Characterising an ancient storage area of phosphogypsum by combining geophysical, geochemical and statistical techniques

Resumen

Resumen de la tesis: Los fertilizantes fosfóricos han tenido un impacto positivo en la industria agrícola. Sin embargo, este tipo de fertilizante, además del fertilizante, genera una cantidad significativa de fosfoyeso como subproducto. Dependiendo del ácido utilizado en el proceso industrial del fertilizante se pueden producir hasta cinco toneladas de fosfoyeso. En la zona de estudio se empleó el proceso de ácido húmedo que consiste en atacar la roca fosfórica con un ácido fuerte, generalmente ácido sulfúrico. Las investigaciones previas de fosfoyeso lo han estudiado con la ayuda de análisis químicos y radiológicos, pero no con tomografía eléctrica. Por lo tanto, la tesis pretende caracterizar una antigua zona de fosfoyeso ubicada en la Región de Murcia, en el sureste de España, utilizando la tomografía eléctrica como principal herramienta para la caracterización y así, establecer una metodología eficiente para evaluar áreas de residuos. La presente tesis doctoral utiliza la modalidad de compendio de publicaciones. Tres publicaciones científicas componen este documento. Inicialmente, se caracteriza físicamente el área de estudio; calculando el volumen existente en los depósitos de residuos. En segundo lugar, se realiza una caracterización geoquímica; determinando que el cromo es el metal más presente en los residuos. Finalmente, se establece una metodología eficiente para identificar y clasificar el depósito más contaminado por metales pesados. La primera publicación utiliza LiDAR y tomografía de eléctrica para determinar con alta precisión el volumen de los depósitos en el área de estudio. Esta combinación no solo mejora la precisión del volumen, sino que también establece una metodología para calcular el volumen en este tipo de depósitos. El estudio presentado mejoró los resultados de estudios previos realizados algunos años antes por otra empresa. La segunda publicación determina la distribución espacial de los metales pesados presentes en los depósitos de fosfoyeso. La tomografía eléctrica y los datos geoquímicos se combinaron utilizando modelos de regresión no lineal; logrando un modelo predictivo confiable. La combinación de las técnicas geofísicas, geoquímicas y estadísticas arrojan resultados muy significativos. La última publicación evalúa el comportamiento de los metales pesados de los depósitos de fosfoyeso. La caracterización física y química reveló que los depósitos contienen un tipo diferente de residuo. Por lo tanto, se realizó un análisis de componentes principales y un análisis discriminante de mínimos cuadrados parciales para clasificar y discriminar ambas poblaciones. Por tanto, la investigación ha logrado con éxito los objetivos planteados. Los resultados mostraron que la combinación de tomografía eléctrica con análisis químico es adecuada y confiable para caracterizar depósitos de desechos. Adicionalmente, incorporar herramientas estadísticas han demostrado resultados satisfactorios y confirman matemáticamente los resultados obtenidos. Finalmente, esta tesis se estructura en capítulos de la siguiente manera: el capítulo uno presenta los objetivos, el capítulo dos analiza el estado del arte. Posteriormente, los capítulos tres, cuatro y cinco contienen las publicaciones científicas que componen esta tesis. Finalmente, el capítulo seis trata de las conclusiones de esta tesis doctoral. http://repositorio.bib.upct.es/dspace/