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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD DE INGENIERIA DIVISION DE POSTGRADO
PROGRAMA DE POSTGRADO EN CIENCIAS DEL AMBIENTE
ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE LAS TÉCNICAS DE DESORSION TÉRMICA, ENCAPSULAMIENTO Y BIORREMEDIACION PARA LA
DISPOSICION FINAL DE DESECHOS CON HIDROCARBUROS
Trabajo de Grado presentado ante la Ilustre Universidad del Zulia
para optar al Grado académico de:
MAGISTER SCIENTIARUM EN CIENCIAS DEL AMBIENTE
Autora: Lic. Janeth Carolina Luzardo Tutora: Dra. Altamira Díaz
Maracaibo, enero de 2009
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Luzardo de Rosendo, Janeth Carolina. Estudio comparativo entre las técnicas de desorsión
térmica, encapsulamiento y biorremediación para la disposición final de desechos con
hidrocarburos (2009) Trabajo de Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniería. División
de Postgrado. Maracaibo, Venezuela. 135 p. Tutor: Dra. Altamira Díaz
RESUMEN
La contaminación producida por la generación de residuos peligrosos industriales constituye un
problema fundamental que va en aumento con la industrialización. En la industria petrolera
específicamente en las actividades de perforación, se generan gran cantidad de volúmenes de
desechos sólidos impregnados con hidrocarburos considerados como peligrosos. Esta
investigación presenta una revisión bibliográfica de las principales tecnologías a objeto de
estudio para el tratamiento de fluidos de perforación base aceites como lo son: Encapsulamiento,
Biorremediación y Desorción Térmica, realizando esfuerzos para obtener una guía de orientación
que comparen las diferentes tecnologías existentes a fin establecer una matriz comparativa la
cual presentará variables de análisis como lo son: efectividad, riesgos de perisología, reducción
de desechos, reuso del material, pretratamiento, post tratamiento, tiempo de tratamiento, costos
asociados, área requerida para el tratamiento, limitaciones técnicas donde se establecerán las
ventajas, desventajas con el objeto de recomendar que tipo de tratamiento es el mas adecuado
para ser aplicado en el Distrito Barinas. Como parte complementaria de esta investigación, se
documento las actividades que se desarrollaron de un proyecto prueba piloto llevada a cabo en
el campo Borburata PDVSA Centro Sur en la localización B2-W12B Barinas, Estado Barinas,
donde se aplicó la tecnología de desorción térmica para el tratamiento de los desechos generados
de las actividades de perforación, establecidas en varias etapas; la primera etapa consistió en
establecer el procedimiento de la recopilación y evaluación de los desechos desde el sitio de
generación. En la segunda etapa se caracterizaron los desechos y en la tercera etapa se llevó a
cabo ensayos en suelo para determinar el impacto de las cenizas. Para luego establecer las
conclusiones y las recomendaciones esperando que sirva como aporte científico para la selección
de los tratamientos en las diferentes áreas que demanden esta necesidad.
Palabras Claves: Desorción térmica, aceite sintético, ripios de perforación, encapsulamiento,
biorremediación
E-mail del Autor: [email protected]
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Luzardo de Rosendo, Janeth Carolina. Comparative study among the techniques of thermal
desorption, encapsulation and bioremediation for the final disposition of waste
hydrocarbons. (2009) Trabajo de Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniería. División
de Postgrado. Maracaibo, Venezuela. 135 p. Tutor: Dra. Altamira Díaz.
ABSTRACT
Contamination produced by the generation of industrial dangerous waste is a fundamental
problem that increases with industrialization in the industrial oil, especially in the drilling
activities a great amount of solid wastes impregnate with hydrocarbons considered as dangerous
is generated. This investigation presents a literature review to the main technologies to study the
treatment of oil base drilling fluids such as: encapsulation, bioremediation and thermal
desorption, carrying out efforts to obtain an orientation guide, that compare different
technologies in order to establish a comparatives matrix which will present variables analysis
such as: effectiveness, permition risk, waste reduction, material reuse, pre treatment, post
treatment, treatment cost, time associate, required area for treatment, technical limitations where
advantages and disadvantages will be establish in order to recommending what kind of treatment
is the most convenient to be implemented in Barinas District as a complementary part of this
investigation, the activities developed of the pilot project carried out in the Borburata PDVSA
field center south division in the localization B2- W12B Barinas were documented, where
technology of thermal desorption for treatment of generate waste of drilling activities was applied
managed in several steps: first step consisted in establishing the procedures of the summaries and
evaluation of the waste from the original place, a second step waste was characterized in the third
steps rehearsals in soil to determine the impact of the ashes were carried out, finally, conclusions
and recommendations were addressed expecting them to be a scientific contribution for the
selection of the treatment in the different areas that could need those technologies.
