Monitoreo de lixiviados producidos por el basurero municipal de la

PRESENCIA DE LIXIVIADOS PRODUCIDOS POR EL TIRADERO
MUNICIPAL DE LA CIUDAD DE OAXACA EN LA ZONA NO SATURADA Y
MEDIO FRACTURADO, Y MONITOREO CON TÉCNICAS GEOFÍSICAS.
Salvador BELMONTE-JIMENEZ (1); Manuel ARAGÓN-SULIK (1) y Susana
NAVARRO-MENDOZA (1) .
(1)
CIIDIR-OAXACA-IPN. Hornos 1003, Santa Cruz Xoxocotlán, Oaxaca. C.P.
71230, Oaxaca. [email protected]
Palabras clave: Monitoreo, geofísica, lixiviados, zona no saturada
RESUMEN
Al sur de la ciudad de Oaxaca de Juárez se ubica el tiradero de residuos
sólidos municipales que tiene una vida de más de 25 años. Se ubica en una
zona que está afectada por la falla de Oaxaca. A 2.5 al suroeste del tiradero
está una laguna que reciben los lixiviados generados los cuales se infiltran al
subsuelo cuya trayectoria y comportamiento en el subsuelo aún no está
totalmente comprendida.
Con el fin de monitorear los lixiviados al subsuelo, se realizaron mediciones
usando los métodos geofísicos; resistividad (arreglos Schlumberger y dipolo –
dipolo) y VLF (Very Low Frecuency). Los sitios considerados como anómalos
se encuentran al norte y sureste del tiradero y en las vecindades de la laguna
de lixiviados.
Se presentan los resultados principalmente del método VLF al aplicarlo en los
alrededores del tiradero y laguna de lixiviados, cuya respuesta es razonable.
Los métodos geofísicos considerados como no intrusivos son importantes ya
permite monitorear contaminantes en un tiempo corto y a bajo costo, sin
embargo deben usarse las técnicas más adecuadas para el trabajo de campo y
la interpretación de datos.
INTRODUCCIÓN
El tiradero de la ciudad de Oaxaca de Juárez se ubica al sur de la ciudad,
donde la generación de desechos municipales se ha incrementado en los
últimos años trayendo como consecuencia directa el incremento en la
generación de residuos municipales. En promedio se generan 450 toneladas
de desechos al día (IEE, 2001), existiendo contaminación visual, atmosférica,
del suelo y del acuífero.
El tiradero abarca 17 has, la geología local consiste en una alternancia de
estratos delgados de lutitas y areniscas fracturadas y se asocian con la falla
Oaxaca cuya dirección preferencial es N10° W (Belmonte, 2005). El espesor
de la zona no saturada (ZNS) varía entre 3 a 8 m. Los lixiviados generados se
incrementan en épocas de lluvia y al no haber capa impermeable en el fondo,
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una parte se infiltra y otra fluye a una laguna que capta parte de éstos, los
cuales se infiere se infiltran a través del suelo y medio fracturados.
El objetivo de este trabajo es presentar la aplicación de los métodos geofísicos
de resistividad en sus variantes dipolo - dipolo y sondeo eléctrico vertical, y el
método electromagnético VLF (Very Low Frecuency) en el monitoreo de
lixiviados que tienen una fuerte carga de fierro entre otros elementos
(Fotografía 1).
El método VLF hace uso de las componentes magnéticas de los campos
electromagnéticos generados por trasmisoras militares de frecuencias de radio
que generalmente usan el ancho de banda llamado VLF (Very Low Frecuency)
de 15 a 39 kHz. Las fuentes trasmisoras se encuentran en diversas ciudades
del mundo.
Las estructuras eléctricamente conductoras que se encuentran cerca de la
superficie o en el subsuelo cuando están cubiertas por espesores de suelos o
materiales conductores como las arcillas no responden adecuadamente, sino
más bien se debe utilizar en medios fracturados. Además esta situación
geológica afecta la dirección e intensidad del campo generado por la señal de
radio transmitida.
El campo secundario que se genera en la estructura geológica (fractura) es
pequeño pero puede ser medido con este equipo de tal manera que las
lecturas observadas es la intensidad de campo y el desplazamiento de fase
alrededor de dicha fractura. Naturalmente que si no existe fractura, no hay
respuesta de campo secundario.
Generalmente se mide la parte real (ángulo de inclinación) y parte imaginaria
(elipticidad), cuyos datos son procesados usando generalmente (existen otros)
el filtro diseñado por Karous & Hjelt (ABEM, 2001) que consiste básicamente
en resaltar las anomalías, cuyo resultado es una densidad de corriente a cierta
profundidad de filtrado en el subsuelo que puede ser interpretado como la zona
de influencia de fracturas. El filtrado depende de la separación de las
estaciones medidas.
El método de resistividad no se explica ya que es uno de los más empleados
en estudios de corte ambiental, sólo se menciona que consiste en introducir
una corriente eléctrica al subsuelo a través de un par de electrodos
impolarizables y medir la diferencia de potencial con otro par de electrodos. Se
puede usar corriente directa o alterna, en este estudio fue el primer caso, y el
arreglo depende del objetivo.
Fotografía 1.- Tomando medidas
de VLF junto a laguna de
lixiviados.
