Resumen

La contaminación de suelos en México es tema que del cual muy poco se conoce, principalmente de la contaminación de suelos por plaguicidas como el 2,4-D, siendo que en México es el herbicida de más uso para fines agrícolas, en jardinería e instalaciones deportivas, entre otros. El 2,4-D es un herbicida empleado para el control o eliminación de malezas. Se desarrolló durante la Segunda Guerra Mundial con el propósito de mejorar los rendimientos de cultivos como el trigo, maíz, sorgo, caña de azúcar, entre otros. Debido a su uso excesivo e indiscriminado en nuestro país, existen zonas contaminadas que sin lugar a duda requieren de un tratamiento de restauración de suelos.

Este trabajo de investigación pretende demostrar; en base a experimentación, que el lavado de suelos contaminados con plaguicida 2,4-D es una alternativa eficaz, como tecnología de restauración. El método de lavado implementado en esta investigación es el de lavado ex-situ con la ayuda de surfactante SDS (Sodio dodecil sulfato), mediante un impulsor de tipo axial (A200) en un vaso de agitación con deflectores de flujo.

El suelo fue caracterizado granulométricamente para corroborar que con el tipo de suelo utilizado es posible obtener resultados significativos empleando esta tecnología de restauración, posteriormente se contaminó con el herbicida 2,4-D a una concentración de 20 mg/kg, con la intención de trabajar bajo condiciones controladas. La concentración del surfactante empleado fue de 0.5% (p/v) respecto al agua destilada utilizada por corrida de lavado (450 mL).

Experimentalmente se determinó el tiempo óptimo de lavado, con la intención de comprobar que existe un tiempo de lavado a partir del cual los porcentajes de remoción permanecen estables.

Se realizaron pruebas de relación óptima suelo/agua a una velocidad constante de 1400 rpm, en tiempos de lavado de 90 min. Se encontró que la prueba con la remoción más alta, con menor consumo de potencia y menor gasto de energía, es la realizada con una relación suelo/agua de 40%. Una vez obtenido el porcentaje de suelo óptimo para la implementación del sistema de lavado de suelos, se procedió a realizar pruebas a esa concentración constante de suelo (40%), variando las velocidades de agitación en el rango de 1,200, 1,400, 1,550 y 1,700 rpm. Obteniendo diferentes resultados de consumo de potencia, variando según la velocidad en cada sistema, debido a que a mayores velocidades en el impulsor, mayor es el consumo de potencia y el gasto energético asociado al proceso. Sin embargo, la velocidad a la cual se obtuvieron los mejores resultados de remoción es la de 1550 rpm logrando casi un 90% de remoción del ácido 2,4-diclorofenoxiacético. Por su parte, el menor consumo de potencia y gasto energético fue a la velocidad más baja (1200 rpm) pero con una remoción del 67%.

ABSTRACT

Soil pollution in Mexico is a non well know issue. Even fewer is known about soil contamination with 2,4-dichlorophenoxiacetic acid (2,4-D), which is the most used herbicide for weed control in agricultural, gardening and sport facilities, among others, in our country. This herbicide was developed during second world war to increase crop yields in wheat, corn and sugar cane, among many others. Due to its excessive and indiscriminate use in our country, there are several zones contaminated with this pesticide that will require restoration treatment.

The aim of this research work is to demonstrate, based on scientific experimentation, that surfactant enhanced washing of 2,4-D contaminated soil is an efficient alternative as restoration technology. The soil washing technology used in this work is carried out ex-situ, using sodium dodecyl sulfate (SDS) as surfactant agent and an axial type impeller (A200) in a baffled mixing vessel.

The sample soil used in this work was granulometrically characterized in order to determine the significance of the results generated using the restoration technology. Once characterized, the soil was spiked with enough 2,4-D to generate a pesticide concentration of 20 mg/kg in order to work under controlled conditions. Surfactant concentration used was 0.5% (p/v) and the total volume of surfactant solution used was 450 mL. The best washing time was determined experimentally by demonstrating that, after this washing time, pesticide removal remains constant. Tests on the optimal soil/surfactant solution rate were carried out at constant mixing speed at 1400 rpm and after 90 min of soil washing. It was found that the highest remotion, low power consumption and lees energy spend was those performed with a water/surfactant solution rate of 40%. Once obtained the best soil/surfactant solution rate, the effect of mixing speed were carried out at different mixing speed values as 1200, 1400, 1550 and 1700 rpm. The results of these assessments were significantly different for power consumption. The actual trend observed is that the highest the speed, the highest the power consumption and the energy spend associate to the process. However, the best 2,4-D removals were found using 1550 rpm, reaching 90% pesticide removal from soil. The mixing speed with the lowest power consumption and energy spend was the lowest speed (1200 rpm), nevertheless 2,4-D removal obtained under this condition was only 67%

Índice de contenido

Portada (archivo pdf, 133 kb)

Agradecimientos (archivo pdf, 133 kb)

Índices (archivo pdf, 123 kb)

Capítulo 1. Introducción (archivo pdf, 17 kb)

Capítulo 2. Objetivos (archivo pdf, 11 kb)

Capítulo 3. Hipótesis (archivo pdf, 6 kb)

Capítulo 4. Antecedentes (archivo pdf, 18 kb)

Capítulo 5. Marco Teórico (archivo pdf, 1 mb)

Capítulo 6. Suspensión de Sólidos (archivo pdf, 104 kb)

Capítulo 7. Metodología (archivo pdf, 310 kb)

Capítulo 8. Materiales (archivo pdf, 77 kb)

Capítulo 9. Resultados y Análisis (archivo pdf, 505 kb)

Capítulo 10. Escalamiento (archivo pdf, 459 kb)

Capítulo 11. Conclusiones y Recomendaciones (archivo pdf, 22 kb)

Referencias (archivo pdf, 98 kb)

Apéndice A. Normatividad Ecológica que regula a los plaguicidas (archivo pdf, 156 kb)

Apéndice B. Caracterización de Suelo (archivo pdf, 234 kb)

Cossío Coutiño, H. J. 2009. Estimación de parámetros de escalamiento del proceso de lavado de suelo contaminado por plaguicida 2,4-D con la ayuda de surfactante SDS, mediante un impulsor de tipo axial en un vaso de agitación. Tesis Licenciatura. Ingeniería Civil. Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2009.