verse impedidos de fluir a través del material de relleno excesivamente compactado. Los desechos enterrados dentro del material de relleno también pueden impedir el flujo del aire a través del suelo. Algunos componentes de la contaminación del suelo pueden ser tóxicos. Tales contaminantes del suelo pueden incluir mercurio, compuestos que contienen mercurio tales como mercurio dimetílico, materiales radiactivos tales como plutonio, compuestos volátiles peligrosos, y combinaciones de los mismos. La instalación de pozos o el uso de procesos de prueba invasivos para identificar la ubicación y alcance de la contaminación del suelo puede requerir medidas especiales para asegurar que el medio ambiente circundante y los trabajadores no sean expuestos a vapor contaminado, polvo, u otras formas de contaminación durante la instalación y uso de los pozos o procesos de prueba. Tales medidas pueden incluir, pero no están limitadas a, efectuar operaciones que producen polvo o vapor dentro de recintos para evitar la liberación de contaminantes al medio ambiente, tratar el aire dentro de tales recintos para eliminar o reducir la contaminación antes de liberar el aire al medio ambiente, equipar a los trabajadores con ropa protectora adecuada, y/o equipar a los trabajadores con filtros de respiración adecuados o suministros de aire de otra fuente. En algunos casos, el retiro de algunos contaminantes del suelo afectado puede resultar poco práctico, pero el retiro de otros contaminantes puede ser conveniente. Por ejemplo, el suelo contaminado con material radiactivo también puede estar contaminado con otros contaminantes tales como mercurio, compuestos que contienen mercurio y/o hidrocarburos clorados. El retiro del material radiactivo puede ser imposible o poco práctico, pero puede ser conveniente eliminar o reducir otros contaminantes dentro del suelo para evitar que esa contaminación se desplace a otras áreas a través del suelo. La presencia del agua dentro de la tierra es frecuentemente un problema para los proyectos de construcción. El problema de la presencia de agua y/o recarga de agua puede haberse superado para algunos proyectos de construcción. Una barrera para el desplazamiento de agua a un área seleccionada puede establecerse formando una pared congelada que rodee el área seleccionada. El uso de paredes congeladas para estabilizar el suelo adyacente en un sitio de trabajo y evitar el desplazamiento de agua en el sitio de trabajo se ha implementado durante la construcción de túneles y ejes y durante el trabajo de excavación. En una aplicación típica de pozos de congelamiento en un sitio de trabajo, los pozos de congelamiento se insertan en el suelo y se forma una pared de agua y suelo congelados alrededor de un área seleccionada. El suelo dentro del área seleccionada luego se excava para formar un agujero. Los soportes pueden evitar que las paredes que definen el agujero caigan adentro. La pared congelada se puede dejar descongelar cuando el soporte suficiente es instalado para prevenir el derrumbamiento de las paredes. Alternativamente, el trabajo dentro del agujero formado por el retiro del suelo puede completarse apoyándose en la pared congelada de agua y suelo para evitar que el agujero se derrumbe. La pared congelada de agua y suelo se puede dejar descongelar después de la terminación del trabajo dentro del pozo. La Patente Norteamericana No. 2,777,679 publicada por Ljungstróm, que está incorporada por referencia como si estuviera indicada en su totalidad en la presente, describe la creación de una barrera congelada para definir un perímetro de una zona que debe someterse a la producción de hidrocarburo. El material dentro de la zona es pirolizado avanzando por convección un frente de calentamiento a través del material para conducir productos de pirólisis hacia pozos de producción. La Patente Norteamericana No. 4,860,544 publicada por Krieg y colaboradores, que está incorporada por referencia como si estuviera indicada en su totalidad en la presente, describe el establecimiento de un sistema de confinamiento criogénico cerrado de barrera sobre un volumen predeterminado que se extiende descendentemente de o por debajo de una región superficial de tierra, es decir, un sitio de contención. SUMARIO DE LA INVENCIÓN Los pozos de congelamiento se pueden utilizar para crear una barrera en un perímetro de un área de tratamiento del suelo contaminado. "Pozos de congelamiento" se refiere a pozos o aberturas en la tierra que se utilizan para enfriar una porción de la formación a temperaturas suficientes para congelar el agua dentro de la tierra. "Área de tratamiento" se refiere a un volumen de suelo que debe ser procesado por un método de mejoramiento del suelo in si tu. Los pozos de congelamiento pueden formar una barrera congelada a lo largo del perímetro. La barrera puede ser impermeable. La barrera puede evitar que el fluido fluya dentro o afuera del área de tratamiento. La inhibición de que el fluido fluya en el área de tratamiento puede prevenir la propagación de la contaminación del suelo contaminado al suelo no contaminado. La inhibición de que el fluido fluya en el área de tratamiento puede reducir la cantidad de fluido retirada del área de tratamiento. Una cantidad reducida de fluido retirada de un área de tratamiento puede reducir el tamaño, costo y gasto operacional del equipo que trata el fluido retirado de la tierra. La inhibición de que el fluido fluya en el área de tratamiento puede limitar que el agua fluya en el área de tratamiento. Para un sistema de mejoramiento mediante desorción térmica in situ (DTIS) , la inhibición del flujo de agua en un área de tratamiento puede hacer económicamente viable el mejoramiento del suelo. En una modalidad de un sistema que utiliza pozos de congelamiento, los pozos de congelamiento solidifican agua dentro del suelo adyacente a los pozos de congelamiento para formar una barrera de hielo entre los pozos de congelamiento adyacentes. Los pozos de congelamiento se pueden instalar en una zona saturada de agua que rodea un área de tratamiento a ser mejorada. Los pozos de congelamiento pueden formar una barrera que evita la recarga de agua en el área de tratamiento. La activación de los pozos de congelamiento puede crear una barrera congelada que prevenga que el fluido fluya a través de la barrera. Si el suelo en el cual se colocan los pozos de congelamiento no incluye una cantidad significativa de agua en algunos lugares, el agua se puede inyectar desde un pozo o permitir que se desplace en el suelo desde la superficie adyacente a los pozos de congelamiento de tal modo que los pozos de congelamiento congelaran el agua en una barrera congelada. En una modalidad de un sistema que utiliza pozos de congelamiento, una elevación del nivel de la capa freática dentro del área de tratamiento definida por la barrera congelada puede confirmar la formación de la barrera congelada. Después de la formación de la barrera alrededor del área de tratamiento, el espesor de la barrera puede aumentar mientras que la barrera se expande . La expansión de la barrera puede forzar un cambio en la carga hidrostática piezométrica dentro del área de tratamiento. Un piezómetro o piezómetros colocados en un lado interno de los pozos de congelamiento, y un piezómetro o piezómetros colocados en el lado externo de los pozos de congelamiento se pueden utilizar para medir la carga hidrostática dentro del suelo para determinar cuando se ha formado una barrera congelada. En otras modalidades, la integridad de una barrera se puede determinar usando una "prueba del descenso del nivel dé agua" . Después de haber transcurrido un tiempo suficiente para la formación de una barrera congelada interconectada alrededor de un área de tratamiento, un pulso repentino de reducción de presión se puede generar en el área de tratamiento. El pulso de reducción de presión puede ser generado aplicando un vacío en el pozo dentro del área de tratamiento. La respuesta de presión en los pozos monitoreados afuera del área de tratamiento y/o dentro del área de tratamiento se puede utilizar para determinar las características de la barrera formada por los pozos de congelamiento. Si una barrera congelada se ha formado alrededor del área de tratamiento, los pozos monitoreados fuera del área de tratamiento no deben salir afectados por el descenso de presión dentro del área de tratamiento. La medición del tiempo de respuesta a un descenso de nivel de agua dentro del área de tratamiento se puede utilizar para medir el espesor y profundidad de una barrera congelada. El tiempo de respuesta se puede también utilizar para ayudar a identificar la posición de una brecha en la formación. Cuando la posición de una brecha se encuentra, la capacidad de enfriamiento adicional se puede dirigir en pozos adyacentes aumentando el caudal del refrigerante a los pozos de congelamiento adyacentes. Alternativamente, otro pozo de congelamiento se puede insertar en el suelo entre los pozos de congelamiento que contienen una brecha para generar el suelo congelado adicional que completará la barrera de perímetro (que define un perímetro) .

Las bombas y/o inyectores de succión se pueden utilizar durante la formación y/o después de la formación de una barrera congelada. En un área de tratamiento a través de la cual el agua fluye, las bombas y/o inyectores de succión pueden funcionar para reducir el flujo del agua y se forme una barrera congelada. En una modalidad, los pozos de succión están instalados en un lado interno y un lado externo de donde se forma una barrera congelada. Los pozos de succión se operan para reducir al mínimo un diferencial de presión entre los pozos de succión internos y los pozos de succión externos de tal modo que el flujo de fluido entre los pozos de succión internos y los pozos de succión externos se minimiza. Los pozos de congelamiento se activan para formar una zona interconectada de baja temperatura que está por debajo de una temperatura necesaria para formar una barrera congelada. Después de la formación de la zona de baja temperatura, la energía suministrada a los pozos de succión se puede reducir para dejar entrar el agua u otro fluido en la región de baja temperatura entre los pozos de succión. El agua u otro fluido se puede congelar dentro de la zona de baja temperatura. En algunas modalidades del sistema de mejoramiento del suelo, las bombas de succión se pueden utilizar para eliminar el agua del suelo antes o simultáneamente con la activación de pozos de calentamiento dentro del área de tratamiento. Las bombas de succión extraen el agua para reducir la cantidad de agua que los pozos de calentamiento necesitan vaporizar durante el mejoramiento del suelo. El agua extraída del suelo puede ser tratada en una instalación de tratamiento para eliminar o reducir la contaminación en el agua. El refrigerante en pozos de congelamiento puede bajar bastante la temperatura del suelo entre los pozos de congelamiento para formar una barrera congelada entre éstos . La presencia de agua en una zona de baja temperatura puede permitir la formación de una barrera congelada. La barrera congelada puede ser una estructura monolítica, impermeable. Después de que se establezca la barrera congelada, los requisitos de energía necesarios para mantener la barrera congelada se pueden reducir de manera significativa, en comparación a los costos de energía necesarios para establecer la barrera congelada. En algunas modalidades, la reducción en costo puede ser un factor de 10 o más. En otras modalidades, la reducción en costo puede ser menos dramática, por ejemplo una reducción por un factor de aproximadamente 3 ó 4. Los pozos de congelamiento se pueden insertar en la tierra en una sola fila alrededor de un perímetro, o una porción de un perímetro, de un área de tratamiento. Para establecer una barrera congelada más gruesa, dos o más filas de pozos de congelamiento se pueden instalar alrededor del área de tratamiento. Las filas de pozos de congelamiento se pueden escalonar para tener una distancia corta de separación entre los pozos de congelamiento individuales de tal modo que una barrera congelada gruesa sea formada por los pozos de congelamiento. Para un sistema de mejoramiento mediante desorción térmica in sí tu (DTIS) , los pozos de calentamiento y/o pozos de extracción se pueden insertar en la tierra antes de, simultáneamente con, o después de la inserción de los pozos de congelamiento. Los pozos de congelamiento se pueden activar antes de los pozos de calentamiento para permitir que una barrera congelada sea establecida antes de que el calor se aplique al área de tratamiento. Formando una barrera congelada antes de iniciar el calentamiento, el frente de calor nunca podrá excederse e interrumpirse a través de la barrera congelada. Un refrigerante se puede hacer circular dentro de pozos de congelamiento para formar una barrera congelada. Alternativamente, un refrigerante se puede colocar dentro de un pozo sin la condición de circulación del ref igerante. El suelo puede transferir calor al refrigerante. El refrigerante puede ser cualquier tipo de refrigerante incluyendo, pero sin limitarse a, una salmuera refrigerada, tal como salmuera de cloruro de calcio o de cloruro de litio; un fluido criogénico, tal como nitrógeno líquido; refrigerantes de hidrocarburo; un gas frío tal como dióxido de carbono, nitrógeno o aire; y/o hielo seco o baño líquido e hielo seco (etanol, glicol u otro líquido de bajo punto de congelamiento) . Un ciclo de vaporización se puede utilizar en pozos de congelamiento. Si el refrigerante se hace circular a través de pozos de congelamiento, el refrigerante se puede hacer circular a través de varios pozos antes de que el refrigerante pase a través de una unidad o unidades de refrigeración. La unidad o unidades de refrigeración se pueden utilizar para enfriar el refrigerante a una temperatura deseada, o la unidad de refrigeración puede licuar un líquido si se utiliza un ciclo de vaporización.

Un tipo de sistema de refrigeración y refrigerante elegido para formar una barrera congelada de un sistema de mejoramiento del suelo se puede basar en un número de factores. Tales factores pueden incluir, pero sin limitarse a, tiempo requerido para formar una barrera congelada; económicos; temperatura más fría y más caliente que será sometido el refrigerante; intereses ambientales relacionados a descargas, escapes o derramamientos potenciales de refrigerantes; y temperatura necesaria para formar una barrera congelada dentro de la tierra. Una temperatura refrigerante que es significativamente más fría que la temperatura de congelamiento del agua (0°C a temperatura y presión estándares) puede ser necesaria para compensar la depresión del punto de congelamiento del fluido de formación salina . Los pozos de congelamiento se pueden utilizar conjuntamente con un sistema de mejoramiento del suelo mediante la desorción térmica in situ (DTIS) que eleva la temperatura del suelo dentro de un área de tratamiento para vaporizar y/o destruir los contaminantes dentro del suelo. Los pozos de congelamiento pueden formar una barrera congelada alrededor de un área de tratamiento o de una porción de un área de tratamiento. Los pozos de congelamiento pueden formar una barrera congelada que inhiba la elevación de temperatura del suelo en un lado externo de la barrera congelada. La barrera congelada puede inhibir el movimiento fluido dentro o afuera del área de tratamiento. Las características físicas del suelo y agua pueden permitir la formación de una barrera congelada que no se derrita durante la aplicación de calor al suelo. Los calentadores del suelo se pueden colocar cerca de los pozos de congelamiento sin producir la ruptura de la barrera congelada establecida por los pozos de congelamiento. El suelo saturado congelado generalmente tiene una difusión térmica significativamente más alta que la del suelo seco, caliente. La diferencia en la difusión térmica del suelo caliente, seco y del suelo saturado, frío predice que una zona fría se propagará más rápidamente que una zona caliente. La propagación rápida de una zona fría establecida y mantenida por los pozos de congelamiento puede evitar el derretimiento de una zona caliente formada por calentadores del suelo a través de la zona fría durante el mejoramiento del suelo. Otro factor que permite el uso combinado del frío para formar una barrera y calor para mejorar el suelo puede ser que los pozos fríos pueden iniciarse para formar la barrera congelada antes de la iniciación de los calentadores del suelo. Los factores, tales como índice de formación del suelo congelado, distancia de separación entre los pozos de congelamiento y los calentadores del suelo, y/o las características del suelo, pueden determinar el diferencial de tiempo entre la inicialización de los pozos de congelamiento y los calentadores del suelo de tal modo que los pozos de congelamiento formen una barrera congelada que no se fracture de lado a lado durante el mejoramiento del suelo. En modalidades de los sistemas de mejoramiento del suelo, los pozos de calentamiento se pueden colocar tan cerca como aproximadamente 0.3 m de los pozos de congelamiento sin que los pozos de calentamiento puedan fundir toda la barrera congelada establecida por los pozos de congelamiento. En otras modalidades, los pozos de calentamiento se pueden colocar más cerca de 0.3 m de los pozos de congelamiento, o más de 0.3 m lejos de los pozos de congelamiento. En ciertas modalidades, los pozos de calentamiento se pueden situar 0.6 m o más de los pozos de congelamiento. Durante la instalación de pozos en un área de tratamiento, un anillo exterior de los pozos de calentamiento se puede colocar en una región en la cual los pozos de congelamiento establecen una barrera congelada. El establecimiento de la barrera congelada antes de la iniciación de los pozos de calentamiento puede evitar que los pozos de calentamiento fracturen de lado a lado la barrera en el tiempo en que los pozos de calentamiento serán activados para el mejoramiento. En una modalidad de un sistema de mejoramiento del suelo, los pozos de congelamiento se colocan en dos anillos alrededor de un área de tratamiento, y los pozos de calentamiento se colocan en una zona en la cual un anillo interno de las paredee de congelamiento formará una barrera congelada. En modalidades de los sistemas de mejoramiento del suelo, un pozo de calentamiento o pozos de calentamiento se pueden colocar entre los pozos de congelación adyacentes. Por ejemplo, un pozo de calentamiento se puede colocar a la mitad de la distancia entre dos pozos de congelamiento adyacentes. Controlar la cantidad de agua que fluye en un área de tratamiento de un sistema de mejoramiento del suelo mediante DTIS puede ser de importancia crítica. Si el sistema de mejoramiento del suelo es operado en una zona de recarga de agua, el afluente de agua puede dar lugar a gastos de energía muy incrementados asociados con la vaporización del agua entrante. El afluente de agua puede también dar lugar a la inhabilidad de elevar la temperatura del suelo dentro del área de tratamiento a temperaturas mayores que la temperatura de vaporización del agua. Para evitar el desplazamiento del agua en un área de tratamiento, los pozos de congelamiento pueden necesitar solamente detener el desplazamiento o flujo lateral del agua. La permeabilidad horizontal del suelo puede ser mucho mayor que la permeabilidad vertical del suelo, o un aquitard (característica geológica) puede estar presente para evitar el desplazamiento vertical ascendente del agua dentro del suelo. En una modalidad de un sistema de mejoramiento del suelo que utiliza pozos de congelamiento, los pozos de congelamiento pueden rodear una periferia de un área de tratamiento. En modalidades alternativas de los sistemas de mejoramiento del suelo, los pozos de congelamiento se pueden colocar solamente a lo largo de porciones de los perímetros de las áreas de tratamiento. Por ejemplo, los pozos de congelamiento se pueden colocar para formar una barrera contra el desplazamiento del agua a lo largo de un borde septentrional de un área de tratamiento, pero tal barrera puede no ser necesaria a lo largo de un borde meridional del área de tratamiento. Los pozos de congelamiento que forman una barrera congelada se pueden colocar en suelo no contaminado, o suelo sustancialmente no contaminado, de tal modo que la barrera congelada formada por los pozos de congelamiento no contenga cantidades significativas de contaminación. En algunas modalidades del sistema de mejoramiento del suelo, los pozos de congelamiento pueden formarse con elementos calentadores, o elementos de refrigeración se pueden retirar de una perforación de pozo y los elementos calentadores se pueden instalar en perforaciones de pozo de los pozos de congelamiento. Después de completar el mejoramiento del suelo en un lado interno de los pozos de congelamiento y la utilización de energía térmica de los pozos de congelamiento y barrera congelada, los elementos calentadores se pueden activar para calentar el suelo congelado previamente. El vapor dentro del suelo puede fluir preferiblemente hacia los pozos de extracción del sistema de mejoramiento del suelo. También, algunos o todos los pozos de congelamiento convertidos en pozos de calentamiento pueden ser pozos de extracción. Las áreas grandes de contaminación del suelo se pueden tratar en secciones. En algunas modalidades de los sistemas de mejoramiento del suelo, puede ser deseable inhibir la afluencia del fluido por debajo de un área de tratamiento. Un patrón de pozo se puede establecer dentro del área de tratamiento con los pozos de congelamiento colocados a lo largo de una periferia del área de tratamiento y de los pozos de mejoramiento del suelo dentro de un interior del área de tratamiento. Los pozos de mejoramiento del suelo pueden ser pozos de calentamiento, pozos de extracción y/o pozos de calentamiento/de extracción. Los pozos de mejoramiento del suelo se pueden instalar dentro del suelo a una profundidad en la cual se desee establecer una barrera congelada. La profundidad de la barrera congelada puede ser de 1 m o más debajo de una zona del suelo que está contaminada. Las tuberías de refrigeración se pueden instalar en los pozos de mejoramiento del suelo. Las tuberías de refrigeración pueden incluir el aislamiento que inhibe la transferencia térmica con el suelo excepto en porciones inferiores de los pozos. El sistema de refrigeración se puede activar en un tiempo significativo (varios meses por ejemplo) antes de la activación del sistema de mejoramiento del suelo para formar una barrera congelada inferior dentro del área de tratamiento. En una modalidad del sistema de mejoramiento del suelo, las tuberías de refrigeración pueden permanecer en los pozos después de la formación de la barrera. Las tuberías de refrigeración se pueden o no utilizar durante una fase de calentamiento del proceso de mejoramiento del suelo para mantener la barrera congelada inferior. En una modalidad alternativa, las tuberías de refrigeración se pueden retirar de los pozos de mejoramiento del suelo después de la formación de la barrera y antes de la iniciación de la fase de calentamiento del proceso de mejoramiento del suelo. En algunas modalidades de los sistemas de mejoramiento del suelo en los cuales la inhibición del desplazamiento del fluido desde abajo es deseable, los pozos de congelamiento se pueden instalar en una orientación inclinada. Los pozos de congelamiento se pueden orientar para formar un patrón en forma de "V" o "U" . En algunas modalidades, los pozos se pueden colocar en arreglos escalonados, o los pozos se pueden perforar de forma direccional para entrar en un área de tratamiento en un primer lado y para salir del área de tratamiento en un segundo lado de la misma. Los pozos de calentamiento y/o mantos térmicos se pueden colocar entre los montantes de los patrones en "V" o "U" de los pozos de congelamiento. Los pozos de congelamiento verticalmente colocados se pueden ubicar a lo largo de extremos del patrón en forma de "V" o "U" . Los pozos de congelamiento y los pozos de mejoramiento del suelo se pueden instalar dentro de un área de tratamiento que se vaya a mejorar. La extensión del área de tratamiento se puede basar en el grado de derramamiento conocido, o basar en el grado de contaminación determinado del muestreo del suelo o monitoreo de pozos. Un sistema de mejoramiento del suelo se puede instalar dentro del área de tratamiento. El sistema de mejoramiento del suelo puede incluir mantos térmicos colocados encima del área de tratamiento y/o pozos de calentamiento instalados en el área de tratamiento. Los pozos de congelamiento se pueden instalar alrededor del perímetro, o a lo largo de las porciones seleccionadas del perímetro, del área de tratamiento. Un fluido impulsor se puede utilizar conjuntamente con un sistema de mejoramiento del suelo que utiliza pozos de congelamiento. El fluido impulsor se puede utilizar para desplazar contaminantes dentro del suelo hacia pozos de extracción. En ciertas modalidades, algunos pozos de extracción se pueden convertir en pozos de inyección para permitir que un fluido impulsor sea inyectado en el suelo separando los pozos del sistema de vacío y uniendo los pozos a un sistema de inyección. Un anillo de pozos de extracción se puede convertir en pozos de inyección. Después de haber inyectado el fluido impulsor en el suelo a través de los pozos, los pozos de inyección se pueden convertir de nuevo en pozos de extracción volviendo a unir los pozos al sistema de vacío. Un fluido impulsor se puede utilizar cerca del final de un proceso de mejoramiento del suelo para arrastrar la contaminación residual hacia los pozos de extracción para poder extraer la contaminación del suelo. La permeabilidad creciente dentro del suelo debido al calentamiento del mismo puede facilitar la extracción de la contaminación residual usando un fluido impulsor. En algunas modalidades, algunos pozos de mejoramiento del suelo pueden ser pozos de inyección acoplados a un sistema de inyección de tal modo que ninguno de los pozos de extracción necesite ser convertido a pozos de inyección durante el mejoramiento.