Key words: thermal desorption, synthetic oil, drilling waste, encapsulation, bioremediation.
Autor’s e-mail: [email protected]
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DEDICATORIA
A mis hijos, a quienes dedico todos mis esfuerzos ellos me han servido de inspiración para seguir
adelante deseo que tomen el ejemplo de la constancia para lograr cada uno de los objetivos de su
vida.
A mi esposo, gracias por su apoyo
A mis padres, siempre siguiendo velantes mis pasos
99
AGRADECIMIENTO
A ti mi señor Dios, sendero que me dio el aliento y las fuerzas de continuar y cumplir este objetivo
trazado.
A la constancia.
Al Ingeniero Rubén Rendón por su apoyo y confianza.
A la Profa. Altamira Díaz por guiar el desarrollo de esta investigación.
A mi amiga Mireya que en su momento me brindó su mano para seguir adelante
A todas aquellas personas que contribuyeron a la realización de este trabajo.
¡Mil Gracias!
100
TABLA DE CONTENIDO
RESUMEN…………………………………………………………………………………... 3
ABSTRACT…………………………………………………………………………………. 4
DEDICATORIA…………………………………………………………………………....... 5
AGRADECIMIENTO……………………………………………………………………….. 6
TABLA DE CONTENIDO………………………………………………………………….. 7
LISTA DE
TABLAS………………………………………………………………………….
11
LISTA DE FIGURAS.......................................................................................................... 13
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………..…….…............. 14
CAPITULO I………………………………..……………………………………….……...
16
I. FUNDAMENTOS TEÓRICOS…………………………………………….……….…….. 16
1.1 Actividades de perforación..…………………………………………………………… 16
1.2 Fluidos de Perforación……………………………...…………………………….......... 17
1.2.1 Sistemas en base de agua………………………………………………................ 18
1.2.2 Fluidos de perforación en base aceites …………………………………………. 18
1.2.3 Fluidos de perforación sintéticos ……………………………………………….. 18
1.3 Técnicas de tratamiento…..………………………………………………………….. 19
1.3.1 Técnicas fisicoquímicas………………………………………………………… 20
1.3.1.1 Encapsulamiento (Estabilización y solidificación)…………………… 21
1.3.1.2 Materiales y reactivos comúnmente utilizados………. ……………….. 22
1.3.1.2.1 Cemento……………………………………………………… 22
1.3.2.2.2 Cal…………………………………………………………… 23
1.3.2.2.3 Polímeros orgánicos termoestables y termoplásticos………. 24
1.3.2 Caracterización tecnológica para determinar la eficiencia del proceso ………... 25
1.3.2.1 Ensayos de lixiviación y análisis químicos……………………………. 25
1.3.2.2 Ensayos de propiedades físicas………………………………………… 25
1.3.2.3 Ensayos de propiedades técnicas…………………………………….… 26
1.3.2.4 Ensayo de propiedades de durabilidad………………………………… 27
1.3.3 Estudio para la aplicación de la tecnología solidificación/ estabilización………. 27
1.3.4 Técnicas pre-tratamiento en la tecnología solidificación/
estabilización…………
29
1.3.5 Insumos y equipos utilizados……………………………………………………. 29
1.3.6 Usos y aplicación de la tecnología………………………………………………… 30
1.4 Técnica de biorremediación. ……..……………………………………………………. 32
1.4.1 Biorremediación …. ……………………………………………………………….. 32
1.4.2 Valoración de la eficiencia de un tratamiento biológico…………………………. 34
1.4.3 Técnicas para predecir la efectividad del tratamiento biológico…………............. 35
1.4.4 Factores de afectan el proceso de
biorremediación……..…………………………
37
1.4.4.1 Factores físico-químicos……….………..…………………………………. 37
