Lixiviación: un enfoque ambiental

La lixiviación (o extracción sólido-líquido) consiste en la disolución preferente de uno o mas componentes de una mezcla sólida por contacto con un disolvente. La lixiviación es una operación unitaria de gran utilidad a nivel industrial. Sus aplicaciones mas difundidas se encuentran en la industria alimentaria y minera: en la extracción de aceites vegetales, café, colorantes y metales, entre otros (10) (12).

En el área ambiental, los procesos de lixiviación son de gran importancia, sin embargo, las implicaciones ambientales pocas veces son abordadas con profundidad en los libros de operaciones unitarias y fenómenos de transporte. A diferencia de las aplicaciones listadas en el párrafo anterior, donde la lixiviación se emplea como una operación unitaria para separar algún compuesto de interés comercial, en el área ambiental, los productos de la extracción sólido - líquido no suelen representar un beneficio económico, por el contrario, en algunos casos es un fenómeno indeseable (5) (12).

Todos los procesos industriales que involucran operaciones de lixiviación tienen implicaciones ambientales, ya que en la mayoría se emplean disolventes (orgánicos e inorgánicos) áltamente tóxicos y contaminantes, y en otros casos, el proceso esta ligado a la explotación de recursos naturales. Estos hechos impactan al ambiente como todas las demás actividades antropogénicas y son inherentes al proceso. El presente texto se enfoca en aquellas implicaciones ambientales en las que la lixiviación participa directamente (5) (7).

Como se mencionó en lineas anteriores, en términos ambientales, la lixiviación no siempre es un proceso deseable, tal es el caso de los rellenos sanitarios, en los cuales la lixiviación representa un problema adicional al manejo de los residuos. Los rellenos sanitarios son depósitos controlados de residuos sólidos, los cuales están conformados idealmente por desechos no valorizables, principalmente de origen doméstico. La lixiviación tiene lugar cuando el agua de lluvia que incide sobre el depósito de basura o los escurrimientos del terreno entran en contacto directo con los desechos, extrayendo y arrastrando una gran cantidad de sustancias constituyentes de los residuos sólidos. El extracto resultante tiene un alto contenido de materia orgánica, nitrógeno, fósforo y microorganismos patógenos. Adicionalmente, si no existe un adecuado control de los residuos introducidos al relleno sanitario, los lixiviados pueden contener metales pesados, compuestos orgánicos persistentes u otros contaminantes (1) (6).

La gran cantidad y diversidad de sustancias contaminantes presentes en los extractos de los rellenos sanitarios, hacen que la lixiviación sea un fenómeno cuyo impacto ambiental y económico tenga que ser considerado en el diseño y manejo de los depósitos controlados de residuos sólidos. Los lixiviados representan un factor potencial de contaminación de aguas superficiales, aguas subterráneas y suelo si no se tratan de manera adecuada. Asimismo, para evitar su introducción al ambiente, los lixiviados deben ser colectados mediante sistemas de transporte de fluidos diseñados para tal fin. Finalmente se debe efectuar un tratamiento para degradar o remover las sustancias contaminantes presentes en el lixiviado (1) (4).

El manejo inadecuado de los lixiviados generados en los rellenos sanitarios da origen a graves problemas de contaminación ambiental. Fotografía (8).

Otra aplicación de gran relevancia ambiental es la prueba de lixiviación (leaching test) realizada principalmente en suelos y residuos peligrosos. En este caso, la lixiviación se utiliza para realizar un análisis destinado a la atenuación del deterioro ambiental. Este procedimiento se utiliza para determinar la movilidad de algún soluto al ser sometido a una extracción sólido - líquido en condiciones controladas (3).

En el caso de los residuos peligrosos de tipo sólido, la prueba de lixiviación permite medir la cantidad de un compuesto contaminante que será liberada al ambiente en caso de que se presenten condiciones de extracción durante el manejo de los residuos o en el sitio destinado para su confinamiento. De esta manera, es posible predecir el posible impacto ambiental en caso de ser introducido al medio, asimismo, permite identificar e implementar los mecanismos apropiados para prevenir la formación de lixiviados o contenerlos en caso de que estos se presenten (3) (11). 

La prueba de lixiviación (leaching test) suele realizarse en lechos empacados. Fotografía (9)

Otro uso ámpliamente difundido es la prueba de lixiviación en suelos. Este tipo de análisis, ademas de evaluar la concentración de un compuesto (o varios) en el suelo, proporciona información relacionada con su movilidad al entrar en contacto con el disolvente. La prueba se efectúa reproduciendo las condiciones ambientales a las que se encuentra expuesto el suelo, poniendo especial cuidado en la cantidad y calidad de la lluvia y el agua proveniente de escurrimientos, ya que estos fenómenos proporcionan el disolvente para la extracción. Los compuestos de interés en este análisis van desde nutrientes como materia orgánica y algunos compuestos nitrogenados hasta sustancias cuyo impacto ambiental es altamente nocivo y por lo tanto su presencia en el suelo es indeseable, tal es el caso de los metales pesados y plaguicidas. La prueba de lixiviación permite inferir la forma en que estos compuestos se distribuyen en los distintos tipos de suelo y la capacidad para extenderse a estratos inferiores y mantos freáticos (4) (2).

Como se analizó en el presente texto, la lixiviación es un fenómeno de gran importancia desde el punto de vista ambiental que puede contribuir a la solución de problemas de contaminación o, en caso contrario, no debe soslayarse en beneficio del ambiente. 

Referencias

1. Giraldo, E. (2001) Tratamiento de lixiviados de rellenos sanitarios: avances recientes.Revista de ingeniería. 14:44-55.
2. http://edafologia.fcien.edu.uy/archivos/Nutrientes%20del%20suelo.pdf
3. http://es.alcontrol.com/es/ensayos-de-lixiviación-sweden
4. http://es.wikipedia.org/wiki/Depósito_controlado
5. http://es.wikipedia.org/wiki/Lixiviación
6. http://es.wikipedia.org/wiki/Vertedero_(basura)
7. http://www.lixiviacion.com/pagina/lixiviacion-definicion
8. http://www.puntorevista.com/secciones/estatal/estatal0506laguna_corona.html
9. http://www.vanderbilt.edu/leaching/leaching-tests/
10. McCabe, W. L., Smith, J. C. y Harriot, P. (2007). Operaciones unitarias en ingeniería química. McGraw Hill.  7ª edición. China. Pág. 799.
11. Vite, J., Vite, M., Carreño, C. (1998). Lixiviación de metales pesados de residuos industriales peligrosos por medio de columnas termostatizadas y diseño de una planta piloto. Rev. In. Comta,. Ambient. 14(2):101-110.
12. Treybal, R. E. (1991). Operaciones de transferencia de masa.  McGraw Hill. 2ª edición. México. Pág. 265.