Después de que la contaminación dentro de un área de tratamiento se retira o reduce a niveles aceptables, los pozos de congelamiento iniciales y el sistema de mejoramiento del suelo pueden desactivarse. Si se forma una nueva barrera alrededor de una segunda área de tratamiento, el calor se puede transferir entre el suelo en el cual una nueva barrera es formada y los pozos de congelamiento iniciales usan un fluido de transferencia térmica circulante. Usar pozos de congelamiento desactivados para enfriar el suelo en el cual una barrera congelada es formada puede dar lugar a la recuperación de algo de energía gastada para formar y mantener la barrera inicial. Usar la barrera inicial para enfriar el suelo en el cual una nueva barrera congelada es formada puede disminuir de manera significativa el costo de formación de la nueva barrera. Una barrera congelada que debe descongelarse, una barrera mantenida congelada, y/o una porción de una corriente de salida de una unidad de refrigeración se pueden utilizar para proporcionar enfriamiento a un sistema de separación del fluido y/o descargador de agua condensada. En algunas modalidades de mejoramiento del suelo, una barrera congelada se puede permitir alcanzar naturalmente el equilibrio térmico con el suelo circundante. Los pozos de congelamiento se pueden retirar de la tierra después del mejoramiento de suelo. Los pozos de congelamiento o partes de los pozos de congelamiento se pueden volver a utilizar en otras localizaciones. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Las ventajas de la presente invención llegarán a ser evidentes a los expertos en la técnica con la ventaja de la siguiente descripción detallada de las modalidades y con referencia a las figuras anexas, en las cuales: La figura 1 muestra una representación esquemática de una modalidad del sistema de mejoramiento del suelo con una pared congelada formada por pozos de congelamiento operados en serie. La figura 2 muestra una representación en sección transversal de una cubierta de tierra de un sistema de mejoramiento del suelo. La figura 3 representa una vista superior de un patrón de pozo para una modalidad del sistema de mejoramiento del suelo que tiene un anillo doble de pozos de congelamiento que rodea un área de tratamiento. La figura 4 muestra una representación en sección transversal de una modalidad de un pozo de congelamiento operado en serie . La figura 5 muestra una representación en sección transversal de una porción de una modalidad de un pozo de congelamiento para un sistema refrigerante circulante, en el cual un conducto se utiliza para transportar el fluido dentro y afuera de un pozo de congelamiento.

La figura 6 muestra una representación en sección transversal de una porción de una modalidad de un pozo de congelamiento que incluye un conducto colocado dentro de una perforación de pozo abierta. La figura 7 muestra una representación de una modalidad de un pozo de congelamiento para un sistema refrigerante circulante, en donde el refrigerante fluye en el pozo de congelamiento a través de una tubería de entrada y pasa a través del pozo de congelamiento en un espacio anular entre la tubería de entrada y un entubado de pozo, y en donde el pozo de congelamiento se muestra en una superficie subterránea representada en sección transversal . La figura 8 muestra una representación en sección transversal de una modalidad de un pozo de congelamiento para un sistema refrigerante circulante, en donde una porción del pozo de congelamiento comprende una perforación de pozo abierta . La figura 9 muestra una representación de vista en planta de la colocación del pozo de congelamiento, en donde algunos de los pozos de congelamiento se perforan de forma direccional para poder formar una barrera inferior cuando se activan los pozos de congelamiento. La figura 10 muestra una representación de las modalidades del pozo de congelamiento que son angulosas en el suelo para formar un área de tratamiento en forma de "V" .

La figura 11 representa una modalidad de un pozo de congelamiento en forma de "U" que entra en el suelo en un primer lado de un área de tratamiento y sale del suelo en un segundo lado del área de tratamiento. La figura 12 representa una modalidad de un pozo de congelamiento usado para formar una barrera congelada debajo del suelo que será mejorado térmicamente. La figura 13 representa una modalidad de un sistema de mejoramiento que se puede utilizar para tratar una tira larga del suelo contaminado. La figura 14 representa una modalidad de pozos de congelamiento y de pozos que permiten la formación de una barrera congelada entre los pozos de congelamiento aunque el fluido fluye entre los pozos de congelamiento. La figura 15 representa una modalidad de pozos de congelamiento, pozos de extracción y electrodos que se pueden utilizar para mejorar el suelo contaminado usando un proceso de desorción térmica ín si tu que calienta el suelo mediante un calentamiento de resistividad del suelo. La figura 16 representa los resultados de la simulación térmica de una fuente de calor rodeada por un anillo de pozos de congelamiento. La figura 17 muestra una representación de vista en planta de áreas de tratamiento rectangulares . La figura 18 muestra una representación de vista en plana de una modalidad de las áreas de tratamiento formadas por las barreras de perímetro que tienen porciones arqueadas, en donde los centros de las porciones arqueadas están en un patrón de triángulo equilátero. La figura 19 muestra una representación de vista en planta de una modalidad de las áreas de tratamiento formadas por barreras de perímetro que tienen porciones arqueadas, en donde los centros de las porciones arqueadas están en un patrón cuadrado. La figura 20 muestra una representación de vista en planta de una modalidad de las áreas de tratamiento formadas por barreras de perímetro colocadas radialmente alrededor de un punto central . Si bien la invención es susceptible a varias modificaciones y formas alternativas, las modalidades específicas de la misma se muestran a modo de ejemplo en las figuras y en la presente serán descritas detalladamente. Las figuras no pueden estar a escala. Debe comprenderse que las figuras y su descripción detallada no se desean que limiten a la forma particular descrita de la invención, sino por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que están dentro del espíritu y alcance de la presente invención según lo definido por las reivindicaciones adjuntas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Puede utilizarse un sistema de proceso de desorción térmica in si tu (DTIS) para mejorar el suelo contaminado. Un proceso de mejoramiento del suelo mediante DTIS implica el calentamiento in si tu del suelo para aumentar la temperatura del suelo mientras simultáneamente se retira el gas residual por vacío. El calentamiento del suelo puede tener como resultado la eliminación de contaminantes mediante una serie de mecanismos. Tales mecanismos pueden incluir, pero no se limitan a: vaporización y traslado del vapor de contaminantes del suelo; evaporación, arrastre y eliminación de contaminantes en una corriente de aire o vapor de agua; y/o degradación térmica o conversión de contaminantes en compuestos no contaminantes mediante pirólisis, oxidación u otras reacciones químicas dentro del suelo. Un proceso de mejoramiento del suelo mediante DTIS puede ofrecer considerables ventajas frente a los procesos de extracción de vapor del suelo (EVS) y los procesos que dependen de la inyección de fluidos impulsores, reactivos químicos y/o reactivos biológicos dentro del suelo. La conductividad del flujo de fluido de un suelo promedio puede variar en un factor de 108 en todo el suelo, debido en parte a la heterogeneidad del suelo y agua dentro del suelo. Como se utiliza en la presente, "fluido" se refiere a materia que está en estado líquido o gaseoso. El traslado en masa del fluido a través del suelo puede ser un factor limitante en el mejoramiento de un lugar de tratamiento usando el proceso de EVS o tratamiento químico y/o biológico del suelo. En contraste con las variaciones extremadamente grandes en la permeabilidad del flujo de fluido en el suelo, la conductividad térmica de un suelo promedio puede variar por un factor de aproximadamente dos en todo el suelo. Inyectar calor en el suelo puede ser significativamente más efectivo que inyectar un fluido a través del mismo suelo. Además, inyectar calor en el suelo puede provocar el aumento preferencial de la permeabilidad del suelo compactado (baja permeabilidad) . El calor inyectado puede secar el suelo. A medida que el suelo se seca, la permeabilidad microscópica y macroscópica del suelo puede aumentar. El aumento de la permeabilidad del suelo calentado puede permitir que un proceso de mejoramiento del suelo mediante DTIS elimine o reduzca los contaminantes a niveles aceptables en toda un área de tratamiento. El aumento de la permeabilidad del suelo puede permitir un mejoramiento in si tu de las arcillas y barros de baja permeabilidad que no responden a los procesos estándares de extracción de vapor del suelo. En una modalidad de mejoramiento del suelo, un método de descontaminación incluye calentar el suelo contaminado a temperaturas a las cuales los contaminantes son eliminados mediante vaporización y/o destrucción térmica. El agua in sí tu puede vaporizarse y destilar vapor o arrastrar contaminantes. Los contaminantes en el vapor de agua pueden extraerse del suelo por medio de pozos de extracción. El suelo puede calentarse mediante diversos métodos . Los métodos para calentar el suelo incluyen, pero no se limitan a, calentar mediante irradiación o conducción térmica desde una fuente de calor, calentar mediante calentamiento de radiofrecuencia o calentar mediante calentamiento de resistividad eléctrica del suelo. "Calentamiento radiactivo" se refiere a una transferencia radiactiva de calor desde una fuente caliente a una superficie más fría. En un proceso de DTIS, el calor se transfiere luego principalmente por conducción desde la superficie del suelo calentado al suelo adyacente, aumentando así la temperatura del suelo a cierta distancia de la fuente de calor. El calentamiento radiativo y/o conductivo puede ser ventajoso porque las temperaturas que pueden obtenerse mediante tal calentamiento no están limitadas por la cantidad de agua presente en el suelo. Utilizando calentamiento radiativo y/o conductivo pueden obtenerse temperaturas del suelo sustancialmente superiores al punto de ebullición del agua. Pueden obtenerse temperaturas del suelo de aproximadamente 100°C, 125°C, 150°C, 200°C, 400°C, 500°C, o superiores utilizando calentamiento radiativo y/o conductivo. La fuente de calor para calentamiento radiativo y/o conductivo puede ser, pero sin limitarse a, un calentador de resistencia eléctrica colocado en una perforación de pozo, un fluido de transferencia térmica que se hace circular a través de una perforación de pozo, o combustión dentro de ésta última. Los calentadores pueden colocarse en o sobre el suelo para calentar el suelo. Para una contaminación del suelo dentro de aproximadamente 1 m de la superficie del suelo, mantos térmicos y/o calentadores de tierra sobre el suelo pueden aplicar calor conductivo al suelo. Un sistema de vacío puede aplicar un vacío sobre el suelo a través de aberturas de vacío que atraviesan el manto térmico. Los calentadores pueden funcionar a aproximadamente 870 °C. La Patente Norteamericana No. 5,221,827 emitida por Marsden y colaboradores, que se incorpora por referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente, describe un sistema de mejoramiento del suelo mediante manto térmico. La Patente Norteamericana No. 4,984,594 emitida por Vinegar y colaboradores, que se incorpora por referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente, describe un método in si tu para eliminar contaminantes del suelo desde la superficie y cerca de la superficie aplicando un vacío sobre el suelo por debajo de una lámina flexible impermeable y luego calentando el suelo con un calentador eléctrico de superficie que se coloca sobre la superficie del suelo por debajo de la lámina.

