Estudio de la combustión latente de tierras contaminadas con hidrocarburos, como método de tratamiento y valorización de residuos peligrosos.

Abstract

La combustión latente (smouldering, en inglés) es un tipo de combustión que ocurre en condiciones de baja temperatura, en forma autosustentable y con ausencia de una llama visible. Una de las posibles aplicaciones del smouldering es en la remediación de suelos contaminados con residuos peligrosos, permitiendo el tratamiento in-situ de diferentes materiales con amplio rango de humedad y con menor costo energético. Aunque las investigaciones y aplicaciones de este tipo de combustión se vienen desarrollando desde hace varios años a nivel internacional, al comienzo de este trabajo (finales del año 2020), la investigación en Uruguay estaba en un estado muy incipiente y no se registraban publicaciones científicas al respecto. En esta tesis se presenta el resultado de la investigación realizada en el laboratorio del Área de Energías Renovables del Instituto Polo Tecnológico de Pando (IPTP) de la Facultad de Química (Udelar), donde se evaluó la combustión latente como forma de tratamiento de tierras contaminadas de hidrocarburos. Esta investigación se puede dividir en tres grandes partes : * Construcción y puesta a punto de un reactor de combustión latente a escala de laboratorio. *Caracterización fisicoquímica de la tierra contaminada y realización de los diferentes experimentos de smouldering para su descontaminación. *Presentación y discusión de los resultados obtenidos, incluyendo el análisis del coste energético e impacto ambiental del proceso estudiado. En primera instancia se presenta y discute el estado del arte en el área de la investigación y aplicación de la combustión latente, donde se repasan las bases teóricas, se describen las principales características del proceso de este tipo de combustión, y se mencionan sus principales aplicaciones. Luego se pone en contexto de los principales residuos sólidos que se generan en Uruguay, desde un punto de vista legal y técnico, al mismo tiempo que se analizan las características que tiene la generación de estos residuos a nivel nacional. A continuación se describen los diferentes componentes del reactor de combustión latente construido y de la configuración experimental para la realización de las experiencias de combustión latente. En la parte metodológica se describen las diferentes etapas desarrolladas y sus características, y se mencionan las particularidades de cada ajuste y preparación de las experiencias realizadas. Finalmente, se presentan y discuten todos los resultados obtenidos, incluyendo además una evaluación primaria del coste energético y el posible impacto medioambiental. Los mejores resultados muestran que, mediante el proceso utilizado, usando aserrín de madera como combustible auxiliar (˜ 11% en peso de aserrín respecto a la cantidad de tierra tratada), se logró la remoción del 95% de los hidrocarburos presentes en 3,6 kg de tierra contaminada, con un costo energético de 3,7 kWh. Los resultados obtenidos en esta tesis muestran que la combustión latente puede ser un método interesante para la remediación de suelos contaminados con hidrocarburos.