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METODOLOGÍA
Los perfiles de VLF se hicieron en la parte norte, sur, y oeste del tiradero y en
las inmediaciones de la laguna de lixiviados, donde además se hicieron dos
perfiles de resistividad con el arreglo dipolo -dipolo, cuya distancia fue de 1 m y
n=7. También se hicieron 5 sondeos eléctricos verticales determinando la
geometría de la ZNS.
Los datos de resistividad se interpretaron a partir de la teoría de filtros usando
el modelado directo. Para la toma de datos con el método VLF se usó un
equipo ABEM WADI realizando cuatro perfiles en el tiradero y 5 en la laguna de
lixiviados. La longitud de los perfiles fue de 200 a 300 m y la separación entre
estaciones de 5 a 0 m. A los datos de campo se les aplicó el filtro de Karous &
Hjelt (López-Sánchez, 1998; ABEM, 2001) con lo que se resaltaron las zonas
fracturadas asociadas con la presencia de lixiviados, presentándose en
secciones de densidad de corriente donde los valores mayores en porcentaje
representan zonas conductoras, de hasta 30%. El filtrado depende de la
separación de las estaciones medidas, aquí se usó una profundidad de filtrado
de 60 m.
En la figura 1 se muestra un perfil filtrado para la zona norte del tiradero. Se
observa que la componente en fase (real) es mayor que la componente en
cuadratura (imaginaria)
Figura 1.- Componente parte real (ángulo de inclinación) y parte imaginaria
(elipticidad), la primera es mayor que el segundo. El máximo reasocia con
zonas de fractura.
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los sondeos eléctricos verticales permitieron obtener un modelo geoeléctrico
donde se observa que el espesor del material granular es menor a 3 m en la
zona del tiradero, mientras que en la zona de la laguna de lixiviados alcanza
hasta los 12 m, siendo abundante la presencia de materiales arcillosos.
Los datos de dipolo – dipolo muestra dos zonas sobre el bordo de la laguna de
lixiviados que se infiere corresponde a zonas fracturadas por donde se infiltran
de manera preferencial los lixiviados, aunque la presencia de materiales
granulares como limoarcillas también constituye un medio por donde se
favorece la infiltración hacia la zona no saturada. En todos los casos la
presencia de rocas fracturadas hace compleja la interpretación y ubicación
espacial de los lixiviados, aunque se han determinado la presencia de suelo
con altos contenidos de elementos como el fierro cuyos valores son de hasta
39 000 ppm.
Entre el tiradero y la laguna de lixiviados abundan afloramientos de rocas
fracturadas constituidas por lutitas deleznables debido a los efectos del
intemperismo, por lo que el uso del método VLF fue de gran utilidad. En la
figura 2 se presenta la sección de la parte real (en fase) del campo secundario
mostrándose valores de densidad de corriente de hasta 30% que corresponde
a zonas fracturadas por donde se infiltran lixiviados al subsuelo. En ese mismo
tramo se pueden observar lixiviados de manera superficial cuyos valores de
conductividad eléctrica son del orden de 22,000 mS/m medidos in situ.
Figura 2.- Sección de la parte real (en fase) de un perfil medido en la
parte norte del tiradero municipal de la ciudad de Oaxaca. (la zona de
color magenta se asocia con altos porcentajes de densidad de
corriente, relacionado con zonas conductoras.
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Es importante recordar que las arcillas actúan como una pantalla protectora
ante la presencia de lixiviados, sin embargo puede saturarse y permitir el paso
a través de los poros.
CONCLUSIONES
Se realizaron estudios en la zona del tiradero y laguna de lixiviados generados
por el tiradero de la ciudad de Oaxaca para monitorear los lixiviados que son
generados y para conocer las zonas por donde se infiltran. Se usaron los
métodos geofísicos de resistividad en su variante Schlumberger y dipolodipolo, así como el método electromagnético VLF que es ad hoc para casos
donde existen rocas fracturadas. Este último método arrojó resultados
interesantes asociados con los sitios donde se infiltran lixiviados al subsuelo a
través de fracturas. El método de resistividad tuvo mejor respuesta en el medio
granular, y el arreglo dipolo – dipolo mostró las variaciones laterales de los
primeros 8 m en la zona de la laguna por donde se infiltran una parte de
lixiviados.
AGRADECIMIENTOS
Parte de la información ha sido obtenida con el apoyo del proyecto
SEMARNAT-CONACyT: 2002-C001-0097; y IPN-SIP: 2005380. El Ing.
Inocente Valeriano Hurtado e Israel S. Palacios, apoyaron parte de los trabajos
de campo.
BIBLIOGRAFÍA
ABEM, 2001. Abem wadi VLF instruments. Simple, state-of-the-art water and
mineral prospecting instruments. Manual de operación, Encinitas,
California, USA.
Belmonte, Jiménez, S.I., 2005. Caracterización geofísica del sistema
hidrogeológico del valle de Zaachila, Oax., y su relación con la geología
tectónica regional. Tesis de Doctorado, UNAM
Geosoft, 1998. Gravity ang magnetic modeling for Win and X-W, GM-SYS,
v.4.04, User´s guide,USA.
IEE, (Instituto Estatal de Ecología)-Gob. Oax., 2001. Informe interno del
Tiradero de basura municipal.
López-Sánchez, M.1998. Medidas y estimaciones de la resistividad en VLF, en
jornadas sobre la aplicación de los métodos electromagnéticos en la
investigación minera. Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Minera
de Belmez (Códoba, España).
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