Para una contaminación más profunda, pueden utilizarse pozos de calentamiento para suministrar calor al suelo. La Patente Norteamericana No. 5,318,116 y la Solicitud de Patente Norteamericana No. 09/549,902 de Vinegar y colaboradores y Solicitud de Patente Norteamericana No. 09/836,447 de Vinegar y colaboradores, cada una de estas referencias se incorpora por referencia como si se expusieran en su totalidad en la presente, describen procesos de mejoramiento del suelo mediante DTIS para tratar el subsuelo del suelo contaminado con calentamiento radiativo y/o conductivo. La Solicitud de Patente Norteamericana No. 09/841,432 de ellington y colaboradores; la Solicitud de Patente Norteamericana No. 10/131,123 de Wellington y colaboradores; y la Solicitud de Patente Norteamericana No. titulada "Jn si tu Recovery From A Hydrocarbon Containing Formation Using Barriers" de Wellington y colaboradores y presentada el 24 de octubre de 2002, también describe calentadores y varios equipos. Cada una de estas solicitudes se incorpora por referencia como si se expusieran en su totalidad en la presente. Algunos pozos de calentamiento pueden incluir tuberías perforadas que permiten extraer el fluido del suelo. Un pozo de calentamiento con una tubería perforada también puede permitir que el fluido sea arrastrado o inyectado dentro del suelo. Puede aplicarse vacío al suelo para extraer el fluido del suelo. Puede aplicarse vacío en la superficie o a través de pozos de extracción colocados dentro del suelo. El término "pozos" se refiere a pozos de calentamiento, pozos de extracción, pozos de inyección, y pozos de prueba. La temperatura del suelo puede aumentarse utilizando pozos de calentamiento. El fluido del suelo puede extraerse del suelo a través de los pozos de extracción. Algunos pozos de extracción pueden incluir elementos caloríferos. Tales pozos de extracción, a los que se hace referencia como "pozos de calentamiento-extracción", son capaces tanto de aumentar la temperatura del suelo como de extraer el fluido del suelo. En una zona adyacente a un pozo de calentamiento-extracción, el flujo de calor puede estar contracorriente al flujo de fluido. El fluido retirado del pozo de calentamiento-extracción puede exponerse a una temperatura suficientemente alta dentro del pozo de calentamiento-extracción, lo que resulta en la destrucción de algunos de los contaminantes dentro del fluido. Los pozos de inyección permiten que se introduzca un fluido dentro del suelo. El muestreo o registro del suelo o fluido del suelo pueden realizarse utilizando pozos de prueba que se ubican en lugares deseados dentro de un patrón de pozos de un sistema de mejoramiento del suelo. Un sistema de mejoramiento del suelo in sí tu puede incluir una pluralidad de pozos de calentamiento y al menos un pozo de extracción de vapor. Un pozo de extracción de vapor también puede incluir uno o más elementos caloríferos. Los elementos caloríferos del pozo de extracción de vapor pueden proporcionar calor para establecer una permeabilidad inicial en la cercanía del pozo de extracción de vapor. El calor adicional también puede evitar la condensación de vapor de agua y contaminantes en el pozo. En algunas modalidades de pozos de extracción, los pozos de extracción pueden no incluir elementos caloríferos. La ausencia de elementos caloríferos dentro del pozo de extracción de vapor puede simplificar el diseño de la perforación de pozo de extracción de vapor, y puede preferirse en algunas aplicaciones. Los pozos pueden arreglarse en un patrón de filas y columnas dentro del suelo. Las filas de pozos pueden ser escalonadas de modo que los pozos estén en un patrón triangular. Alternativamente, los pozos pueden estar alineados en un patrón rectangular, patrón pentagonal, patrón hexagonal o patrón poligonal de mayor orden. Una distancia entre pozos adyacentes puede ser una distancia sustancialmente fija de modo que los patrones poligonales de pozos puedan hacerse con formaciones regulares de triángulos equiláteros o cuadrados. Una distancia de espaciamiento entre pozos adyacentes de un patrón puede variar de aproximadamente 1 metro a aproximadamente 12 metros o más. Una distancia de espaciamiento típica puede ser de aproximadamente 2 a 4 metros. Algunos pozos pueden colocarse fuera de un patrón regular para evitar las obstrucciones dentro del patrón. Un proceso de mejoramiento del suelo mediante DTIS puede tener varias ventajas sobre la EVS . El calor agregado al suelo contaminado puede aumentar la temperatura del suelo por encima de las temperaturas de vaporización de los contaminantes dentro del suelo. Si las temperaturas del suelo superan la temperatura de vaporización de un contaminante del suelo, el contaminante puede vaporizarse. El vacío aplicado al suelo puede arrastrar el contaminante vaporizado fuera del suelo. Incluso calentar el suelo a una temperatura inferior a las temperaturas de vaporización de los contaminantes, puede tener efectos beneficiosos. Aumentar la temperatura del suelo puede aumentar las presiones de vapor de los contaminantes en el suelo y permitir una corriente de aire para eliminar una parte mayor de los contaminantes del suelo de lo que es posible a temperaturas inferiores del suelo. La mayor permeabilidad del suelo debida al calentamiento puede permitir la eliminación de los contaminantes en toda un área de tratamiento del suelo. La Solicitud de Patente Norteamericana No. de serie , titulada "Thermally Enhaced Soil Decontamination Method" de Stegemeier y colaboradores, presentada el 24 de octubre de 2002; Solicitud de Patente Norteamericana No. de serie , titulada "Soil Remediation Well Positioning In Relation To Curved Obstructions" de Stegemeier y colaboradores, presentada el 24 de octubre de 2002; y la Solicitud de Patente Norteamericana No. de serie , titulada "Soil Remediation of ercury Contamination" de Viniegra y colaboradores, presentada el 24 de octubre de 2002 describen el proceso de mejoramiento del suelo mediante DTIS. Cada una de éstas se incorpora por referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente. Muchas formaciones del suelo incluyen una gran cantidad de agua en comparación a los contaminantes. Aumentar la temperatura del suelo a la temperatura de vaporización del agua puede vaporizar el agua. El vapor de agua puede ayudar a volatilizar (destilar vapor) y/o arrastrar contaminantes dentro del suelo. El vacío aplicado al suelo puede eliminar de éste los contaminantes volatilizados y/o arrastrados. La vaporización y arrastre de contaminantes puede tener como resultado la eliminación del suelo de contaminantes de punto de ebullición medio y alto. Además de permitir una mayor eliminación de contaminantes del suelo, un mayor calentamiento del suelo puede provocar la destrucción de contaminantes in si tu. La presencia de un oxidante, tal como aire o vapor de agua, puede tener como resultado la oxidación de los contaminantes que pasan a través del suelo con alta temperatura. En ausencia de oxidantes, los contaminantes dentro del suelo pueden ser alterados mediante pirólisis. El vacío aplicado al suelo puede eliminar los productos de reacción del suelo.

Un sistema de calentamiento y extracción de vapor puede incluir pozos de calentamiento, pozos de extracción, pozos de inyección y/o pozos de prueba. Los pozos de calentamiento aplican energía térmica al suelo para aumentar la temperatura del suelo. Los pozos de extracción de un sistema de calentamiento y extracción de vapor pueden incluir tuberías perforadas que permiten que el gas residual sea extraído del suelo. La tubería o una parte de la tubería puede estar hecha de un metal resistente a degradación química y/o térmica. Las perforaciones en la tubería de un pozo pueden taparse con un material removible antes de introducir la tubería dentro de la tierra. Luego de la introducción de la tubería dentro de la tierra, pueden retirarse los tapones de las perforaciones. La Solicitud de Patente Norteamericana No. 09/716,366, la cual se incorpora por referencia como si se expusiera en su totalidad en la presente, describe pozos que están instalados con tapones removibles colocados dentro de las perforaciones de las tuberías de un pozo. Las perforaciones de la tubería de un pozo pueden ser, pero sin limitarse a, agujeros y/o ranuras. Las perforaciones se pueden proteger. La tubería puede tener varias zonas perforadas en diferentes posiciones a lo largo de la tubería. Cuando la tubería se introduce en el suelo, las zonas perforadas pueden ubicarse adyacentes a las capas contaminadas del suelo. Las áreas adyacentes a las secciones perforadas de una tubería pueden rellenarse con grava o arena. La tubería puede pegarse al suelo adyacente en las capas de suelo no productoras para impedir el desplazamiento de los contaminantes en el suelo no contaminado. La figura 1 muestra una representación esquemática del sistema de mejoramiento del suelo 20. El sistema de mejoramiento del suelo puede incluir la barrera 22 formada por los pozos de congelamiento 24 alrededor de un perímetro del sistema de mejoramiento 20. El sistema de mejoramiento 20 se puede utilizar para tratar el suelo 26 dentro del área de tratamiento 28. El suelo 26 puede incluir suelo contaminado y suelo no contaminado. El sistema de mejoramiento del suelo 20 puede extraer la contaminación o reducir contaminantes dentro del área de tratamiento 28 a niveles aceptables. Los pozos de congelamiento 24 pueden formar la barrera 22 alrededor del área de tratamiento 28 congelando agua en el suelo 26. En algunas modalidades del sistema de mejoramiento, las barreras naturales (tales como terreno de recubrimiento, material de recubrimiento inferior y suelo sustancialmente impermeable) y/o barreras artificiales (tales como paredes impermeables y láminas metálicas insertadas) pueden permitir que los pozos de congelamiento sean colocados alrededor de menos de un perímetro entero de un área de tratamiento. La barrera 22 puede evitar que el fluido fluya dentro o afuera del área de tratamiento 28. La barrera 22 puede inhibir ventajosamente el desplazamiento de la contaminación fuera del área de tratamiento 28 durante el mejoramiento. La barrera 22 puede inhibir que el fluido fluya, tal como agua y/o aire, en el área de tratamiento 28. La inhibición de que el fluido fluya en el área de tratamiento 28 puede limitar un tamaño de una instalación de tratamiento necesaria para procesar la contaminación retirada del suelo limitando un volumen de material retirado de la tierra. El sistema de mejoramiento del suelo 20 puede ser, pero sin limitarse a, un sistema de inyección de fluido biológico o reactivo, un sistema de extracción de vapor del suelo, o un sistema de mejoramiento mediante desorción térmica in si tu (DTIS) . Un sistema de mejoramiento del suelo mediante DTIS puede utilizar, pero limitarse a, mantos térmicos, pozos de calentamiento, calentamiento de radiofrecuencia, y/o calentamiento de resistividad eléctrica para elevar la temperatura del suelo. El calentamiento de resistividad eléctrica puede utilizar calentamiento de 6 ó 3 fases del suelo. La figura 1 representa una modalidad de un sistema de mejoramiento del suelo mediante DTIS que utiliza mantos térmicos y pozos de calentamiento. Para un sistema de mejoramiento del suelo mediante DTIS, la limitación de una cantidad de agua que está en el área de tratamiento 28, o capaz de entrar en el área de tratamiento, puede reducir de manera significativa el consumo de energía y puede permitir que el sistema eleve la temperatura del suelo a través del área de tratamiento a temperaturas significativamente más arriba que la temperatura de vaporización del agua. El sistema de mejoramiento 20 puede incluir uno o más pozos de mejoramiento del suelo. Los pozos de mejoramiento del suelo pueden ser pozos de extracción 30, pozos de calentamiento 32 o pozos de combinación calentamiento-extracción 33. Los pozos de extracción 30 permiten que el gas residual sea extraído del suelo 26. Los pozos de extracción 30 incluyen una abertura o aberturas en comunicación con el suelo 26 que permiten que el gas residual sea extraído en los pozos de extracción. Los pozos de calentamiento 32 transfieren calor en el suelo 26. El calor se puede aplicar al suelo, pero no se limita a su aplicación al suelo, de elementos caloríferos eléctricos, de combustión en una perforación de pozo, y de transferencia térmica con un fluido circulante de transferencia térmica. El calor aplicado al suelo se puede transferir al suelo adyacente sustancialmente por conducción. Los pozos de calentamiento-extracción pueden permitir la transferencia térmica al suelo así como la extracción del gas residual del suelo. Los pozos de mejoramiento del suelo pueden también ser pozos de inyección. Los pozos de inyección se pueden utilizar para agregar fluido al suelo 26. Los pozos de inyección incluyen una o más aberturas en comunicación con el suelo 26 que permitan que el fluido pase del pozo de inyección en el suelo. El fluido puede ser un agente biológico, un reactivo químico, y/o agente de inundación que conduce el fluido hacia los pozos de extracción 30. En una modalidad, el fluido se puede bombear en el suelo a través de pozos de inyección. En modalidades alternativas, el fluido se puede ubicar en pozos de inyección, y el fluido se puede arrastrar en el suelo por el vació aplicado en el suelo 26 a los pozos de extracción 30. Durante el mejoramiento del suelo, algunos pozos de extracción 30 se pueden convertir en pozos de inyección. Para convertir un pozo de extracción en un pozo de inyección, el pozo de extracción se puede separar de un sistema de vacío y conectar con un sistema de suministro de fluido que introduce el fluido en el pozo convertido. El sistema de mejoramiento 20 puede incluir uno o más pozos de prueba 34. Los pozos de prueba 34 se pueden utilizar para monitorear el progreso del mejoramiento. El pozo de prueba 34 puede ser un puerto de registro que permita la recolección de datos de temperatura, datos de presión, muestras y/o datos de concentración de componentes químicos dentro del suelo. Los pozos de prueba 34 pueden ser ubicados dentro y/o afuera de un patrón de pozos de extracción 30. Algunos pozos de prueba 34 pueden ser piezómetros . En una modalidad de un sistema de mejoramiento del suelo que utiliza pozos de congelamiento para formar la barrera congelada 22, una elevación del nivel de la capa fréatica dentro del área de tratamiento 28 definida por la barrera congelada puede confirmar la formación de la barrera congelada. Después de la formación de la barrera 22 alrededor del área de tratamiento 28, el espesor de la barrera puede aumentar mientras que la barrera se expande. La expansión de la barrera puede forzar un cambio en la carga hidrostática piezométrica dentro del área de tratamiento 28. Un piezómetro o piezómetros colocados en un lado interno del anillo de los pozos de congelamiento 24, y un piezómetro o piezómetros colocados en el lado externo del anillo de los pozos de congelamiento se pueden utilizar para medir la carga hidrostática dentro del suelo 26 para determinar cuando se ha formado una barrera congelada. Una elevación de la carga hidrostática en el área de tratamiento 28 puede indicar la formación de la barrera 22. El pozo de prueba 34 puede incluir un sensor de temperatura. El sensor de temperatura puede ser, pero sin limitarse a, un termopar o detector de temperatura de resistencia (DTR) . Un DTR puede proporcionar exactitud y estabilidad sobre un intervalo amplio de temperaturas, incluyendo temperaturas cercanas a un punto de congelación del suelo saturado de agua. El pozo de prueba 34 puede incluir más de un sensor de temperatura. La posición de los sensores de temperatura en pozos de prueba puede ser ajustable para medir la temperatura dentro del suelo en función de la profundidad. Los pozos de prueba 34 localizados cerca de pozos de mejoramiento del suelo y de la barrera congelada 22 pueden incluir sensores de temperatura que miden la temperatura del suelo influenciada por la barrera congelada y la temperatura del suelo influenciada por los pozos de mejoramiento del suelo. Por ejemplo, un pozo de prueba puede ser una perforación de pozo de 7.6 centímetros colocada en el suelo. Un primer sensor se puede colocar en la perforación de pozo contra un lado de la perforación de pozo que está más cerca de la barrera congelada. Un segundo sensor se puede colocar en la perforación de pozo contra un lado de la perforación de pozo que está más cerca de un pozo de mejoramiento del suelo. Las características de medición y/o métodos de prueba pueden indicar la formación de una barrera congelada. Por ejemplo, si el desagüe está ocurriendo en un lado interno de los pozos de congelamiento, la cantidad de agua retirada de la formación a través de pozos de desagüe puede reducir de manera significativa conforme una barrera congelada se forma y bloquea la recarga de agua en un área de tratamiento. El retiro de agua dentro de un área de tratamiento puede detenerse rápidamente después de que se forme una barrera congelada y los niveles de fluido se hayan bombeado. La prueba de presión transitoria (por ejemplo, las pruebas de descenso del nivel de agua o pruebas de inyección) en el área de tratamiento, puede indicar la formación de una barrera congelada. Tales pruebas de presión transitoria pueden también indicar la permeabilidad en la barrera. La prueba de presión se describe en Pressure Buildup and Flor Tests in Wells por C.S. Matthews & D.G. Russell (SPE Monograph, 1967) . Una prueba del pulso fluido transitorio se puede utilizar para determinar o confirmar la formación de una barrera de perímetro. Un área de tratamiento se puede saturar con agua después de la formación de una barrera de perímetro. Un pulso se puede instigar dentro de un área de tratamiento rodeada por la barrera de perímetro. El pulso puede ser un pulso de presión que es producido bombeando el fluido (por ejemplo, agua) dentro o afuera de una perforación de pozo. El bombeo de fluido fuera del suelo puede ser deseable para inhibir el desplazamiento de cualquier material fuera del área de tratamiento. En algunas modalidades, el pulso de presión se puede aplicar en etapas increméntales, y las respuestas se pueden monitorear después de cada etapa. Después que el pulso de presión se aplica, la respuesta transitoria al pulso se puede medir, por ejemplo, midiendo presiones en pozos monitoreados y/o en el pozo en donde el pulso de presión fue aplicado. Los pozos monitoreados usados para detectar pulsos de presión pueden ubicarse en el exterior e interior del área de tratamiento o ambas En algunas modalidades, un pulso de presión se puede aplicar introduciendo vacío en el suelo a través de una perforación de pozo. Si se forma una barrera congelada, una porción del pulso será reflectada por la barrera congelada nuevamente hacia la fuente del pulso. Los sensores se pueden utilizar para medir la respuesta al pulso. En algunas modalidades, se instiga un pulso o pulsos antes de que se inicien los pozos de congelamiento. La respuesta al pulso o pulsos se mide para proporcionar una línea de base para respuestas futuras. Después de la formación de una barrera de perímetro, un pulso de presión iniciado dentro de la barrera de perímetro no se debe detectar por los pozos monitoreados fuera de la barrera de perímetro. Las reflexiones del pulso de presión medido dentro del área de tratamiento se pueden analizar para proporcionar la información del establecimiento, espesor, profundidad y otras características de la barrera congelada. Si las pruebas indican que una barrera congelada de perímetro no ha sido formada por los pozos de congelamiento, la localización de secciones incompletas de la barrera de perímetro puede ser determinada. Las pruebas de pulso pueden indicar la localización de porciones no formadas de una barrera de perímetro. Las pruebas de rastreo pueden indicar la dirección general en la cual hay una sección incompleta de la barrera de perímetro. La temperatura de los pozos de congelamiento se puede monitorear para determinar la localización de una porción incompleta de una barrera de perímetro alrededor de un área de tratamiento. En algunas modalidades del pozo de congelamiento, (por ejemplo, la modalidad representada en la figura 7) , cada pozo de congelamiento 24 puede incluir el puerto 35. Las sondas de temperatura, tales como los dispositivos de temperatura de resistencia, se pueden insertar en los puertos 35. El flujo refrigerante a los pozos de congelamiento puede ser interrumpido. El vacío se puede extraer dentro del área de tratamiento para extraer el fluido más allá de la barrera de perímetro. Las sondas de temperatura se pueden mover dentro de los puertos 35 para monitorear los cambios de temperatura a lo largo de las longitudes de los pozos de congelamiento. La temperatura puede elevarse rápidamente adyacente a las áreas donde una barrera congelada no se ha formado. Después de que la localización de la porción de la barrera de perímetro que no se ha formado se determina, el flujo refrigerante a través de los pozos de congelamiento adyacentes al área puede ser aumentado y/o un pozo o pozos de congelamiento adicionales se pueden instalar cerca del área para permitir la terminación de una barrera congelada alrededor del área de tratamiento.

Según lo mostrado en la figura 1, el sistema de mejoramiento 20 puede incluir la cubierta de tierra 36, la instalación de tratamiento 38, el sistema de colección de vapor 40, un sistema de control y una pluralidad de pozos de me oramiento. Los pozos de mejoramiento pueden ser pozos de extracción, pozos de calentamiento, pozos de inyección, pozos de calentamiento-extracción u otros tipos de pozos usados para el mejoramiento del suelo. El sistema de mejoramiento 20 puede también incluir pozos de congelamiento 24 y/o pozos de prueba 34. La cubierta de tierra 36 se puede colocar sobre un área de tratamiento para evitar la pérdida de calor y pérdida de vapor a la atmósfera desde el área de tratamiento 28. La cubierta de tierra 36 también puede impedir que ingrese aire excesivo al suelo 26 desde la atmósfera. La cubierta de tierra 36 puede impedir la afluencia de agua desde la superficie en el suelo dentro del área de tratamiento 28.