1.4.4.1.1 Disponibilidad de carbono orgánico……………….…………… 38
1.4.4.1.2 Aceptores de electrones…….……………………….…………… 38
1.4.4.1.3 Potencial de oxidación.…….……………………….……………. 39
1.4.4.1.4 Nutrientes inorgánicos...………………………………………… 39
1.4.4.1.5 El pH………………………………………………….………… 41
101
1.4.4.1.6 Contenido de agua………………………………………………. 42
1.4.4.1.7 La temperatura…………………………….………..………......... 43
1.4.4.1.8 La salinidad……………………………………..…………..……. 44
1.4.4.1.9 Textura del suelo …...…………………..…………………… 44
1.4.4.2 Factores biológicos…………………………………..…………………... 46
1.4.4.3 Aplicación de la tecnología de biorremediación…………..……………. 48
1.4.4.4 Degradación microbiológica de hidrocarburos …………………………. 50
1.4.4.5 Ventajas y desventajas de la tecnología…………………………………. 51
1.5 Técnicas de tratamientos térmicos………………………..…………….…………… 54
1.5.1 Desorción térmica ……………………………...…………..………………...... 54
1.5.2 Descripción del proceso ………………………..…………………………..... 56
1.5.2.1 Tratamiento preliminar y movimiento de materiales………….……….. 57
1.5.2.2 Dispositivo de desorción ………………………………………………… 58
1.5.2.3 Sistema de condensación…………………………..…………………….. 58
1.5.2.4 Tiempos en el tratamiento de los desechos……………………………… 59
1.5.2.5 Post – tratamiento………………………………………………………. 60
1.5.3 Aspectos a considerar para la implementación de la tecnología de desorción
térmica…………………………………………………………………….……………….
61
1.5.3.1 Caracterización del sitio …………...……………………..……………… 61
1.5.3.2 Composición química del material………………………………………. 61
1.5.3.3 Distribución del tamaño de las partículas en el solidó……..…………… 61
1.5.3.4 Composición física del material ………………………………..…….. 62
1.5.3.5 Permeabilidad …………………………………..……….……………… 62
1.5.3.6 Plasticidad ……………………………………………………………... 62
1.5.3.7 Contenido de humedad ……………………………..……..…………… 63
1.5.3.8 Tipo de contaminantes….………………………..…..………………… 63
1.5.3.8.1 Contenido de halógeno ………………………………..……. 63
1.5.3.8.2 Concentraciones de Metales………………….………………… 64
1.5.3.8.3 Contenidos de Sales ………..…………………………………… 64
1.5.4 Usos y aplicación de la tecnología …………………………….……………….. 64
1.5.5 Tipos de unidades de desorción térmica …………………..……………….… 67
1.5.6 Conceptos teóricos y parámetros en los procesos ………………….…..……… 67
1.5.7 Destilación y vapor…………………………………..…..…………………… 68
1.5.8 Descripción de tecnologías disponibles.………..…………………..…………… 71
1.5.8.1 Unidades de desorción térmica de calentamiento indirecto………… 71
1.5.8.2 Unidades de desorción tipo tornillo. ………………………..………… 72
1.5.8.3 Unidades de desorción Hammermil…………..……..………………… 72
1.5.8.4 Desorción térmica química…………………………….……………… 73
1.5.8.5 Otras técnicas…….……………………………………….………………... 74
1.5.9 Impacto ambiental …………..…………………………………….……………... 75
1.5.10 Aceite recuperado ….……………………………………………..……………... 77
1.5.11 Operaciones costa afuera versus operaciones en tierra…………………………. 78
CAPITULO II……………………………………………………...………..……………..
80
II METODOLOGÍA…………………………………...…….………………..…….............. 80
2.1 Diseño de la investigación …………………........………...…………….…………….. 80
102
2.2 Recopilación de datos de la generación de ripios de perforación………...………… 81
2.2.1 Pruebas de laboratorio (retorta)……………….…………………..……..…. 82
2.3 Pruebas de laboratorio para la caracterización de los desechos de
perforación……....…………………………………………………………………………..
