Deshacerse de la baba

Jan 20, 2024

Durante la última década, los vertederos de los EE. UU. han estado luchando contra una sustancia pegajosa similar a un polímero llamada "goo negro" o "flubber", que puede obstruir equipos vitales y afectar las operaciones de recolección de lixiviados y gases.

La anomalía, que se encuentra principalmente en vertederos más húmedos o sitios que aceptan lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales, ha desconcertado a los científicos mientras intentan descubrir qué es el sólido negro y de dónde proviene.

En la WasteExpo de este año, que se llevará a cabo del 1 al 4 de mayo en Nueva Orleans, los panelistas de la sesión, Manejo de lixiviados: una actualización sobre "Flubber" y "Black Goo", discuten el material incrustante, sus orígenes, las herramientas para la prevención y remediación y las actualizaciones. sobre investigaciones actuales.

Craig Benson, panelista de la sesión y profesor emérito de ingeniería civil, ambiental y geológica de la Universidad de Wisconsin, dijo que se encontró por primera vez con una sustancia viscosa negra hace unos 10 años mientras trabajaba en un vertedero húmedo en el sureste.

El sitio, que había estado recibiendo muchas quejas por malos olores, luchaba por mantener bajos los niveles de lixiviados debido a que las tuberías se obstruían con frecuencia. "No podíamos mantener las tuberías funcionando; constantemente las bombas [estaban] obstruidas con esta cosa negra y pegajosa", dijo. "Esencialmente [los sólidos] se reconstruían cada dos días".

Benson continuó encontrando la presencia de una sustancia pegajosa negra en otros sitios, lo que lo llevó a investigar más a fondo el fenómeno.

“Lo veríamos cada vez más, la presencia de este material negro, viscoso y pegajoso, diferente de la materia biológica históricamente negra con la que todos estamos familiarizados”, dijo. "Esto era algo diferente. No era solo una biopelícula, era un material diferente".

¿Qué es?

Para encontrar una solución al problema, Benson dijo que primero necesitaba comprender cómo se mueve la sustancia a través de los vertederos y cómo ingresa a los sistemas de recolección de lixiviados.

Usando aproximadamente 30 muestras tomadas de vertederos de desechos sólidos municipales en los EE. UU., Guam y Puerto Rico, la investigación de Benson encontró que, independientemente de la ubicación del vertedero o la composición del material, la mayoría de las muestras tienen las mismas características físicas: un material elástico y gomoso con un olor fuerte. , que probablemente se puede atribuir a los compuestos de sulfuro adheridos a la "cosa pegajosa".

Para identificar aún más la sustancia, Benson utilizó la espectroscopia infrarroja transformada de Fourier (FTIR) para observar el enlace químico y la estructura química de las muestras de sustancia pegajosa negra. Con FTIR, se envía un haz ultra-infrarrojo a la muestra, donde se absorben algunas longitudes de onda y otras no. Un sensor mide lo que se refleja, creando así una "huella digital" de la composición del material.

Al observar muestras de baba negra de 17 vertederos diferentes de EE. UU., Benson dijo que todos "básicamente tenían el mismo espectro FTIR y... el mismo tipo de enlace".

También notó que los enlaces eran similares a los polímeros a base de acrilato, que observó que son omnipresentes en el mundo actual.

Además de FTIR, Benson utilizó el análisis gravimétrico térmico (TGA) para estudiar la composición de la sustancia pegajosa negra. "Hicimos un muy simple... TGA, análisis termogravimétrico, [donde] tomo una muestra, la coloco en un horno, aumento la temperatura y mido la masa a medida que se calienta. Esencialmente, me estoy quemando partes de esa muestra a lo largo del tiempo".

Durante este proceso, Benson dijo que reconoció una distinción clave que lo llevó a creer que las muestras podrían ser un polímero comercial.