La figura 2 muestra componentes de una modalidad de la cubierta de tierra 36. La cubierta de tierra 36 puede incluir la capa de lamina metálica 42, aislamiento 44, capa impermeable 46 y armazón 48. El material de relleno 50, tal como grava o arena, se puede ubicar y clasificar en la superficie de tierra para nivelar el área de tratamiento. La capa de lámina metálica 42 se puede ubicar encima del material de relleno 50. Los pozos de mejoramiento del suelo, las canalizaciones verticales que permiten que un vacío sea extraído en la superficie del suelo, y los pozos de prueba se pueden colocar a través de las aberturas formadas en la capa de lámina metálica 42. La capa de lámina metálica 42 se puede formar de un número de secciones separadas que están soldadas, selladas con sellador de alta temperatura, o si no acopladas juntas para formar una capa que evite que el fluido se escape del área de tratamiento 28 y entre en el área de tratamiento. La capa de lámina metálica 42 se puede sellar con soldaduras, sellador de alta temperatura u otros métodos de sellado a los pozos de mejoramiento del suelo, a las canalizaciones verticales que permiten que un vacío sea aplicado en la superficie u otro equipo que se extienda a través de la capa de lámina metálica. La capa de lámina metálica 42 se puede sellar a la barrera congelada 22 circundante al área de tratamiento 28. El labio 52 a lo largo de un perímetro de la capa de lámina metálica 42 se puede conducir en suelo mojado. Cuando los pozos de congelamiento 24 se activan, el suelo mojado adyacente al labio 52 puede congelarse para sellar la barrera congelada 22 formada por los pozos de congelamiento 24 a la capa de lámina metálica 42. El sellado de la barrera 22 a la capa de lámina metálica 42 puede evitar que el fluido sea arrastrado en el área de tratamiento 28 desde áreas adyacentes al área de tratamiento. La inhibición de la afluencia del fluido puede permitir que un sistema de vacío aplique un alto vacío en el suelo dentro del área de tratamiento 28 durante el mejoramiento. El alto vacío puede promover el retiro de contaminantes dentro del área de tratamiento 28 durante el mejoramiento del suelo. La capa de lámina metálica 42 y otros componentes de un sistema de mejoramiento del suelo mediante DTIS se pueden elevar a temperaturas altas durante el mejoramiento del suelo. Los materiales usados para formar componentes de un sistema de mejoramiento del suelo mediante DTIS se pueden hacer de materiales que son resistentes a la amalgamación (si el mercurio está presente en el suelo) y resistentes a la degradación química y/o térmica. En una modalidad de un sistema de mejoramiento del suelo mediante DTIS, la capa de lámina metálica es acero al carbono. En algunas modalidades de mejoramiento del suelo, los compuestos tratados con cloro pueden descomponerse para formar cloruro de hidrógeno. La capa y tubería de lámina metálica que se elevan a temperaturas altas se pueden formar de acero químicamente más resistente o de otro metal que el acero al carbono. En una modalidad, el metal usado puede ser acero inoxidable 316. Cuando la temperatura del gas residual se reduce debajo de un límite de temperatura de trabajo de la tubería plástica, un sistema colector de vapor puede utilizar la tubería plástica. La tubería de polímero, tal como la tubería de cloruro de polivinilo, puede ser químicamente más resistente y menos costosa que la tubería metálica. En los sistemas de mejoramiento del suelo que no se calientan, los materiales usados para formar los componentes del sistema de mejoramiento del suelo se pueden hacer de materiales suficientes para soportar condiciones de operación y exposición química durante el mejoramiento del suelo. Por ejemplo, una capa químicamente resistente de polímero se puede sustituir por la capa de lámina metálica de un sistema de mejoramiento del suelo mediante DTIS si el sistema de mejoramiento del suelo es un sistema de mejoramiento del suelo reactivo químico y/o biológico. Según lo mostrado en la figura 2, la cubierta de tierra 36 puede incluir el aislamiento 44 el cual se coloca encima de o por debajo de la capa de lámina metálica 42. Ubicar el aislamiento 44 sobre la capa de lámina metálica 42 puede inhibir ventajosamente la contaminación del. aislamiento. El aislamiento 44 puede inhibir la pérdida de calor a la atmósfera durante el mejoramiento del suelo. El aislamiento puede ser cualquier tipo de aislamiento de alta temperatura. El aislamiento puede ser, pero sin limitarse a, aislamiento mineral, aislamiento de fibra de vidrio o aislamiento de vermiculita. En una modalidad, el aislamiento es de vermiculita que es soplado alrededor de la armazón 48. El aislamiento puede extender sobre una barrera congelada formada por los pozos de congelamiento 24 para inhibir la transferencia térmica desde la atmósfera a la barrera congelada . En la modalidad mostrada en la figura 2, la cubierta de tierra 36 incluye la capa impermeable 46 que se extiende sobre un sistema de mejoramiento del suelo. La capa impermeable 46 puede ser una capa de apoyo para la capa de lámina metálica 42 para inhibir la liberación del vapor a la atmósfera. La capa impermeable se puede ubicar encima, o sellarse en, tuberías, canalizaciones verticales, conductos alámbricos y otro equipo de un sistema de mejoramiento del suelo. Una porción de la capa impermeable 46 se puede insertar en suelo mojado para sellar la capa impermeable a una barrera congelada cuando los pozos de congelamiento 24 forman la barrera. La capa impermeable 46 puede evitar que el agua de lluvia u otro fluido haga contacto con el aislamiento 44, la capa de lámina metálica 42 y/o porciones de pozos de mejoramiento del suelo, pozos de prueba y calentadores colocados en un área de tratamiento. La capa impermeable 46 puede ser, pero sin limitarse a, metal, lonas, polímero o combinaciones de los mismos. La capa impermeable 46 se puede inclinar para evitar la concentración de agua encima de la capa impermeable. El condensado que se forma en una superficie interna de la capa impermeable se puede dirigir a trampas condensadas . Si una trampa condensada colecta una cantidad significativa de condensado, el condensado se puede probar para la contaminación. Si el condensado contiene contaminantes, éste se puede introducir en una instalación de tratamiento del sistema de mejoramiento del suelo o transportar a una instalación de tratamiento afuera del lugar. Un vacio se puede introducir entre la capa de lámina metálica 42 y la capa impermeable 46 durante el mejoramiento del suelo. Una corriente de salida del sistema de vacío se puede monitorear para la contaminación. Si se encuentra contaminación, la corriente se puede desviar a una instalación de tratamiento. El vacío puede reducir la transferencia térmica de la capa de lámina metálica. La armazón 48 puede ser parte de la cubierta de tierra 36. La armazón 48 puede inhibir la compresión y/o la interrupción del aislamiento 44 ubicado en la capa de lámina metálica 42. La armazón 48 puede soportar los pozos y otras estructuras ubicadas dentro de un área de tratamiento. La armazón 48 puede soportar un andador que proporciona acceso a los pozos de prueba y/o pozos de mejoramiento del suelo. La capa impermeable 46 se puede soportar en porciones de la armazón 48. Una cubierta de tierra puede no ser necesaria en algunas modalidades del sistema de mejoramiento del suelo. Una cubierta de tierra no puede ser requerida si el suelo contaminado es muy profundo y/o hay capas impermeables que intervienen entre la superficie y la contaminación de tal modo que el calentamiento del suelo y la extracción del gas residual del suelo tendrán un efecto insignificante en la superficie del suelo. La instalación de tratamiento 38, representada en la figura 1, puede incluir el sistema de vacío 54 que extrae una corriente de gas residual del suelo 26. La instalación de tratamiento 38 puede también incluir el sistema de tratamiento de contaminantes 56 para tratar contaminantes dentro del gas residual. El sistema de tratamiento de contaminantes 56 puede eliminar contaminantes de la corriente de gas residual, o el sistema de tratamiento de contaminantes puede reducir los contaminantes a niveles aceptables . El sistema de tratamiento de contaminantes 56 puede incluir, pero sin limitarse a, condensadores, separadores de líquido-vapor, sistema de reactor, tal como un reactor de oxidación térmica; sistema de transferencia de masa, tal como lechos de carbono activados; o una combinación de sistemas de reactor y sistemas de transferencia de masa. El sistema colector de vapor 40 puede incluir un sistema de tubería que transporte el gas residual extraído del suelo 26 a la instalación de tratamiento 38. El sistema colector de vapor puede también incluir canalizaciones verticales 58 que permiten que un vacío sea aplicado a la superficie del suelo.

El sistema colector de vapor 40 se puede acoplar al sistema de vacío 54 y a los pozos de extracción 30. En una modalidad, la tubería se aisla térmicamente y se calienta. La tubería aislada y calentada evita la condensación de gas residual dentro de la tubería. En modalidades alternativas, porciones de la tubería después de que las canalizaciones verticales puedan ser tubería sin calentar y/o tubería sin aislar de tal modo que el gas residual se condense dentro de la tubería y fluya a una instalación de tratamiento. En algunas modalidades, la tubería del sistema colector de vapor se puede formar de varios diversos materiales. La tubería en áreas calientes, tales como áreas adyacentes a pozos de extracción, puede formarse de metal. La tubería en áreas menos calientes se puede formar de metal o plástico. Las porciones de un sistema de tubería se pueden formar de tubos flexibles. Los tubos flexibles pueden incluir una estructura interna que evite su colapso debido al vacío aplicado a través de los tubos flexibles. Los tubos flexibles pueden reducir el costo y hacer significativamente más fácil la instalación de un sistema colector de vapor que la instalación de un sistema que utiliza tubería rígida. Un sistema de control para un sistema de mejoramiento del suelo puede ser un sistema de control por computadora. El sistema de control puede monitorear y controlar la operación de la instalación de tratamiento 38, del sistema colector de vapor calentado 40 y de una pluralidad de pozos de mejoramiento del suelo. El sistema de control puede monitorear y controlar la entrada de energía en los pozos de calentamiento 32. El sistema de control puede también controlar los pozos de inyección y/o pozos de prueba 34. El sistema de mejoramiento 20 puede incluir calentadores que proveen energía térmica al suelo 26. La energía térmica se puede proveer al suelo 26 de alguno o de todos los pozos de mejoramiento del suelo colocados dentro del suelo. Alternativamente, la energía térmica se puede proveer al suelo 26 de los calentadores de tierra 60 colocados sobre o por debajo de la cubierta de tierra 36. En algunos sistemas de mejoramiento del suelo, la energía térmica se puede proveer al suelo 26 de los pozos de calentamiento 30 y de los calentadores de tierra 60. Los calentadores de tierra que se utilizan conjuntamente con pozos de calentamiento pueden inhibir la condensación del gas residual en una cubierta de tierra y/o una superficie del suelo. La energía térmica se puede proveer al suelo 26 por, pero sin limitarse a ser suministrada por, calentamiento de radiofrecuencia, suministro de corriente eléctrica en el suelo para el calentamiento de resistividad del suelo, calentamiento radiativo del suelo desde una fuente de calor, calor conducido térmicamente al suelo desde una fuente de calor y/o combinaciones de los mismos. En una modalidad del sistema de mejoramiento del suelo 20, la electricidad se utiliza para calentar de forma resistiva un elemento de calorífico o elementos caloríficos ubicados dentro de una perforación de pozo del pozo de calentamiento 32. Los elementos caloríficos pueden acoplarse atándose con alambre 62 a la fuente de energía 64. En una modalidad de un sistema de DTIS, la fuente de energía 64 es un transformador o serie de transformadores que generan electricidad desde una rejilla eléctrica. 1 calor generado en el pozo de calentamiento 32 puede ser transmitido de forma radiativa y/o conductiva al suelo 26 cerca del pozo. El calor transferido al suelo 26 del pozo de calentamiento 32 puede transferir al suelo más lejos del pozo principalmente por conducción. En una modalidad, uno o más quemadores de combustible de combustión, y el calor generado por la combustión se utilizan para calentar el suelo 26. La combustión puede ocurrir en o sobre la superficie de tierra o dentro de un pozo en la tierra. Los pozos de mejoramiento del suelo se pueden colocar en un patrón deseado dentro del área de tratamiento 28 de un sistema de mejoramiento del suelo 20. El patrón de pozos de mejoramiento del suelo puede ser, pero sin limitarse a, un patrón de pozo triangular o un patrón de pozo cuadrado. La superposición del calor de pozos de mejoramiento del suelo puede promover el calentamiento eficiente y uniforme, o el calentamiento sustancialmente uniforme, a través del área de tratamiento 28. Las modalidades de los sistemas de mejoramiento del suelo se pueden diseñar para elevar la temperatura del suelo a aproximadamente 100 °C, aproximadamente 300°C, aproximadamente 500°C o a una temperatura más alta. La temperatura del suelo se puede elevar a una temperatura que dé lugar a la eliminación y/o destrucción de contaminantes dentro del suelo. El espaciamiento entre los centros de los pozos de mejoramiento del suelo puede extenderse de aproximadamente 0.6 m a 6 m o más. El espaciamiento puede depender de un número de factores incluyendo, pero sin limitarse a, tiempo deseado para el mejoramiento, composición del suelo, características físicas del suelo, tipo de contaminante dentro del suelo, propiedades químicas y físicas de la contaminación y del tamaño del área a ser mejorada. Un espaciamiento típico entre los pozos de mejoramiento del suelo puede ser de aproximadamente 2 m a 4 m. Los pozos de mejoramiento del suelo pueden ser pozos de calentamiento-extracción 33. En otras modalidades, los pozos de mejoramiento del suelo pueden ser combinaciones de pozos de calentamiento separados 32, pozos de extracción separados 30 y/o pozos de calentamiento-extracción separados 33. Un anillo o anillos de pozos de calentamiento 32 pueden rodear el pozo de extracción 30 o un pozo de calentamiento-extracción 33. Según lo representado en la figura 1, los pozos de calentamiento 32 se pueden colocar en el suelo en un patrón de hexágono, y los pozos de calentamiento-extracción 33 se pueden colocar en un patrón de triángulo equilátero con los pozos de calentamiento-extracción colocados en centros de hexágonos en el patrón de hexágono del pozo de calentamiento. El espaciamiento entre los pozos de calentamiento 32 puede ser de aproximadamente 2.4 m. En una modalidad alternativa, todos los pozos de mejoramiento del suelo son pozos de calentamiento-extracción . Los pozos de calentamiento pueden ser más económicos de producir e instalar que los pozos de extracción, que pueden ser más económicos de producir e instalar que los pozos de calentamiento-extracción. La limitación de un número de pozos de extracción y/o de pozos de calentamiento-extracción puede ser deseable en un sistema de mejoramiento del suelo. En una modalidad de un sistema de mejoramiento, los pozos de extracción se pueden colocar en o cerca de los centros de gravedad de los patrones de pozos de calentamiento circundantes. Por ejemplo, según lo ilustrado en la figura 3, el pozo de extracción 30 se puede colocar sustancialmente en un centro de gravedad de tres pozos de calentamiento 32 colocados en un patrón de triángulo equilátero. Los pozos 33 de calentamiento-extracción se pueden colocar adyacentes a los pozos de congelamiento 24. Los pozos de congelamiento 24 pueden definir un perímetro del sistema de mejoramiento del suelo 20. Los pozos de congelamiento 24 pueden formar la barrera 22 del fluido que fluye dentro y afuera de un área de tratamiento. En algunos sistemas de mejoramiento del suelo, los pozos de congelamiento pueden formar un anillo alrededor del área de tratamiento 28. En otros sistemas de mejoramiento del suelo, los pozos de congelamiento se pueden colocar solamente a lo largo de lados seleccionados de un área de tratamiento en donde se desea evitar que el fluido fluya dentro o afuera del área de tratamiento. Las barreras naturales, tales como formaciones de roca impermeables, y las barreras no naturales se pueden situar a lo largo de otras porciones de un perímetro de un área de tratamiento. Las barreras no naturales pueden incluir, pero sin limitarse a, láminas colocadas en el suelo a lo largo de una porción de un perímetro del área de tratamiento y de paredes de lechada de cemento formadas a lo largo de una porción de un perímetro del área de tratamiento. Las características físicas del suelo y agua pueden permitir la formación de una barrera congelada que no derrita durante la aplicación de calor al suelo. Los calentadores del suelo se pueden colocar cerca de los pozos de congelamiento sin producir una brecha en la barrera congelada establecida por los pozos de congelamiento. El suelo congelado, saturado tiene generalmente una difusión térmica significativamente más alta que el suelo caliente, seco. La diferencia en la difusión térmica del suelo caliente, seco y frío, el suelo saturado predice que una zona fría se propagará más rápidamente que una zona caliente. La propagación rápida de una zona fría establecida y mantenida por los pozos de congelamiento puede evitar que una zona caliente formada por los calentadores del suelo se derrita a lo largo de la zona fría durante el mejoramiento del suelo. Otro factor que permite el uso combinado del frío para formar una barrera congelada y del calor para el mejoramiento del suelo puede ser que los pozos de congelamiento se pueden iniciar para formar la barrera congelada antes de la iniciación de los calentadores del suelo. Los factores, tales como el índice de formación del suelo congelado, la distancia de separación de los pozos de congelamiento y calentadores del suelo y las características del suelo pueden determinar la sincronización de la iniciación del pozo de congelamiento con relación a los calentadores del suelo de tal modo que los pozos de congelamiento formen una barrera congelada que no se fracture de lado a lado durante el mejoramiento del suelo. En modalidades de los sistemas de mejoramiento del suelo, los pozos de calentamiento se pueden colocar tan cerca como aproximadamente 0.3 m para congelar pozos sin que los pozos de calentamiento puedan fundir a través de una barrera congelada establecida por los pozos de congelamiento durante el tiempo del mejoramiento. En otras modalidades, los pozos de calentamiento se pueden colocar más cerca de 0.3 m de los pozos de congelamiento, o más de 0.3 m lejos de los pozos de congelamiento. En ciertas modalidades, los pozos de calentamiento se pueden situar a 0.6 m o más de los pozos de conge1amiento . Una barrera congelada formada por los pozos de congelamiento puede abarcar algunos pozos de mejoramiento del suelo antes de la iniciación de éstos últimos. La iniciación de los pozos de mejoramiento del suelo puede permitir a éstos últimos colocados dentro del suelo congelado descongelar el suelo y mejorarlo hasta el grado que la barrera congelada de los pozos de mejoramiento del suelo no se pueda descongelar.