84
2.3.1 Caracterización de los desechos……………………………..……. ……….. 84
2.3.2 Métodos analíticos……………….…………………..……………….......... 85
2.3.3 Pruebas de laboratorio para la caracterización de aire…………..………....
..
87
2.3.4 Procedimiento utilizados en la evaluación de las muestras……..…………… 88
2.4 Análisis de datos para la comparación de las técnicas…………………………....... 90
2.4.1 Caracterización del sitio a aplicar la técnica …………………..…….…...... 91
2.4.2 Efectividad (tipo de desecho a tratar ………………………………..……… 91
2.4.3 Riesgos de permisología……………..………………….………………….... 91
2.4.4 Reducción de la cantidad de desechos ………………………………..……. 92
2.4.5 Reuso de materiales…………………………………….……………............ 92
2.4.6 Post tratamiento…………………………………………………….……….. 92
2.4.7 Tiempo en el tratamiento………………….…………………………….….. 92
2.4.8 Área Requerida ………………………………….……………………….…. 92
2.4.9 Costos………………………………………………………………….…….. 92
2.4.10 Limitaciones técnicas……….……………………………….……….…….. 93
CAPITULO III…………………………………………………………………….……..... 95
III RESULTADOS Y DISCUSIÓN…………………………………………………………. 95
3.1 Recopilación de datos tablas de volúmenes de desechos manejados…………………... 98
3.1.1 Pruebas de laboratorio …………………………………………….…………...... 99
3.2 Análisis de resultados de pruebas de laboratorio desechos sólidos……………………. 101
3.2.1 Resultados ripios en base aceite sin tratar ……………..………………………… 101
3.2.2 Resultados ripios en base aceite tratados ……………………………………. 102
3.2.3 Análisis de resultados de pruebas de laboratorio realizadas en aire.………..... 104
3.3 Ensayos en suelo ………………………………………………………………………. 107
3.3.1 Fabricación de Canteros…………………………………………………………. 107
3.3.2 Colocación de semillas…………………………………………………………… 108
3.3.3 Resultados obtenidos de los ensayos en suelos ………………………………. ... 109
3.3.4 Disposición final de cenizas ...……………………………………………........... 110
3.4 Matriz de selección de tecnologías ...………………………….…………………......... 112
3.4.1 Características del sitio a aplicar la tecnología...…….………………………...... 112
3.4.2 Efectividad (tipo de desecho a tratar)....………………….................................. 113
3.4.3 Riesgos de permisología....……………………………........................................ 114
3.4.4 Reducción de la cantidad de desechos ...………………………………............... 114
3.4.5 Reuso de materiales...……………….………………………………………...... ... 114
3.4.6 Post tratamiento...……………………..……………..……………..................... ... 115
3.4.7 Tiempo en el tratamiento...………………………………..………..………......... 115
3.4.8 Área Requerida..………………….………………..…….….………….............. ... 115
3.4.9 Costos…...…………………………………………..…….……………................ 116
V.CONCLUSIONES...…………………………………..……………….……………....... 119
V. RECOMENDA.CIONES...……………..…………………………………………....... 121
BIBLIOGRAFIA….……………………………………………………..……………........ 122
ANEXOS...………………………………………………………………....……….…........ 130
103
INDICE DE TABLAS
Tabla Página.