"[El] peso de la muestra [estaba] disminuyendo con el tiempo... por lo que esencialmente se extrae agua, y luego cae en picado. Y luego continúa disminuyendo más", dijo Benson al describir un gráfico del análisis TGA. "Esta caída en picado está en el rango de descomposición del polímero; es un polímero sintético. No es un material natural".

En la mayoría de los polímeros comerciales, como el poliacrilato, Benson dijo que debería ser posible "tomar ese material hidratado y pegajoso, secarlo y solidificarlo, y luego puedo volver a humedecerlo y debería reformarse como estaba antes".

Al hacerlo, Benson descubrió que la "cosa negra" en la sustancia pegajosa negra se despegaba, dejando una sustancia pegajosa parecida a la gelatina, algo común cuando se prueban polímeros sintéticos.

Al comparar los resultados con poliacrilatos comunes, así como con algunos productos comerciales que contienen la sustancia, Benson dijo que los resultados de FTIR eran casi idénticos. Los artículos para el hogar que a menudo contienen poliacrilatos son pañales, almohadillas para carne, almohadillas higiénicas, almohadillas para mascotas y agentes deshidratantes. Las plantas de tratamiento de aguas residuales a veces también usan polímeros solubles para eliminar los sólidos en suspensión y/o los contaminantes del agua.

Con una idea más segura de lo que es la sustancia pegajosa negra, Benson ahora está tratando de crear una definición y parámetros clave para la sustancia.

"Una cosa que vemos con seguridad es que todos los materiales que tienen una estructura química similar suelen tener al menos un 45 por ciento de contenido orgánico", dijo. "Si es menos del 45 [por ciento], es poco probable que sea este tipo de sustancia pegajosa negra con ese material de poliacrilato".

Esfuerzos de remediación

Progressive Environmental Services, con sede en Gaffney, Carolina del Sur, ingresó al espacio de servicios ambientales en 2019 después de trabajar principalmente con la Marina de los EE. UU. en servicios de limpieza química de tuberías.

La compañía trabajó principalmente en problemas de incrustaciones en tuberías de lixiviados hasta que los clientes les presentaron problemas relacionados con la sustancia pegajosa negra, dice el panelista Steve Carl, fundador y presidente de Progressive Environmental.

Después de algunos encuentros con la sustancia, Carl dijo que concluyó que es "completamente insoluble en agua. Es un material de alquitrán negro". Al enterarse de que la sustancia pegajosa flota en el agua, dijo que su empresa encontró una manera de limpiar las tuberías obstruidas por la materia.

"Creo que debido a que la sustancia pegajosa flota y el 'taffy' flota, no creo que los polímeros estén migrando hacia abajo. Creo que a medida que los niveles de lixiviados suben, levantan los polímeros y crean esa capa para flotar sobre la parte superior del lixiviado que se encuentra dentro del relleno sanitario", dijo.

Usando un método de limpieza a base de espuma, Carl dijo que la reacción de la espuma empuja la acumulación de baba negra verticalmente a través de las tuberías perforadas de un sistema de recolección de lixiviados. La distancia que se empuja horizontalmente la sustancia pegajosa está limitada por la reacción generada, agregó.

Cuando se trabaja con un vertedero nuevo, Progressive Environmental primero cierra por completo el sistema de recolección de lixiviados. Luego, el personal deja que el sistema realice un ciclo para ver qué tan rápido ingresa el lixiviado en comparación con qué tan rápido bombea el sistema.

"Le diré, casi todo el tiempo veremos que sus bombas se agotan, y entre 20 y 40 segundos, encendemos [el sistema] y luego tardan más de una hora, a veces dos horas en recargarse, "Carl dijo. "Esa bomba está bombeando 50 galones por minuto, bombeó en 30 segundos para facilitar las matemáticas, eso significa que acabo de sacar 25 galones de una tubería de 10 pies por 18 pulgadas que está moviendo 130 galones.

"Saqué 25 galones y cicló la bomba. Y luego se necesitaron dos horas para volver a llenar esos 25 galones; algo está tapando esas perforaciones. El mantenimiento programado para la integridad del sistema es mejor que una solución de crisis".