Un pozo de congelamiento y/o pozo de mejoramiento del suelo se pueden insertar en la tierra de cualquier manera. Una unidad o unidades usadas para insertar pozos de mejoramiento del suelo se pueden también utilizar para insertar pozos de congelamiento. Un pozo se puede formar o insertar en un agujero barrenado o perforado, por vibración en la tierra, enterrado dentro de un foso cavado en la tierra o impactado en la tierra. La vibración o impacto de un pozo en la tierra puede eliminar o reducir ventajosamente una cantidad de polvo, cortes y otro material retirado de la tierra durante la inserción de los pozos de congelamiento y pozos de mejoramiento del suelo. La eliminación o reducción del polvo, cortes y de otro material retirado durante la inserción de pozos puede reducir al mínimo la exposición del trabajador a la contaminación y puede reducir la necesidad de medidas y procedimientos especiales para contener y tratar los contaminantes retirados del suelo durante la inserción de los pozos. Algunas modalidades de pozos de congelamiento y modalidades del pozo de mejoramiento del suelo pueden incluir entubados de pozo. Los entubados de pozos se pueden formar de tubería estándar que está roscada y/o soldada y colocada en una perforación de pozo usando un equipo de perforación. Los entubados de pozo tienen generalmente un intervalo de aproximadamente 5 cm a 15 cm de diámetro. Entubados de pozo más grandes o más pequeños se pueden utilizar para cumplir con los requisitos específicos del lugar. En una modalidad, los entubados de pozo se pueden instalar por la instalación de tubos en espiral . La instalación de tubos en espiral puede reducir un número de conexiones soldadas y/o roscadas en una longitud del entubado. Las conexiones roscadas y/o soldadas de tubos en espiral pueden ser pre-comprobadas para su integridad. Los tubos en espiral están disponibles de Quality Tubing, Inc. (Houston, Texas) y de otros fabricantes. Los tubos en espiral pueden estar disponibles en muchos tamaños y diversos materiales . Los tamaños de los tubos en espiral pueden estar en un intervalo de aproximadamente 2.5 centímetros a aproximadamente 15 cm. Los tubos en espiral pueden estar disponibles en una variedad de diversos metales, incluyendo acero al carbono. El tubo en espiral se puede enrollar en una bobina de diámetro grande. La bobina se puede llevar en una unidad de tubo en espiral. Las unidades de tubo en espiral convenientes están disponibles de Fleet Cementers, Inc. (Cisco, Texas) y Halliburton Co. (Duncan, Oklahoma) . Una capucha se puede roscar y/o soldar en el tubo en espiral si el entubado debe ser un entubado sellado. El tubo en espiral se desenrolla de la bobina, se pasa a través de una enderezadora y se inserta en un pozo. Después de la inserción, el tubo en espiral se pueden cortar desde el tubo en espiral en la bobina. Algunas modalidades de los pozos de congelamiento incluyen elementos (tales como conductos de entrada) colocados dentro de los entubados. Los elementos se pueden colocar dentro del entubado antes de que éste se enrolle en la bobina. Si los tubos en espiral incluyen elementos colocados dentro de un entubado, un solo procedimiento de instalación se puede utilizar para colocar el pozo de congelamiento en el suelo. Alternativamente, los entubados se pueden instalar usando la instalación de tubos en espiral, y los elementos se pueden instalar posteriormente en los entubados usando la instalación de tubos en espiral o un procedimiento de inserción diferente. En algunas modalidades, los entubados se pueden insertar usando métodos en lugar de la instalación de tubos en espiral, y los elementos colocados en el entubado se pueden instalar usando la instalación de tubos en espiral . Los diámetros de los entubados del pozo de congelamiento instalados en la tierra pueden ser de gran tamaño en comparación a un diámetro mínimo necesario para permitir la formación de una zona de baja temperatura. Por ejemplo, si los cálculos de diseño indican que la tubería de 10.2 centímetros es necesaria para proporcionar un área de transferencia térmica suficiente entre el suelo y los pozos de congelamiento, la tubería de 15.2 centímetros se puede colocar en el suelo. El entubado de gran tamaño puede permitir que una manga u otro tipo de sello se coloque en el entubado si se presenta una fuga en el entubado del pozo de congelamiento . Un tiempo necesario para formar una zona de baja temperatura puede depender de un número de factores y variables. Tales factores y variables pueden incluir, pero sin limitarse a, longitud de la zona de baja temperatura; espaciamiento del pozo de congelamiento; caudal de fluido en el área de tratamiento; salinidad del fluido que fluye en el área de tratamiento; y tipo de sistema de refrigeración, temperatura de refrigerante y refrigerante usado para formar la barrera. El tiempo necesario para formar la zona de baja temperatura puede ir de aproximadamente dos días a más de un año, dependiendo de la extensión y espaciamiento de los pozos de congelamiento. En algunas modalidades, un tiempo necesario para formar una zona de baj a temperatura puede ser de aproximadamente 6 a 8 meses. El espaciamiento entre los pozos de congelamiento adyacentes puede ser una función de un número de diversos factores. Los factores pueden incluir, pero sin limitarse a, propiedades físicas del material del suelo, tipo de sistema de refrigeración, tipo de refrigerante, caudal del material dentro o afuera de un área de tratamiento definida por los pozos de congelamiento, tiempo para formar la zona de baja temperatura y consideraciones económicas. El material compactado o parcialmente compactado del suelo puede permitir una distancia grande de separación entre los pozos de congelamiento. Una distancia de separación entre los pozos de congelamiento en el material compactado o parcialmente compactado del suelo puede ser de aproximadamente 3 m a 10 m o más. En una modalidad, el espaciamiento entre los pozos de congelamiento adyacentes es de aproximadamente 5 m. El espaciamiento entre los pozos de congelamiento en el material no compactado o sustancialmente no compactado del suelo puede ser necesariamente más pequeño que el espaciamiento en material compactado del suelo. Una distancia de separación entre los pozos de congelamiento en el material no compactado puede ser de 1 m o más . Las simulaciones numéricas se pueden utilizar para determinar el espaciamiento para los pozos de congelamiento basadas en las propiedades físicas conocidas del suelo. La simulación numérica se puede utilizar para determinar un espaciamiento óptimo entre los pozos de congelamiento y entre los pozos de congelamiento y pozos de calentamiento. Un simulador de fines generales, tal como el Steam, Termal and Advanced Processes eservoir Simulator (STARS) disponible de Computer Modeling Group, Ltd. (Alberta, Canadá) , se puede utilizar para el trabajo de simulación numérica. También, un simulador para pozos de congelamiento, tal como TEMP W disponible de Geoslope (Calgary, Alberta) , se puede utilizar para simulaciones numéricas. Las simulaciones numéricas pueden incluir el efecto de fuentes de calor que funcionan dentro de un área de tratamiento definida por los pozos de congelamiento . La figura 1 representa los pozos de congelamiento 22 colocados en una sola fila alrededor de un área de tratamiento. Un espaciamiento sustancialmente regular puede separar los pozos de congelamiento adyacentes 24. El espaciamiento entre los pozos de congelamiento adyacentes puede ir de aproximadamente 0.6 m a 6.1 m o más. El espaciamiento entre los pozos de congelamiento adyacentes puede depender de un número de factores. Tales factores pueden incluir, pero sin limitarse a, temperatura de IQS pozos de congelamiento, tiempo disponible para formar la pared congelada, economía, composición del suelo, propiedades físicas del suelo y espesor de la barrera que se formará por los pozos de congelamiento. El suelo no compactado puede requerir un espaciamiento estrecho entre los pozos de congelamiento adyacentes. Un suelo compactado puede permitir un espaciamiento más grande. En una modalidad, el espaciamiento entre los pozos de congelamiento adyacentes es de aproximadamente 1 m a 2 m. Los espaciamientos más pequeños o más grandes también pueden usarse. Generalmente, el espaciamiento para los pozos de congelamiento es menor que el espaciamiento para los pozos de mejoramiento del suelo. En una modalidad de un sistema de mejoramiento del suelo, el espaciamiento del pozo de congelamiento puede ser un múltiplo conveniente del espaciamiento del pozo de mejoramiento del suelo para poder convertir algunos de los pozos de congelamiento a pozos de mejoramiento del suelo, si se desea. En una modalidad, el espaciamiento del pozo de congelamiento es de aproximadamente 1/2 del espaciamiento del pozo de mejoramiento del suelo. La figura 3 representa pozos de congelamiento 24 colocados en dos filas alrededor del área de tratamiento 28. Tres o más filas de pozos de congelamiento pueden también utilizarse. Los pozos de congelamiento 24 colocados en filas múltiples alrededor de un área de tratamiento pueden formar una barrera más gruesa que una sola fila de pozos de congelamiento. Las filas de los pozos de congelamiento 24 se pueden escalonar para reducir al mínimo una distancia de separación entre los pozos de congelamiento adyacentes. En una modalidad, una distancia normal de separación entre los pozos en una primera fila y los pozos en una segunda fila puede ser la 1/2 de la distancia de separación entre los pozos adyacentes en la primera fila. Por ejemplo, los pozos en una primera fila se pueden separar 2.2 m, y los pozos en una segunda fila se pueden colocar entre los pozos de la primera fila y aproximadamente 1.1 m lejos de la primera fila. Otras distancias y patrones de separación pueden también utilizarse. Las filas de pozos de congelamiento pueden ser escalonadas de tal modo que los pozos de congelamiento estén sustancialmente en un patrón de triángulo isósceles . Un sistema de refrigeración para formar una barrera puede ser un sistema de lote o un sistema de fluido circulante. En algunas modalidades del sistema de mejoramiento del suelo, puede agregarse agua al suelo adyacente a algunos pozos de congelamiento para saturar el suelo y asegurar la formación de una barrera que evite que el fluido fluya dentro o afuera de un área de tratamiento. Si los pozos de congelamiento se colocan en perforaciones de pozo, el agua se puede introducir en las perforaciones de pozo antes de que los pozos de congelamiento se coloquen en las perforaciones de pozo. El exceso de agua se puede eliminar de las perforaciones de pozo por una bomba de succión o bombas de succión. En algunas modalidades, una porción de un entubado de pozo de congelamiento adyacente al suelo que necesita ser mojado puede incluir las perforaciones que permiten que el agua sea introducida en el suelo. En algunas modalidades, las perforaciones se pueden cerrar con un revestimiento o sellador para evitar que el fluido entre en el entubado del pozo de congelamiento después de mojar el suelo. En otras modalidades, las perforaciones pueden permanecer abiertas. Un sistema de mejoramiento del suelo puede utilizar pozos de congelamiento operados en serie. La figura 1 representa una modalidad de un sistema refrigerante operado en serie usado para formar la barrera 22. La figura 4 representa una modalidad del pozo de congelamiento 24 para un sistema refrigerante operado en serie. El pozo de congelamiento 24 para un sistema refrigerante operado en serie puede incluir el entubado 66 y el reborde 68 del entubado. El reborde 68 del entubado puede aislarse. El reborde 68 del entubado puede incluir la tubería de relleno 70 y/o la tubería de ventilación 72. Para utilizar el pozo de congelamiento 24, éste se puede llenar con refrigerante 73. El refrigerante puede ser nitrógeno líquido, hielo seco y un baño fluido de punto de congelación bajo u otro fluido criogénico. El refrigerante puede absorber calor del suelo 26, dando por resultado la formación de la barrera congelada 22. La presión desarrollada en el pozo de congelamiento 24 se puede desahogar a través de la tubería de ventilación 72. El refrigerante se puede rellenar en el pozo de congelamiento 24 a través de la tubería de relleno 70. Alternativamente, el reborde del entubado 68 puede ser retirado periódicamente y el entubado 66 se puede rellenar con el refrigerante. El refrigerante se puede poner a una temperatura deseada en el sitio, o el refrigerante se puede enviar al sitio por tren, cargueros u otros vehículos. El refrigerante se puede almacenar en el sitio en tanques u otros medios. En una modalidad de un sistema de mejoramiento del suelo, el dióxido de carbono presurizado o una suspensión de hielo seco se puede utilizar como refrigerante para crear una barrera congelada. El nitrógeno líquido se puede utilizar como refrigerante criogénico para crear una barrera congelada en otra modalidad. El uso del nitrógeno líquido puede favorecer un espaciamiento de pozo estrecho de 1.2 m o menos entre las perforaciones de pozos. El tiempo para terminar una barrera para los pozos en centros de 0.9 m que usan nitrógeno líquido puede ser de aproximadamente 80-100 horas. Una cantidad de nitrógeno líquido necesaria para formar una barrera puede ser de aproximadamente 1.9 toneladas métricas de nitrógeno líquido por metro cúbico de suelo saturado. El índice de uso del nitrógeno líquido por unidad de longitud del pozo de congelamiento puede ser de aproximadamente 0.22 kg por minuto por metro de pozo. El costo del nitrógeno líquido puede hacer el uso de nitrógeno líquido aplicable solamente a los sitios pequeños de mejoramiento. Para sitios más grandes de mejoramiento, la salmuera circulatoria o un ciclo de refrigeración y ciclo de evaporación, puede ser más atractivo económicamente. Una barrera congelada formada por los pozos de congelamiento operados en serie se puede formar en perforaciones de pozo abiertas o en entubados perforados. En una modalidad de un sistema de perforación de pozo abierta, el agua se puede introducir en pozos de congelamiento para llenar grietas y/o espacio poroso dentro del suelo adyacente a la perforación de pozo. Una bomba de succión se puede utilizar para eliminar el exceso de agua de la abertura. En otras modalidades, la adición de agua en la abertura puede no ser necesaria. Un fluido muy frío, tal como nitrógeno líquido, se puede introducir en la abertura para congelar el suelo adyacente a la abertura y sellar cualquier grieta o permeabilidad del suelo. El fluido muy frío puede ser llenado periódicamente para formar y mantener la barrera congelada. Alternativamente, un fluido menos frío, menos costoso (por ejemplo, hielo seco y un baño líquido de punto de congelación bajo) se puede sustituir por el fluido muy frío después de la evaporación o retiro del fluido muy frío de la perforación de pozo. El fluido menos frío se puede utilizar para formar y mantener la barrera congelada. Un sistema de mejoramiento del suelo puede utilizar un tipo de refrigerante circulante de sistema de refrigeración para formar la barrera 22. La figura 3 representa un patrón de pozo para un sistema de mejoramiento del suelo que utiliza un refrigerante circulante. El sistema de refrigeración puede incluir la unidad o unidades de refrigeración 74, conductos de ref igeración laterales fríos 76 y conductos · de refrigeración laterales calientes 78. Los conductos de refrigeración 76, 78 pueden ser tubos aislados. Los conductos de refrigeración laterales fríos y calientes 76, 78 se pueden acoplar a los pozos de congelamiento 24 en serie, paralelos, o configuraciones en serie y paralelas. El tipo de sistema de tubería usado para los conductos 76, 78 puede depender del tipo de sistema de refrigeración, del número de las unidades de refrigeración y de la carga de calor requerida para ser eliminada por el sistema de refrigeración. Un sistema de refrigeración fluido circulante puede utilizar un refrigerante líquido que se hace circular a través de pozos de congelamiento. Un sistema de circulación líquida utiliza transferencia térmica entre un líquido circulante y el suelo sin una porción significativa del refrigerante que experimenta un cambio de fase. El líquido puede ser cualquier tipo de fluido de transferencia térmica capaz de funcionar a temperaturas frías. Algunas de las propiedades deseadas para un refrigerante líquido son: temperatura de trabajo baja, baja viscosidad, alta capacidad de calor específico, alta conductividad térmica, baja corrosión, baja toxicidad y bajo costo. Una temperatura de trabajo baja del refrigerante permite la formación de una zona grande de baja temperatura alrededor de un pozo de congelamiento. Una temperatura de trabajo baja del líquido debe ser de aproximadamente -20°C o más baja. Los fluidos que tienen temperaturas de trabajo bajas a o por debajo de -20°C pueden incluir ciertas soluciones salinas (por ejemplo, soluciones que contienen el cloruro de calcio o cloruro de litio) . Otras soluciones salinas pueden incluir las sales de ciertos ácidos orgánicos (por ejemplo, formiato de potasio, acetato de potasio, citrato de potasio, formiato de amonio, acetato de amonio, citrato de amonio, citrato de sodio, formiato de sodio, acetato de sodio) . Un líquido que se puede utilizar como refrigerante es Freezium®, disponible de Kemira Chemicals (Helsinki, Finlandia) . Una unidad de refrigeración se puede utilizar para reducir la temperatura de un líquido refrigerante a una temperatura de trabajo baja. En algunas modalidades, la unidad de refrigeración puede utilizar un ciclo de vaporización de amoníaco. La unidad de refrigeración 74, representada en la figura 3, puede ser una unidad de alto volumen. Una diferencia de temperatura entre el fluido en un lado de entrada y el fluido en un lado de salida de la unidad de refrigeración 74 puede estar en un intervalo de aproximadamente 5°C a aproximadamente 30°C cuando la unidad se activa para comenzar la formación de la barrera 22. La diferencia de temperatura puede reducirse a aproximadamente 1°C o menos durante el mantenimiento de la barrera formada 22. Las unidades de refrigeración están disponibles de Cool Man Inc. (Mil aukee, Wisconsin) , Gartner Refrigeration (Plymouth, Michigan), y de otros proveedores. En algunas modalidades, las unidades de refrigeración para enfriar el refrigerante pueden utilizar un ciclo de absorción-desorción. Una unidad de refrigeración de absorción puede producir temperaturas abajo de aproximadamente -60°C usando energía térmica. Las fuentes de energía térmica usadas en la unidad de desorción de la unidad de refrigeración de absorción pueden incluir, pero sin limitarse a, agua caliente, vapor, fluido, y/o gas de escape. En algunas modalidades, el amoníaco se utiliza como el refrigerante y el agua como el absorbente en la unidad de refrigeración de absorción. Las unidades de refrigeración de absorción están disponibles de Stork Thermeq B.V. (Hengelo, Loa Países Bajos) . Un sistema de circulación líquida utiliza transferencia térmica entre un líquido circulante y el suelo sustancialmente sin ningún cambio de fase en el refrigerante. En un ciclo de vaporización, el calor del suelo vaporiza un líquido. El líquido se condensa en una unidad de refrigeración y se hace circular de nuevo al suelo. El refrigerante puede ser, pero sin limitarse a, propano o amoníaco . La figura 5, figura 6 y figura 7 representan modalidades de pozos de congelamiento que se pueden utilizar en un sistema de refrigeración circulante. La figura 5 representa una porción del pozo de congelamiento 24 que tiene el conducto 80, espaciadores 82 y entubado 66. Los espaciadores 82 pueden prevenir al conducto 80 de hacer contacto con el entubado 66. El conducto 80 se puede suspender o empaquetar en el entubado 66. Suspender el conducto 80 puede proporcionar ventajosamente el espacio de contracción y expansión para el conducto. El entubado 66 se puede llenar de agua, de fluido de punto de congelación bajo o de otro fluido de transferencia térmica para mejorar el contacto térmico y promover la transferencia térmica entre el suelo 26, el entubado y conducto 80. En algunas modalidades del pozo de congelamiento, los conductos 80 se pueden suspender o empaquetar en perforaciones de pozo abiertas o en entubados perforados que incluyen las aberturas 84. Los entubados perforados y/o perforaciones de pozo abiertas pueden utilizarse si se va introducir agua en el suelo desde un pozo de congelamiento. El conducto 80 en el pozo de congelamiento 24 puede incluir un montante de entrada 86 y un montante de salida 88. El refrigerante puede entrar en el montante de entrada 86 del conducto lateral frío 76. El refrigerante puede pasar en el montante de salida 88 y salir del conducto al conducto lateral caliente 78. El montante de entrada 86 se puede hacer de un material aislante, o el montante de entrada se puede aislar, para inhibir la transferencia térmica entre el montante de entrada y el montante de salida 88. En una modalidad del conducto, el montante de entrada 86 se hace de tubos de polietileno de alta densidad (HDPE) . El montante de entrada 86 puede tener un diámetro de aproximadamente 2.5 centímetros a aproximadamente 5 centímetros. Los montantes de entrada de diámetro más grande o más pequeño pueden también utilizarse. En una modalidad del conducto, el montante de salida 88 está en espiral alrededor del montante de entrada 86 de tal modo que el montante de salida tenga un área superficial grande de transferencia térmica. El montante de salida 88 se puede formar de un material con un alto coeficiente de transferencia térmica de tal modo que el montante de salida promueva la transferencia térmica en los alrededores. En una modalidad, el montante de salida 88 se hace de tubos de cobre, aleaciones de cobre, acero inoxidable o de otro metal compatible con el refrigerante. La figura 6 representa una modalidad del pozo de congelamiento 24 que tiene un conducto 80 en forma de "U" que se coloca en una perforación de pozo abierta. El pozo de congelamiento 24 puede incluir una sección pequeña de entubado 66 en una parte superior del pozo para soportar el conducto 80. Los espaciadores 82 pueden evitar que el conducto haga contacto con los lados de la perforación de pozo. Los espaciadores 82 pueden también evitar que el montante de entrada 86 haga contacto con el montante de salida 88. La figura 7 representa una modalidad del pozo de congelamiento 24 que se puede utilizar en un sistema de refrigeración de fluido circulante. El pozo de congelamiento 24 puede incluir el entubado 66 y la entrada 90. En algunas modalidades, los espaciadores se pueden colocar entre la entrada y el entubado. La entrada 90 puede ser un conducto aislado, o un conducto aislante, que inhibe la transferencia térmica con el fluido en el espacio anular. En una modalidad, la entrada 90 es tubo de HDPE. Un diámetro de la entrada 90 puede generalmente ser de aproximadamente 2.5 centímetros a aproximadamente 5 centímetros, aunque un tubo de diámetro más grande o más pequeño puede también utilizarse. El fluido del conducto lateral frío 76 se puede bombear en la entrada 90. El fluido puede pasar a través del espacio anular entre la entrada 90 y el entubado 66 al conducto lateral caliente 78. El calor se puede transferir del suelo al fluido en el espacio anular. En algunas modalidades, la perforación de pozo en la cual se coloca el entubado se puede llenar de agua antes de la inserción del entubado. Cuando se activa el pozo de congelamiento, el agua se congelará y el hielo promoverá la transferencia térmica entre el suelo y el entubado. La modalidad representada en la figura 7 muestra la capa de suelo contaminado 92 colocada entre la capa de terreno de recubrimiento 91 y la capa material de recubrimiento inferior 93. La contaminación puede haberse desplazado en la capa entre la de terreno de recubrimiento y la de material de recubrimiento inferior. El terreno de recubrimiento puede ser bastante denso de tal modo que el calor aplicado al suelo tenga una influencia insignificante en la superficie de tierra. Una cubierta de tierra puede no ser necesaria. En una modalidad de un pozo de congelamiento que utiliza una entrada para introducir un líquido circulante en el pozo de congelamiento, el pozo de congelamiento se puede formar en una perforación de pozo abierta. Después de la formación de la perforación de pozo, agua se puede introducir en el pozo para llenar el espacio poroso y grietas adyacentes a la perforación de pozo. El exceso de agua se puede eliminar de la perforación de pozo con una bomba de succión. En algunas modalidades la adición de agua a la perforación de pozo puede no ser necesaria. Un fluido criogénico, tal como nitrógeno líquido, se puede introducir en la perforación de pozo para formar una barrera congelada inicial en la perforación de pozo. Después de la evaporación o retiro del fluido frío, un fluido de punto de congelación bajo se puede introducir en la perforación de pozo para transferir calor al suelo para elevar la temperatura del suelo a una temperatura arriba del punto de congelación de un refrigerante circulante. Después de que la temperatura del suelo se eleva arriba de la temperatura de congelación del refrigerante, el refrigerante se puede introducir a la perforación de pozo a través de una entrada . El fluido puede fluir hacia arriba en un espacio anular entre una pared de la perforación de pozo y la entrada. Un separador, tal como un sistema cernedor y de filtro, se puede utilizar para eliminar cualquier material arrastrado dentro del fluido circulante. La figura 8 representa una modalidad del pozo de congelamiento 24 en la cual la parte de una perforación de pozo del pozo de congelamiento es una perforación de pozo abierta a través de la cual circula un refrigerante. El fluido entra en el pozo de congelamiento 24 a través de la entrada 90 y pasa fuera del pozo de congelamiento a través del conducto lateral caliente 78.