1 Métodos para el seguimiento de los ensayos de trazabilidad (EPA 1996)…………..28
2 Aplicaciones de Solidificación/Estabilización para los distintos Desechos. EPA
(1993) ………………………………………………………………………………31
3 Parámetros usados para evaluar la efectividad de la degradación. (EPA 1999)…….34
4 Rangos de temperatura para Tratamientos de desechos contaminados con
Hidrocarburos (EPA 1992)…………………………………………………………..60
5 Compuestos Orgánicos Volátiles. Fuente INTEVEP INT-5928,1999………………65
6 Destilación del aceite en desechos húmedos y secos. Fuente SPE 88486…………...69
7 Estimación de Emisiones de Aires por Tecnologías de Desorción térmica………… 76
8 Hoja de cálculo para llevar control del Proceso de Ripios Sin Tratar y tratados
Por la unidad de Desorción térmica…………………………………………………82
9 Identificación de las Muestras de Desechos Sólidos sin tratar y tratados…………...85
10 Métodos Analíticos utilizados para realizar la caracterización de las muestras
De los ripios sin tratar y tratados…………………………………………………….86
11 Lista de métodos utilizados en el análisis de cada parámetro del lixiviado………...86
12 Registro de Toma de Muestra de Aire………………………………………………87
13 Normas EPA y COVENIN usadas en los ensayos de toma de aire………………..90
14 Formato de comparación de técnicas de comparación……………………………...94
15 Tabla comparativa de ventajas y desventajas de las técnicas encapsulamiento
biorremediación y desorción térmica ……………………………………………….97
16 Relación de ripios manejados distrito Barinas, Periodo Abril 2007 Marzo 2008…..98
17 Resumen resultado de pruebas de Retorta Abril 2007 Marzo 2008……………….100
18 Caracterización Físico – Química. Decreto 2635 Normas de las Disposición
de Técnicas para el manejo y disposición de Desechos Peligrosos………………..101
19 Relación de Absorción de Sodio…………………………………………………..102
20 Análisis SARA…………………………………………………………………….102
21 Caracterización Físico – Química según Decreto 2635 Normas de las Disposición
de Técnicas para el manejo y disposición de Desechos Peligrosos………………..103
22 Caracterización Físico – Química en el lixiviado…………………………………104
104
23 Resumen resultados pruebas de laboratorio en Aire Para Fuentes Fija tomadas 26 de
abril de 2007……………………………………………………………………….105
24 Evolución de Cotiledones de Semillas Nim (Azadirachta indica)………………...109
25 Tabla comparativa de costos entre las técnicas Encapsulamiento, biorremediación
y desorción térmica………………………………………………………………..116
26 Comparación de las Tecnologías…………………………………………………...118
105
INDICE DE FIGURAS
Figuras Página.
1. Diferentes diagramas de Landfarm…………………………………………………….53
2. Descripción del proceso de unidad de desorción térmica……………………………...56
3. Retorta modelo Fann modelo 35……………………………………………………….83
4. Relación de ripios manejados en el Distrito Barinas, periodo Abril 2007
Marzo 2008…………………………………………………………………………….99
5. Fabricación de canteros y ubicación del sitio de ensayos en suelo……………………108
6. Colocación de semillas de la especie Nim (Azadirachta indica) en canteros…………108
7. Representación grafica de la evolución de las semillas plantadas…………………….109
8. Crecimiento de las semillas plantadas…………………………………………………110
9. Movilización de tierra realizada en la localización Borburata PDVSA dentro
del área de perforación……………………………………………………………….111
10. Observación cronología del terreno…………………………………………………..112
106
INTRODUCCION
La contaminación producida por la generación de residuos peligrosos industriales constituye
un problema fundamental que va en aumento con la industrialización y el crecimiento económico
de los países. En las últimas décadas, el interés de las comunidades con respecto a la actuación de
las empresas, se ha incrementado debido a niveles más altos de escolaridad. Esto ha hecho que
las legislaciones se fortalezcan y las organizaciones se vean obligadas ante tales presiones, a
mejorar la calidad de sus productos, reducir la contaminación, preservar la seguridad y salud de
su personal.
En años recientes, se ha ejercido una fuerte presión a las organizaciones para que cumplan con
las normativas legales ambientales y éticas de la sociedad, lo cual ha generado una atención sin
precedentes en la respuesta de las organizaciones empresariales ante las cuestiones sociales. Ello
ha acarreado dos consecuencias fundamentales: En primer lugar, muchas empresas se han hecho
concientes de la conveniencia de ir más allá de su misión y tener presentes las necesidades de la
comunidad. Y en segundo lugar, actualmente están ideándose mejores medidas del desempeño
social y ambiental para ayudarle a la empresa a determinar su eficacia en esta área y además
hacerla más responsable de los efectos de su comportamiento.