Un pozo de congelamiento se puede insertar en el suelo a una profundidad que permita que una porción de pozo de congelamiento esté en una capa de aquitard de suelo. La capa de aquitard puede inhibir la afluencia de agua en un área de tratamiento desde abajo. En algunas modalidades del sistema de mejoramiento del suelo, puede ser poco práctico o indeseable colocar porciones de pozos de congelamiento en una capa de aquitard. La formación de una barrera congelada inferior puede ser necesaria si hay una cantidad significativa de desplazamiento ascendente del agua durante el mejoramiento, o si hay una cantidad significativa de desplazamiento de contaminación a un suelo más profundo. Una barrera congelada inferior puede ser formada colocando pozos de congelamiento debajo de un área de tratamiento. En una modalidad, las perforaciones de pozo para pozos de congelamiento se forman usando la perforación direccional y los pozos de congelamiento se forman en las perforaciones de pozo barrenadas de forma direccional. La figura 9 muestra una representación de vista en planta de los pozos de congelamiento que definen un área de tratamiento. Los pozos de congelamiento 24 a lo largo de un lado del área de tratamiento se perforan de forma direccional para extenderse a través de una porción sustancial del área de tratamiento 28 de tal modo que los pozos de congelamiento formen una barrera inferior cuando estén activados. Otros pozos de congelamiento 24 ' del patrón se insertan sustancialmente de forma vertical en la tierra. Cuando todos los pozos de congelamiento 24, 24' se activan, los pozos de congelamiento pueden aislar un volumen de suelo de tal modo que el suelo pueda ser mejorado. Los pozos de congelamiento que formarán una barrera congelada inferior se pueden colocar en fosos que se extienden a través de un área de tratamiento. En algunos casos, puede ser ventajoso formar una barrera congelada sobre una zona contaminada. La figura 10 muestra una representación de dos pozos de congelamiento 24 angulosos en el suelo 26 de tal modo que el área de tratamiento 28 entre los pozos de congelamiento es un área en forma de "V" . Las filas de pozos de congelamiento en lados opuestos del área de tratamiento 28 son angulosas en el suelo para definir un área de tratamiento en forma de "V" . Los pozos de congelamiento verticalmente instalados se pueden colocar en otros lados del área de tratamiento 28 para definir un volumen de suelo a ser mejorado. La figura 11 muestra una representación del pozo de congelamiento en forma de "U" 24. El pozo de congelamiento se puede perforar de forma direccional para entrar en el suelo 26 en un primer lado del área de tratamiento 28, extenderse a través del área de tratamiento, y salir del suelo en un lado opuesto del área de tratamiento. Los pozos de congelamiento verticalmente instalados se pueden colocar en otros lados del área de tratamiento 28 para definir un volumen de suelo a ser mejorado. La figura 12 representa una combinación de pozo de mejoramiento del suelo-pozo de congelamiento que se puede utilizar para formar un pozo de congelamiento debajo del suelo contaminado. Las perforaciones de pozo para el perímetro de pozos de congelamiento y para los pozos de mejoramiento del suelo se pueden formar en un área de tratamiento. Las perforaciones de pozo para los pozos de mejoramiento del suelo se pueden perforar a través de la capa de suelo contaminado 92 y en la capa de suelo no contaminado 94. La interfase 96 puede separar las dos capas de suelo 92, 94. Si la capa de suelo 94 no incluye agua suficiente para permitir la formación de una barrera congelada inferior, se puede introducir agua en la capa. Una barrera congelada se puede formar en la capa de suelo no contaminado 94. En una modalidad, los conductos del pozo de congelamiento pueden ser suspendidos en el suelo en cada una de las perforaciones de pozo del pozo de mejoramiento del suelo. El montante de entrada 86 del conducto puede incluir el aislamiento 98, y una porción del montante de salida 88 que se coloca adyacente al suelo contaminado 92 puede también incluir el aislamiento. El montante de salida 88 puede no tener el aislamiento adyacente a la capa de suelo donde la barrera congelada debe formarse .

Los pozos de congelamiento que forman una pared congelada de la capa inferior y un perímetro de la pared congelada pueden iniciarse antes de que el mejoramiento del suelo comience. La barrera inferior se puede formar varios meses por adelantado de la iniciación del mejoramiento de suelo. En una modalidad, los conductos del pozo de congelamiento en las perforaciones de pozo de mejoramiento del suelo se jalan desde las perforaciones de pozo de mejoramiento del suelo después de la formación de una barrera inferior, y las perforaciones de pozo se convierten en pozos de calentamiento, pozos de extracción y/o pozos de calentamiento-extracción. En una modalidad, los conductos de los pozos de congelamiento y los elementos caloríficos se ubican en las perforaciones de pozo de mejoramiento del suelo. Por ejemplo, los elementos caloríficos pueden ser cables aislados minerales que se atan y soportan en los montantes aislados de los conductos de refrigeración. Los conductos del pozo de congelamiento permanecen en las perforaciones de pozo después de la formación de la barrera congelada e iniciación del mejoramiento de suelo. El refrigerante se puede proveer al pozo de congelamiento durante el mejoramiento del suelo, o la fuente de refrigerante a las porciones de pozo de congelamiento se puede detener durante el mejoramiento del suelo. En una modalidad, una barrera congelada inferior se puede formar usando un sistema de lote para formar la barrera congelada inferior. Por ejemplo, el nitrógeno liquido se puede colocar en las secciones inferiores de entubados de los pozos de mejoramiento del suelo que están adyacentes a una capa permeable de suelo en la cual la barrera congelada inferior debe formarse. El nitrógeno líquido puede suministrarse como sea necesario. Los pozos de congelamiento que forman una barrera congelada se pueden colocar en suelo no contaminado, o suelo sustancialmente no contaminado, de tal modo que la barrera congelada formada por los pozos de congelamiento no contenga cantidades significativas de contaminación. En algunas modalidades del sistema de mejoramiento del suelo, los pozos de congelamiento pueden formarse con los elementos caloríficos, tales como cables aislados minerales. En otras modalidades del sistema de mejoramiento del suelo, los elementos de refrigeración se pueden eliminar de una perforación de pozo y los elementos caloríficos se pueden instalar en perforaciones de pozo de pozos de congelamiento. Después de la terminación del mejoramiento del suelo en un lado interno de los pozos de congelamiento y de la utilización de energía térmica de los pozos de congelamiento y de la barrera congelada, los elementos caloríficos se pueden activar para calentar el suelo previamente congelado. El vapor dentro del suelo puede fluir preferiblemente hacia los pozos de extracción del sistema de mejoramiento del suelo debido a la permeabilidad creciente del suelo tratado. También, algunos o todos los pozos de congelamiento convertidos a pozos de calentamiento pueden ser perforados y acoplados a un sistema de vacío de tal modo que los pozos de congelamiento convertidos sean pozos de calentamiento-extracción. Algunos pozos de congelamiento se pueden convertir en pozos de extracción acoplando los pozos al sistema de vacío. Tales pozos pueden no incluir elementos caloríficos. Un área grande de contaminación del suelo se puede tratar en secciones. La figura 13 muestra una representación de vista en planta de los pozos de congelamiento 24 y de los pozos de mejoramiento del suelo 100 que se pueden utilizar para tratar una tira larga del suelo contaminado. Los pozos de congelamiento 24 se pueden formar a lo largo de un primer extremo y lados de una porción de la longitud de la tira de suelo contaminado para definir la primera zona 102. Los pozos de congelamiento 24 se pueden colocar en suelo no contaminado o suelo sustancialmente no contaminado, que está adyacente al suelo contaminado. Los pozos 100 de mejoramiento del suelo se pueden insertar en la primera zona 102. Los patrones de pozos de congelamiento 24 y de pozos 100 de mejoramiento del suelo pueden ser extendidos en la segunda zona 104 que colinda con la primera zona 102. Los pozos 100 de mejoramiento del suelo se pueden acoplar a una instalación de tratamiento. La cubierta de tierra 36 se puede instalar sobre la zona 102. La cubierta de tierra también puede extenderse sobre la segunda zona 104. En una modalidad, los pozos de congelamiento 24' pueden colocarse entre la primera zona 102 y la segunda zona 104 de tal modo que los pozos de congelamiento forman una barrera congelada de separación entre la primera zona y la segunda zona. El espaciamiento entre los pozos 100 de mejoramiento del suelo y el espaciamiento entre la pozos de congelamiento 24' que forma la barrera de separación, puede ser, o se puede ajustar a, múltiplos convenientes para convertir algunos o todos los pozos de congelamiento que forman la barrera de separación a pozos de mejoramiento del suelo que se ajustan dentro de un patrón de pozos de mejoramiento del suelo. Las perforaciones de pozo para pozos de congelamiento 24' que forman barreras de separación se pueden formar en el suelo en intervalos seleccionados a lo largo de la longitud del suelo contaminado para definir zonas de tratamiento que darán lugar al mejoramiento de la longitud total del suelo contaminado.

En una modalidad alternativa, una barrera de lámina metálica puede insertarse, o una pared de lechada de cemento se puede formar, en el suelo entre una primera zona y una segunda zona. La barrera puede evitar ventajosamente o evitar sustancialmente el transporte del fluido entre la primera y segunda zonas, mientras que permite que todo el suelo hasta la barrera sea mejorado. Una porción de calor aplicada en la primera zona cerca de la barrera se puede transferir a través de la barrera en la segunda zona. Las barreras metálicas pueden insertarse, o paredes de lechada de cemento se pueden formar, en intervalos seleccionados a lo largo de la longitud del suelo contaminado para definir zonas de tratamiento que darán lugar al mejoramiento de la longitud total del suelo contaminado . Los pozos de congelamiento 24 en la primera zona 102 se pueden activar para formar una barrera congelada alrededor de la primera zona. El suelo dentro de la primera zona 102 puede mejorarse con los pozos de mejoramiento del suelo 100 después de la formación de la barrera congelada. Cuando el mejoramiento de la primera zona 102 está próximo a terminarse, los pozos de congelamiento de la segunda zona 104 se pueden activar para extender una barrera congelada a lo largo de una longitud del suelo contaminado. Después de terminar el mejoramiento de la primera zona, algunos de los pozos de congelamiento, incluyendo los pozos de congelamiento 24' que forman la barrera de separación, pueden desactivarse. Algunos de los pozos de congelamiento 24 y algunos de los pozos 100 de mejoramiento del suelo en la sección 106 de la primera zona 102 pueden permanecer activados. Después de la formación de la barrera congelada extendida, los pozos 100 de mejoramiento del suelo en la segunda zona de tratamiento 104 pueden activarse. Si la barrera de separación entre la primera zona 102 y la segunda zona 104 es una barrera congelada, los pozos activados de mejoramiento del suelo de la primera zona y los pozos de mejoramiento del suelo de la segunda zona pueden destruir la barrera congelada de separación. Algunos o todos los pozos de congelamiento 24' que forman la barrera de separación se pueden convertir a pozos de mejoramiento del suelo después de desactivar los pozos de congelamiento. Los pozos activados 100 de mejoramiento del suelo y los pozos de congelamiento 24 en la sección 106 pueden evitar el desplazamiento del fluido más allá de los pozos activados. Las zonas adicionales pueden tratarse extendiendo el patrón de pozos a lo largo de la longitud del suelo contaminado hasta que todo el suelo contaminado sea tratado. Un área de tratamiento para el mejoramiento del suelo puede ser determinada usando el monitoreo de pozos u otras técnicas . Las muestras de suelo pueden ser tomadas y analizadas. La hidrología del suelo puede ser determinada. Las simulaciones de un sistema de mejoramiento del suelo para eliminar o reducir la contaminación dentro del área de tratamiento se pueden realizar para determinar los espaciamientos del pozo de congelamiento y los espaciamientos del pozo de mejoramiento del suelo para mejorar el suelo dentro de un marco de tiempo deseado. Los pozos de congelamiento, pozos de mejoramiento del suelo, y/o pozos de prueba se pueden instalar en la tierra. Si se va a formar una barrera congelada usando un refrigerante circulante, los pozos de congelamiento se pueden acoplar a una unidad de refrigeración o unidades de refrigeración. Los pozos de mejoramiento del suelo, pozos de prueba y unidades de refrigeración se pueden acoplar a sistemas eléctricos y a un sistema de control. Un sistema colector de vapor se puede instalar para transportar el gas residual a una instalación de tratamiento. Las porciones del sistema colector de vapor pueden ser calor rastreado y acoplado a un sistema de suministro de energía. Una cubierta de tierra se puede formar sobre el área de tratamiento. En caso de ser necesario, el agua se puede introducir en el suelo adyacente a los pozos de congelamiento para saturar el suelo. Los pozos de congelamiento se pueden iniciar para formar la barrera congelada alrededor del área de tratamiento. La formación de la barrera puede sellar la cubierta de tierra a la tierra. En algunas modalidades, los pozos de succión y/o pozos de inyección se pueden utilizar para permitir la formación de una barrera congelada. Según lo representado en la figura 14, los pozos 108 se pueden formar a un lado o lados de los pozos de congelamiento 24. Los pozos 108 se pueden utilizar para evitar que el agua fluya entre los pozos de congelamiento para que los pozos de congelamiento puedan formar una barrera congelada (por ejemplo, pozos de desagüe) . La operación de los pozos 108 se puede interrumpir después de la formación de una barrera congelada de espesor suficiente para resistir el flujo de agua. En una modalidad, los pozos 108 se pueden colocar suficientemente cerca de los pozos de congelamiento de tal modo que la barrera de congelamiento formada por los pozos de congelamiento abarque los pozos. En algunas modalidades, los pozos 108 se pueden utilizar como pozos de prueba o pozos de mejoramiento del suelo después de la formación de la barrera congelada. Si los pozos 108 retiran el agua del suelo, el agua se puede tratar en una instalación de tratamiento para eliminar o reducir la contaminación dentro del agua. En una modalidad, los pozos 108 se pueden colocar en un lado interior y lado exterior de donde se forma una barrera congelada y a través de los cuales fluye el agua. Las bombas de succión acopladas a los pozos 108 se pueden operar para minimizar un diferencial de presión entre los pozos de succión interna y los pozos de succión externa de tal modo que el fluido que fluye entre los pozos de succión interna y externa se reduzca o se detenga. Los pozos 108 pueden desaguar la región adyacente a los pozos de congelamiento 24. Los pozos de congelamiento 24 pueden formar una zona de baja temperatura que sea suficiente para congelar agua en el suelo si el suelo es desaguado por los pozos 108. Después de que se forme la zona de baja temperatura, la energía suministrada a los pozos 108 se puede reducir para permitir que el agua entre en la zona de baja temperatura y se congele. Después de la formación de una barrera congelada, los pozos 108 pueden ser desactivados. Los pozos de congelamiento se pueden iniciar antes de la iniciación de los pozos de calentamiento dentro de un área de tratamiento. El tiempo necesario para formar una barrera congelada puede depender de un número de factores y variables. Tales factores y variables pueden incluir, pero sin limitarse a, longitud de la barrera congelada, espaciamiento del pozo de congelamiento, caudal del fluido en el área de tratamiento, salinidad del fluido dentro del área de tratamiento, tipo de sistema de refrigeración y refrigerante usado para formar la barrera. El tiempo necesario para formar la barrera congelada puede ir de aproximadamente 2 días a 4 meses o más . En algunas modalidades, una prueba de rastreo se puede utilizar para determinar o confirmar la formación de una barrera congelada. Un fluido de rastreo se puede inyectar en un primer lado de una barrera de perímetro. El monitoreo de pozos en un segundo lado de la barrera de perímetro se puede operar para detectar el fluido de rastreo. Ninguna detección del fluido de rastreo por los pozos tnonitoreados puede indicar que la barrera de perímetro está formada. El fluido de rastreo puede ser, pero sin limitarse a, dióxido de carbono, argón, nitrógeno, agua marcada con isótopos o combinaciones de los mismos. Una prueba de rastreo de gas puede tener un uso limitado en el suelo saturado debido a que el fluido de rastreo no puede viajar fácilmente de un pozo de inyección a un pozo monitoreado a través de suelo saturado. En suelo saturado de agua, agua marcada con isótopos (por ejemplo, D20 o agua tratada con tritio) o una solución acuosa de un ion seleccionado (por ejemplo, ión de tiocianato) puede utilizarse . En una modalidad, el agua en el área de tratamiento se puede bombear desde el área de tratamiento después de la formación de la barrera y antes, o simultáneamente con, la iniciación de calentadores. El agua bombeada se puede tratar por una instalación de tratamiento. En modalidades alternativas, se inician los pozos de calentamiento y el agua dentro del suelo se vaporiza a medida que las temperaturas del suelo aumentan. El suelo puede ser mejorado por la operación de pozos de mejoramiento del suelo. El sistema se puede apagar después del mejoramiento. La barrera congelada se puede utilizar para formar otra barrera congelada. Un fluido de transferencia térmica se puede hacer circular a través de los pozos de congelamiento para enfriar el fluido de transferencia térmica para poder utilizar el fluido en la eliminación del calor del suelo en el cual la barrera congelada siguiente debe formarse. En algunas modalidades de mejoramiento del suelo, el calor del suelo adyacente se puede dejar para elevar una temperatura del suelo congelado a una temperatura de equilibrio. Un fluido impulsor se puede utilizar conjuntamente con un sistema de mejoramiento del suelo que utilice pozos de congelamiento. El fluido impulsor se puede utilizar para mover contaminantes dentro del suelo hacia los pozos de extracción. Algunos pozos de extracción se pueden convertir en pozos de inyección para permitir que un fluido impulsor sea inyectado en el suelo. Los pozos de extracción que son convertidos a pozos de inyección se pueden separar de un sistema de vacío y unir a un sistema de inyección. Un anillo de pozos de extracción se puede convertir a pozos de inyección. Después de que el fluido impulsor se inyecte en el suelo a través de los pozos, los pozos de inyección se pueden convertir de nuevo a pozos de extracción mediante volver a unir los pozos al sistema de vacío. Un fluido impulsor se puede utilizar cerca del final de un proceso de mejoramiento del suelo para barrer la contaminación residual hacia pozos de extracción para poder eliminar la contaminación del suelo. La permeabilidad creciente dentro del suelo debido al calentamiento del suelo puede facilitar el retiro de la contaminación residual usando un fluido impulsor . En una modalidad de un sistema de mejoramiento del suelo, los pozos de extracción en un anillo exterior de los pozos de extracción se convierten a pozos de inyección y un fluido impulsor se introduce en el suelo. Después de producir el fluido impulsor suficiente desde un anillo interno de los pozos de extracción, la inyección del fluido impulsor puede detenerse. Los pozos de inyección se pueden convertir de nuevo a pozos de extracción, y el anillo interno siguiente de los pozos de extracción se puede convertir a pozos de inyección. El fluido impulsor se puede inyectar en el suelo hasta que el fluido impulsor se produce de pozos de extracción adyacentes. El patrón de anillos de conversión de pozos y de inyectar el fluido impulsor puede ser continuado hasta que el fluido impulsor se inyecta en un anillo de pozos de extracción que rodea un anillo interno de pozos de inyección, o del pozo de inyección interno. En una modalidad alternativa, el patrón puede iniciar en el pozo de extracción interior, o anillo de pozos de extracción, y se mueve externamente hacia una barrera congelada que rodea un área de tratamiento . En una modalidad de un sistema de mejoramiento del suelo mediante DTIS, el suelo se puede calentar usando el calentamiento de resistividad eléctrica. Una barrera congelada formada por los pozos de congelamiento puede rodear el suelo contaminado. Los sistemas de calentamiento de resistividad eléctrica típicos usan calentamiento de 6 fases de 60 hertzios (hertzio) o calentamiento de 3 fases (trifásico) de 60 hertzios. El calentamiento de radiofrecuencia puede también utilizarse. La colocación de electrodos en el suelo puede seguir sustancialmente un contorno de contaminación dentro del suelo. Una barrera congelada puede confinar el calentamiento del suelo a un área de tratamiento. El suelo congelado puede tener una resistividad eléctrica que tiene varios niveles de magnitud mayores que la resistividad del suelo no congelado. La resistividad mayor del suelo congelado puede confinar sustancialmente la corriente aplicada al suelo desde los electrodos dentro de la barrera congelada. La barrera congelada puede prevenir corrientes eléctricas marginales del depósito de calor fuera de un área de tratamiento. La figura 15 representa un patrón de pozos de congelamiento 24, electrodos 110 y pozos de extracción 30 que se pueden utilizar con un sistema de mejoramiento del suelo que calienta el suelo mediante calentamiento de resistividad del suelo. Los pozos de congelamiento 24 se colocan alrededor de un perímetro del suelo contaminado 92. El suelo contaminado es confinado dentro del área definida por el límite 112. Los pozos de congelamiento 24 se pueden acoplar a las tuberías de fluido refrigerante 76, 78 y a la unidad de refrigeración 74. Los electrodos 110 se insertan en el suelo. Cuando la corriente se aplica a los electrodos, se calienta el suelo. El gas residual producido en el suelo se puede eliminar del suelo a través de pozos de extracción. Las difusiones térmicas y otras propiedades del material del suelo congelado, saturado y del material del suelo caliente, seco pueden facilitar la operación de las fuentes de calor cerca de pozos de congelamiento. Estas propiedades pueden evitar que el calor proporcionado por las fuentes de calor se interrumpa a través de una barrera congelada establecida por los pozos de congelamiento. El material del suelo congelado, saturado puede tener una difusión térmica de manera significativamente más alta que el material del suelo caliente, seco. La diferencia en la difusión térmica del material del suelo caliente, seco y del material del suelo frío, saturado indica que una zona fría se propagará más rápidamente que una zona caliente. La propagación rápida de una zona fría establecida y mantenida por los pozos de congelamiento puede evitar que una zona caliente formada por fuentes de calor se derrita a través de la zona fría durante el tratamiento térmico de un área de tratamiento. En algunas modalidades, los pozos de mejoramiento se pueden colocar en una proximidad relativamente cercana a los pozos de congelamiento. Durante el mejoramiento del suelo, una zona caliente establecida por fuentes de calor y una zona fría establecida por los pozos de congelamiento pueden alcanzar una condición de equilibrio de tal modo que la zona caliente y la zona fría no se expandan entre sí. La figura 16 representa los resultados de la simulación térmica para una barrera congelada establecida que se ha calentado por 1000 días. Los pozos de congelamiento se operan a -25°C y la fuente de calor se opera a 650 °C. El pozo de calentamiento 32 está situado en un centro de un anillo de pozos de congelamiento 2 . Los pozos de congelamiento 24 están aproximadamente 9.1 m lejos del pozo de calentamiento y espaciados en intervalos de aproximadamente 2.4 m. Los isotermas arqueados representan la distribución de calor entre el pozo de calentamiento 32 en el centro del patrón, de los pozos de congelamiento 24 y de la región exterior 55 (a una temperatura inicial del suelo) más allá del arco exterior. Según lo mostrado por los isotermas, los pozos de congelamiento 24 pueden mantener la barrera congelada 22 que se extiende alrededor de 1 m internamente hacia el pozo de calentamiento 32. En un lado externo de los pozos de congelamiento 24, la barrera 22 es mucho más gruesa y los pozos de congelamiento influencian el suelo hasta aproximadamente 15 m lejos de los pozos de congelamiento. Después de 1000 días, una banda anular del suelo congelado todavía existe a partir de 8 m a 12 m. La región blanca muestra el espesor mínimo de pared congelada durante el período de calentamiento. Los pozos de calentamiento 32 se pueden colocar más cerca de los pozos de congelamiento 24 que el espaciamiento de 9.1 m mostrado en la figura 16. Los pozos de calentamiento 32 se pueden operar aproximadamente a 0.3 m de la barrera congelada 22 formada por los pozos de congelamiento 24 sin que los pozos de calentamiento puedan fracturarse a través de la barrera congelada en el tiempo necesario para mejorar el suelo dentro de la barrera congelada. El suelo que es tratado usando un proceso de mejoramiento del suelo se puede separar en varias áreas de tratamiento por las barreras de perímetro. La figura 17 muestra una representación de vista en planta de una modalidad de las barreras de perímetro rectangular 22 que dividen una región en áreas de tratamiento. Una barrera de perímetro para un área de tratamiento 28 puede formarse cuando sea necesario. El patrón completo de barreras de perímetro para todo el suelo que se someterá a la conversión in situ no necesita formarse antes de tratar las áreas de tratamiento individuales. Las barreras de perímetro 22 que tienen porciones circulares o arqueadas se pueden ubicar en la tierra en un patrón regular. Los centros de las porciones circulares o arqueadas se pueden colocar en ápices de patrones de polígono imaginarios. Por ejemplo, la figura 18 representa un patrón de barreras de perímetro en donde una unidad del patrón se basa en un triángulo equilátero. La figura 19 representa un patrón de barreras de perímetro en las cuales una unidad del patrón se basa en un cuadrado. Los patrones de barrera de perímetro se pueden también basar en polígonos de alto orden.

La figura 18 muestra una representación de vista en planta de una modalidad de la barrera de perímetro que forma áreas de tratamiento 28 en la tierra. Los centros de porciones arqueadas de las barreras 22 de perímetro se colocan en ápices de triángulos equiláteros imaginarios. Los triángulos equiláteros imaginarios se representan con líneas discontinuas. La primera barrera circular 22' puede formarse en la tierra para definir la primera área de tratamiento 28' . La segunda barrera 22" puede formarse. La segunda barrera 22" y las porciones de la primera barrera 22' pueden definir la segunda área de tratamiento 28" . La segunda barrera 22" puede tener una porción arqueada con un radio que sea sustancialmente igual al radio de la primera barrera circular 22' . El centro de la segunda barrera 22" puede ser localizado de tal modo que si la segunda barrera fuera formada como un círculo completo, la segunda barrera entraría en contacto con la primera barrera en un punto de tangente. La segunda barrera 22" puede incluir secciones lineales 114 que permiten que un área más grande sea incluida con la longitud igual o menor de la barrera de perímetro que será necesaria para terminar la segunda barrera como un círculo. En algunas modalidades, la segunda barrera 22" puede no incluir secciones lineales y la segunda barrera puede hacer contacto con la primera barrera en un punto de tangente o en una región de tangente. La segunda área de tratamiento 28" puede definirse por las porciones de la primera barrera circular 22' y la segunda barrera 22". El área de la segunda área de tratamiento 28" puede ser más grande que el área de la primera área de tratamiento 28' . Una tercera barrera 22"' puede formarse adyacente a la primera barrera 22' y la segunda barrera 22". La tercera barrera 22"' puede conectarse con la primera barrera 22' y la segunda barrera 22" para definir la tercera área de tratamiento 28"'. Barreras adicionales se pueden formar para formar áreas adicionales de tratamiento. La figura 19 muestra una representación de vista en planta de una modalidad de la barrera de perímetro que forma áreas de tratamiento 28 en la tierra. Los centros de porciones arqueadas de barreras de perímetro 22 se colocan en ápices de cuadrados imaginarios. Los cuadrados imaginarios se representan con líneas discontinuas. La primera barrera circular 22' se puede formar en el suelo para definir la primera área de tratamiento 28'. La segunda barrera 22" se puede formar alrededor de una porción de la segunda área de tratamiento 28" . La segunda barrera 22" puede tener una porción arqueada con un radio que es sustancialmente igual al radio de la primera barrera circular 22'. El centro de la segunda barrera 22" puede ser localizado de tal modo que si la segunda barrera fuera formada como un círculo completo, la segunda barrera entraría en contacto con la primera barrera en un punto de tangente. La segunda barrera 22" puede incluir secciones lineales 114 que permiten que un área más grande sea incluida con igual o menos longitud de la barrera de perímetro que es necesaria para terminar la segunda barrera como un círculo. Dos barreras de perímetro adicionales se pueden formar para completar una unidad de cuatro áreas de tratamiento . La figura 20 representa una modalidad de una configuración de barrera en la cual las barreras de perímetro 22 se forman radialmente sobre un punto central. Los pozos de mejoramiento del suelo se pueden instalar en el área central. Un anillo del suelo entre la segunda barrera 22" y la primera barrera 22' puede ser el área de tratamiento 28'. Una tercera barrera 22"' puede formarse alrededor de la segunda barrera 22" . El patrón de barreras se puede extender según sea necesario. Un anillo del suelo entre una barrera interna y una barrera externa puede ser un área de tratamiento. Si el área de un anillo es demasiado grande para ser tratada en su totalidad, las secciones lineales 114 que se extienden desde la barrera interna a la barrera externa se pueden formar para dividir el anillo en un número de áreas de tratamiento. En algunas modalidades, las distancias entre los anillos de barrera pueden ser sustancialmente iguales. En otras modalidades, una distancia entre los anillos de barrera se puede variar para ajustar el área incluida por las barreras.

Una ventaja de usar pozos de congelamiento con un sistema de mejoramiento del suelo es que los pozos de congelamiento pueden formar una barrera que evita que el fluido fluya dentro o afuera del área de tratamiento. La inhibición del exceso de fluido de entrar en el área de tratamiento puede reducir de manera significativa los costos de calentamiento asociados con el calentamiento del suelo en un proceso de mejoramiento del suelo mediante DTIS, y puede reducir el tamaño y costo de una instalación de tratamiento de gas residual. La inhibición de la afluencia del fluido puede permitir que el suelo sea calentado a temperaturas significativamente arriba del punto de ebullición del agua. El tiempo de calentamiento puede ser reducido de manera significativa. Los pozos de calentamiento se pueden colocar cerca de pozos de congelamiento. Algunos de los pozos de calentamiento se pueden colocar en o cerca de una barrera congelada. Tales pozos de calentamiento pueden descongelar una porción de la barrera, pero no fracturar a lo largo la barrera durante el mejoramiento del suelo.

Una ventaja de usar pozos de congelamiento con un sistema de mejoramiento del suelo es que los tipos de suelo contaminado y los tipos de contaminación que pueden tratarse están expandidos . El uso de pozos de congelamiento puede permitir el tratamiento del suelo contaminado en vadosa y zonas de suelo saturado con un solo proceso de mejoramiento del suelo. El suelo adyacente a capas de agua grandes puede mejorarse. Las capas de agua grandes pueden ser océanos, lagos y/o ríos . El suelo dentro de una zona de recarga de agua puede tratarse . El uso de pozos de congelamiento para formar una barrera alrededor de un área de tratamiento puede expandir los tipos de suelo que un sistema de mejoramiento del suelo mediante DTIS puede mejorar. Por ejemplo, un sistema de mejoramiento del suelo mediante DTIS se puede utilizar para reducir la contaminación en un manto rocoso fracturado que está situado debajo de la capa fréatica. Una ventaja de usar pozos de congelamiento con un sistema de mejoramiento del suelo mediante DTIS es que la contaminación difícil de eliminar, tal como líquidos de fase no acuosa densa (LFNAD) , puede reducirse. Los fluidos de LFNAD pueden incluir, pero sin limitarse a, solventes clorados, bifenilos policlorados y mercurio. Una barrera congelada puede proporcionar una barrera impermeable que permita que un alto vacío sea aplicado a un área de tratamiento para poder eliminar contaminantes vaporizados del suelo . Una ventaja de usar pozos de congelamiento con un sistema de mejoramiento del suelo es que los pozos de congelamiento pueden aislar un área de tratamiento. Una barrera formada por los pozos de congelamiento puede evitar el desplazamiento de contaminantes desde el área de tratamiento a las áreas adyacentes durante un proceso de mejoramiento. Por ejemplo, los pozos de congelamiento que rodean un área de tratamiento pueden evitar que los contaminantes de LFNAD dentro del manto rocoso fracturado fluyan a través de fracturas en áreas adyacentes durante un proceso de mejoramiento del suelo mediante DTIS. La barrera congelada formada por los pozos de congelamiento se puede situar a una profundidad deseada. La profundidad de la barrera congelada puede ser significativamente más profunda que una barrera que se obtiene introduciendo una lámina metálica en el suelo. Una barrera congelada formada por los pozos de congelamiento puede no requerir la formación de una abertura totalmente alrededor de un área de tratamiento, como puede requerirse con una barrera de pared de lechada de cemento, puesto que los pozos de congelamiento congelarán el suelo entre los pozos de congelamiento. Los pozos de congelamiento se pueden utilizar para formar una barrera inferior para un área de tratamiento que usa pozos perforados de forma inclinada o direccional y/o que usa porciones de perforaciones de pozo de mejoramiento del suelo. El uso de pozos de congelamiento para formar una barrera puede tener un efecto pequeño en el suelo después del mejoramiento. Los pozos de congelamiento pueden limitar el grado de calentamiento inconveniente afuera de un área de tratamiento durante un proceso de mejoramiento térmico. Una barrera congelada puede disiparse cuando el mantenimiento de los pozos de congelamiento se finaliza. Los pozos de congelamiento se pueden extraer del suelo después de que una barrera congelada se haya dejado disipar. Los pozos de congelamiento se pueden extraer del suelo y las perforaciones de pozo para el pozo de congelamiento se pueden llenar de material de relleno. Otras ventajas de usar pozos de congelamiento pueden incluir que los pozos de congelamiento son simples, eficientes, confiables y económicos; inclusive los pozos de congelamiento también pueden ser fáciles de fabricar, instalar y usar. Otras modificaciones y modalidades alternativas de los distintos aspectos de la invención resultarán evidentes a los expertos en la técnica en vista de la presente descripción. En consecuencia, la presente descripción debe interpretarse como ilustrativa solamente y tiene el propósito de enseñar a los expertos en la técnica la forma general de llevar a cabo la invención. Se entenderá que las formas de la invención mostradas y descritas en la presente deberán tomarse como ejemplos de las modalidades. Los elementos y materiales ilustrados y descritos en la presente pueden ser sustituidos, las partes y procesos pueden invertirse, y ciertas características de la invención pueden utilizarse independientemente, según resulte evidente a un experto en la técnica luego de beneficiarse de la presente descripción de la invención. Pueden hacerse cambios a los elementos descritos en la presente sin apartarse del espíritu y alcance de la invención como se describe en las reivindicaciones siguientes. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES
Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Método de mejoramiento de la contaminación del suelo, caracterizado porque comprende: ubicar una pluralidad de pozos de congelamiento en un patrón a lo largo de un perímetro del suelo que se tratará; enfriar el suelo adyacente a los pozos de congelamiento para formar una barrera congelada; y mejorar el suelo para reducir los niveles contaminantes dentro del suelo, en donde el mejoramiento del suelo comprende calentar el suelo y extraer el gas residual del suelo. 2. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el mejoramiento se inicia después de formar la barrera .
3. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende la adición de agua al suelo adyacente a los pozos de congelamiento.
4. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la colocación de una pluralidad de pozos de congelamiento comprende la formación de pozos de congelamiento en perforaciones de pozo pre-barrenadas .
5. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la instalación de una pluralidad de pozos de congelamiento comprende impactar los entubados a los pozos de congelamiento en el suelo.
6. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la instalación de una pluralidad de pozos de congelamiento comprende la inserción vibratoria de los entubados para pozos de congelamiento en el suelo.
7. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la instalación de una pluralidad de pozos de congelamiento comprende usar una instalación de tubos en espiral para colocar entubados del pozo de congelamiento en el suelo.
8. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la instalación de una pluralidad de pozos de congelamiento comprende la ubicación de conductos refrigerantes en perforaciones de pozo.
9. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la instalación de una pluralidad de pozos de congelamiento comprende ubicar una primera fila de pozos de congelamiento en el suelo, y ubicar una segunda fila de pozos de congelamiento compensados y a un lado de la primera fila de pozos de congelamiento.
10. Método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque un espaciamiento entre los pozos de congelamiento en la primera fila y los pozos de congelamiento en la segunda fila es aproximadamente la mitad de una distancia entre los pozos de congelamiento adyacentes en la primera fila.
11. Método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque los pozos de congelamiento en la primera fila y los pozos de congelamiento en la segunda fila se compensan para formar un patrón de triángulo isósceles de los pozos de congelamiento.
12. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la instalación de una pluralidad de pozos de congelamiento comprende perforar de forma direccional una porción de los pozos de congelamiento de tal modo que los pozos de congelamiento formen una barrera congelada lateral y una barrera congelada inferior cuando se activen .
13. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la instalación de una pluralidad de pozos de congelamiento comprende perforar de forma direccional una porción de los pozos de congelamiento de tal modo que los pozos de congelamiento formen una barrera congelada lateral y una barrera congelada superior.
14. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la instalación de una pluralidad de pozos de congelamiento comprende la inclinación de perforaciones de pozo de una porción de los pozos de congelamiento para formar un patrón en forma de "V" de los pozos de congelamiento.
15. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el enfriamiento del suelo adyacente a los pozos de congelamiento comprende inhibir el flujo de fluido adyacente a los pozos de congelamiento, y la transferencia de calor del suelo al pozo de congelamiento.
16. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende bombear agua del suelo antes del mejoramiento del suelo.
17. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende medir la carga hidrostática piezométrica interior y exterior de los pozos de congelamiento para determinar cuando se forma la barrera congelada .
18. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende usar una prueba de rastreo para comprobar la terminación de la barrera congelada antes del mejoramiento del suelo.
19. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el enfriamiento del suelo comprende la instalación de un fluido criogénico en pozos de congelamiento y la transferencia de calor del suelo al fluido criogénico.
20. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el enfriamiento del suelo comprende la circulación de un líquido refrigerante a través de los pozos de congelamiento y la transferencia de calor del suelo al líquido refrigerante.
21. Método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el líquido refrigerante comprende salmuera de cloruro de calcio.
22. Método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el líquido refrigerante comprende salmuera de cloruro de litio.
23. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el enfriamiento del suelo comprende la circulación de un refrigerante a través de pozos de congelamiento en un ciclo de vaporización-compresión de tal modo que el calor se transfiere del suelo al refrigerante.
24. Método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el mejoramiento del suelo comprende el calentamiento del suelo con calentadores ubicados en el suelo y la extracción de gas residual del suelo y en donde la barrera congelada se configura para abarcar al menos uno de los calentadores antes de la iniciación del calentador.
25. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el mejoramiento del suelo comprende el calentamiento del suelo con calentadores ubicados en el suelo y la extracción de gas residual del suelo y en donde la barrera congelada se configura para abarcar al menos uno de los calentadores antes de la iniciación del calentador.
26. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porgue el mejoramiento del suelo comprende la aplicación de corriente eléctrica al suelo para calentar de manera resistiva el suelo, y en donde la barrera congelada evita que la corriente eléctrica pase fuera del área de tratamiento .
27. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el mejoramiento del suelo comprende introducir un fluido impulsor en el suelo para mover la contaminación hacia los pozos de extracción.
28. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el mejoramiento el suelo comprende introducir un reactivo químico en el suelo para reaccionar con la contaminación.
29. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el mejoramiento el suelo comprende introducir un reactivo biológico en el suelo para reaccionar con la contaminación.
30. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende la instalación de perforaciones de pozo en el suelo a través de la contaminación del suelo en una capa de suelo debajo de la contaminación del suelo, colocar una segunda pluralidad de pozos de congelamiento en las perforaciones de pozo adyacentes a la capa de suelo debajo de la contaminación del suelo, y enfriar la capa de suelo con la segunda pluralidad de pozos de congelamiento para formar una barrera congelada inferior.
31. Método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente comprende formar una cubierta de tierra sobre el suelo contaminado, y sellar la cubierta de tierra a la barrera congelada.
32. Sistema para el mejoramiento del suelo, caracterizado porque comprende: pozos de congelamiento colocados alrededor de una porción de un perímetro de un área de tratamiento, los pozos de congelamiento están configurados para formar una barrera congelada en el suelo la cual evita que el fluido fluya dentro o afuera del área de tratamiento; un sistema de mejoramiento del suelo ubicado en el área de tratamiento, el sistema de mejoramiento del suelo está configurado para reducir la contaminación dentro del suelo en el área de tratamiento, en donde el sistema de mejoramiento del suelo comprende un sistema de mejoramiento del suelo mediante adsorción térmica in si tu.
33. Sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque los pozos de congelamiento comprenden dos filas de pozos de congelamiento, en donde una primera fila de pozos de congelamiento se compensa desde una segunda fila de pozos de congelamiento de tal modo que los pozos de congelamiento están sustancialmente en un patrón de triángulo isósceles .
34. Sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque una porción de pozos de congelamiento situados de manera direccional en el suelo para que los pozos de congelamiento se configuren para formar una barrera lateral congelada y una barrera inferior congelada.
35. Sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque una porción de pozos de congelamiento comprende perforaciones de pozo angulosas en el suelo de tal modo que una porción de la barrera congelada formada por los pozos de congelamiento con las perforaciones de pozo angulosas tiene forma de "V" .
36. Sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque un pozo de congelamiento de los pozos de congelamiento comprende un entubado, y en donde el fluido criogénico se ubica en el entubado para enfriar el suelo adyacente al pozo de congelamiento.
37. Sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque un pozo de congelamiento de los pozos de congelamiento comprende una perforación de pozo abierta, y en donde un fluido criogénico se ubica en la perforación de pozo abierta al suelo para enfriar el suelo adyacente al pozo de congelamiento .
38. Sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque una pluralidad de pozos de congelamiento se acoplan juntos, y en donde un sistema de refrigeración circula refrigerante a través de la pluralidad de pozos de congelamiento .
39. Sistema de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el sistema de ref igeración comprende un sistema de refrigeración de ciclo de vaporización-compresión.
40. Sistema de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque un pozo de congelamiento de la pluralidad de pozos de congelamiento comprende un entubado y un tubo de entrada, y en donde el refrigerante fluye en el entubado a través del tubo de entrada y a través de un espacio anular entre el tubo de la entrada y el entubado.
41. Sistema de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque un pozo de congelamiento de la pluralidad de pozos de congelamiento comprende un entubado y un tubo en espiral .
42. Sistema de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque un pozo de congelamiento de la pluralidad de pozos de congelamiento comprende un tubo en espiral colocado dentro de una perforación de pozo abierta.
43. Sistema de conformidad con la reivindicación 38, caracterizado porque el sistema de mejoramiento del suelo comprende un sistema de mejoramiento del suelo por extracción de vapor del suelo.
44. Sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el sistema de mejoramiento del suelo comprende un sistema de mejoramiento del suelo con extracción de vapor del suelo.
45. Sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el sistema de mejoramiento del suelo comprende un sistema de mejoramiento del suelo con inyección de fluido, en donde el fluido inyectado es un fluido impulsor configurado para mover la contaminación hacia un pozo de extracción.
46. Sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el sistema de mejoramiento del suelo comprende un sistema de inyección de fluido, en donde el fluido inyectado es un reactivo configurado para reducir la contaminación dentro del suelo.
47. Sistema de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el sistema de mejoramiento del suelo comprende un sistema de mejoramiento del suelo mediante desorción térmica in si tu, y en donde el suelo es calentado por calentamiento de resistividad del suelo.
48. Método de formación de una barrera congelada para un sistema de mejoramiento del suelo, caracterizado porque comprende : formar una pluralidad de perforaciones de pozo en el suelo para pozos de congelamiento a lo largo de una porción del perímetro de un área de tratamiento; colocar un primer fluido criogénico en las perforaciones de pozo para formar la barrera congelada adyacente a las perforaciones de pozo que evita que el fluido fluya en la perforación de pozo desde el suelo; expandir la barrera congelada hacia afuera; e instalar un sistema de mejoramiento del suelo en el área de tratamiento, en donde el sistema de mejoramiento del suelo comprende un sistema de mejoramiento del suelo mediante adsorción térmica in si tu.
49. Método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque el primer fluido criogénico comprende nitrógeno líquido.
50. Método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque adicionalmente comprende colocar agua en perforaciones de pozo seleccionadas para saturar el suelo adyacente a las perforaciones de pozo, y eliminar el exceso de agua de las perforaciones de pozo.
51. Método de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado porque la expansión de la barrera congelada hacia fuera comprende sustituir el primer fluido criogénico por un segundo fluido criogénico, en donde el segundo fluido criogénico comprende una temperatura más alta, fluido menos costoso que el primer fluido criogénico.
52. Método de conformidad con la reivindicación 51, caracterizado porque el primer fluido criogénico comprende nitrógeno líquido, y en donde el segundo fluido criogénico comprende un baño de hielo seco y un líquido de punto de congelación bajo.
53. Sistema para el mejoramiento del suelo, caracterizado porque comprende: pozos de congelamiento colocados en el suelo alrededor de una porción del perímetro de un área de tratamiento, los pozos de congelamiento están configurados para formar una barrera congelada lateral; un sistema de mejoramiento del suelo, el cual está configurado para reducir la contaminación dentro del suelo en el área de tratamiento, en donde el sistema de mejoramiento del suelo comprende un sistema de mejoramiento del suelo mediante adsorción térmica in si tu y pozos de mejoramiento del suelo colocados en el área de tratamiento, en donde la primer porción de los pozos de mejoramiento del suelo se extienden debajo de la contaminación del suelo en una capa de suelo permeable; conductos de refrigeración dentro de la porción de conductos, en donde los conductos de refrigerante permiten la formación de una barrera congelada inferior en la capa de suelo permeable debajo del suelo contaminado.
54. Sistema de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porgue los pozos de congelamiento comprenden dos filas de pozos de congelamiento, en donde una primera fila de pozos de congelamiento se compensa desde una segunda
S fila de pozos de congelamiento de tal modo que los pozos de congelamiento están sustancialmente en un patrón de triángulo isósceles . 55. Sistema de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado porque adicionalmente comprende una cubierta de 0 tierra sobre el área de tratamiento y que está sellada a la barrera congelada lateral .
56. Método de mejoramiento de suelo, caracterizado porque comprende : formar una barrera congelada a lo largo de una porción 5 del perímetro de un área de tratamiento para evitar que el fluido fluya en el área de tratamiento; calentar el suelo dentro del área de tratamiento, en donde el calentamiento del suelo comprende aplicar calor al suelo desde pozos de calentamiento en el suelo; y 0 retirar la contaminación del suelo, en donde el retiro de la contaminación del suelo comprende extraer gas residual a través de pozos de extracción.
57. Método de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque la formación de la barrera congelada 5 comprende la adición de agua al suelo adyacente a los pozos de congelamiento, y enfriar el suelo adyacente a los pozos de congelamiento para solidificar el agua.
58. Método de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque la formación de la barrera congelada comprende enfriar el suelo adyacente a los pozos de congelamiento para solidificar agua dentro del suelo.
59. Método de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque la formación de la barrera congelada comprende enfriar el suelo usando dos filas de pozos de congelamiento configuradas en un patrón escalonado.
60. Método de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque adicionalmente comprende determinar la terminación de la formación de la barrera congelada usando piezómetros colocados dentro y afuera del área de tratamiento.
61. Método de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque adicionalmente comprende la comprobación de la formación completa de la barrera congelada usando una prueba de rastreo.
62. Método de conformidad con la reivindicación 61, caracterizado porque adicionalmente comprende colocar una cubierta de tierra sobre el área de tratamiento y sellar la cubierta de tierra a la barrera congelada.
63. Método de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque adicionalmente comprende colocar una cubierta de tierra sobre el área de tratamiento y sellar la cubierta de tierra a la barrera congelada.
64. Método de conformidad con la reivindicación 63, caracterizado porque la barrera congelada comprende por lo menos un pozo de calentamiento de los pozos de calentamiento antes de que el pozo de calentamiento se inicie para calentar el suelo.
65. Método de conformidad con la reivindicación 64, caracterizado porque adicionalmente comprende la comprobación de la formación completa de la barrera congelada usando una prueba de rastreo.
66. Método de conformidad con la reivindicación 65, caracterizado porque adicionalmente comprende convertir una porción de los pozos de extracción a pozos de inyección, e introducir un fluido en el área de tratamiento a través de los pozos de inyección.
67. Método de conformidad con la reivindicación 66, caracterizado porque adicionalmente comprende convertir los pozos de inyección nuevamente a pozos de extracción.
68. Método de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque adicionalmente comprende insertar un fluido en el suelo a través de pozos de inyección para promover el retiro de contaminación del suelo.
69. Método de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque el calentamiento del suelo comprende aplicar una corriente al suelo para calentar de forma resistiva el suelo.
70. Método de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porque adicionalmente comprende insertar una pluralidad de pozos de mejoramiento del suelo en el área de tratamiento, en donde una porción de los pozos de mejoramiento del suelo se configura para calentar el suelo, y enfriar el suelo debajo del suelo contaminado para formar una barrera inferior usando porciones inferiores de pozos de mejoramiento del suelo seleccionados.
71. Método de conformidad con la reivindicación 56, caracterizado porgue los pozos de congelamiento forman la barrera congelada, y en donde los pozos de congelamiento seleccionados se perforan de forma direccional de tal modo que los pozos de congelamiento seleccionados forman una barrera congelada de perímetro y una barrera congelada inferior .
72. Método de mejoramiento del suelo, caracterizado porque comprende : instalar pozos de congelamiento a lo largo de una porción del perímetro de un área de tratamiento; instalar pozos de agua en un primer lado de los pozos de congelamiento ; usar los pozos de agua para evitar que el agua fluya adyacente a los pozos de congelamiento; formar una barrera congelada usando pozos de congelamiento; e instalar un sistema de mejoramiento del suelo en el área de tratamiento, en donde el sistema de mejoramiento del suelo comprende un sistema de mejoramiento del suelo mediante adsorción térmica in sí tu.
73. Método de conformidad con la reivindicación 72, caracterizado porque adicionalmente comprende el mejoramiento del suelo en el área de tratamiento usando el sistema de mejoramiento del suelo.
74. Método de conformidad con la reivindicación 72, caracterizado porque el sistema de mejoramiento del suelo comprende un sistema de mejoramiento del suelo mediante desorción térmica in si tu.
75. Método de conformidad con la reivindicación 72, caracterizado porque adicionalmente comprende convertir los pozos de agua a pozos de prueba después de la formación de la barrera congelada.
76. Método de conformidad con la reivindicación 72, caracterizado porque adicionalmente comprende instalar pozos de agua en un segundo lado de los pozos de congelamiento.
77. Método de conformidad con la reivindicación 72, caracterizado porque los pozos de congelamiento comprenden dos filas de pozos de congelamiento colocadas en un patrón escalonado.
78. Método de conformidad con la reivindicación 72, caracterizado porque adicionalmente comprende instalar pozos de agua en un segundo lado de los pozos de congelamiento, y operar los pozos de agua en el primer lado de los pozos de congelamiento y los pozos de agua en el segundo lado de los pozos de congelamiento para evitar que el agua fluya a través del suelo adyacente a los pozos de congelamiento.
79. Método de conformidad con la reivindicación 72, caracterizado porque adicionalmente comprende usar pozos de succión para retirar el agua del área de tratamiento después de la formación de la barrera congelada.