La industria petrolera venezolana se ha caracterizado como una de las actividades
empresariales que genera mayor impacto ambiental. En las actividades de perforación se generan
gran cantidad de volúmenes de desechos sólidos impregnados con hidrocarburos considerados
como peligrosos. Por tal razón la industria busca tecnologías que minimicen los pasivos
ambientales.
Esta investigación presenta una revisión bibliográfica de las principales tecnologías aplicadas
en el país para el tratamiento de fluidos de perforación base aceites como lo son:
Encapsulamiento, Biorremediación y Desorción Térmica, realizando esfuerzos para obtener una
guía de orientación que comparen las diferentes tecnologías existentes a fin establecer una matriz
comparativa la cual presentara variables de análisis como lo son: efectividad, riesgos de
perisología, reducción de desechos, reuso del material, pretratamiento, post tratamiento, tiempo
107
de tratamiento, costos asociados, área requerida para el tratamiento, limitaciones técnicas donde
se establecerán las ventajas, desventajas con el objeto de recomendar que tipo de tratamiento es
el mas adecuado para ser aplicado en el Distrito Barinas.
Como parte complementaria de esta investigación se documentó las actividades que se
desarrollaron de un proyecto prueba piloto llevada a cabo en el campo Borburata PDVSA
Centro Sur en la localización B2-W12B Barinas, Estado Barinas, donde se aplicó la tecnología
de desorción térmica para el tratamiento de los desechos generados de las actividades de
perforación, establecidas en varias etapas; la primera etapa estableció el procedimiento de la
recopilación y evaluación de los desechos desde el sitio de generación, la segunda etapa se
caracterizaron los desechos y en la tercera etapa se llevó a cabo ensayos en suelo para determinar
el impacto de las cenizas. Finalmente se exponen las conclusiones y las recomendaciones
esperando que sirva como aporte científico para la selección de los tratamientos en las diferentes
áreas que demanden esta necesidad.
108
I. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
1.1 Actividades de perforación.
Las actividades de perforación son un proceso que consiste en realizar en el subsuelo un hueco
vertical, inclinado u horizontal, para alcanzar profundidades que van en promedio de 3 a 6 Km.
de extensión con el objetivo de llegar a sitios conocidos como formaciones posiblemente
productoras que pueden tener hidrocarburos (crudo, gas, condensados o una mezcla de estos). El
hueco se conoce como pozo petrolero y se realiza a través de un taladro diseñado para tal fin, en
la Anexo 1 se ilustra un equipo típico utilizado para la perforación de pozos.
1.2 Fluidos de perforación
Un fluido de perforación es aquel que posee características físicas y químicas apropiadas, que
por circulación remueve el ripio de formación del hoyo en perforación. Puede ser aire o gas,
agua, petróleo y combinaciones de agua y aceite con diferente contenido de sólidos. No debe ser
corrosivo, inflamable ni tóxico pero si inerte a las contaminaciones de sales saturables o
minerales y estables a las temperaturas. Debe mantener sus propiedades según las exigencias de
las operaciones y debe ser inmune al desarrollo de bacterias.
Los fluidos de perforación son un elemento insustituible en la perforación de un pozo
petrolero, ya que ellos cumplen diversas funciones que permiten que la perforación sea más
eficiente y segura.
Las funciones del fluido de perforación describen las tareas que el fluido de perforación es
capaz de desempeñar, entre las más comunes se pueden mencionar las siguientes:
Retirar los recortes del pozo.
Controlar las presiones de la formación.
Suspender y descargar los recortes.
Obturar las formaciones permeables.
Mantener la estabilidad del agujero.
Minimizar los daños al yacimiento.
109
Enfriar, lubricar y apoyar la barrena y el conjunto de perforación.
Transmitir la energía hidráulica a las herramientas y a la barrena.
Asegurar una evaluación adecuada de la formación.
Controlar la corrosión.
Facilitar la cementación y la completación.
Minimizar el impacto al ambiente.
Existen tres clases principales de fluidos de perforación: lodo a base de agua, lodo a base de
aceite y lodo a base sintética. Los recortes provenientes de la utilización de lodo a base de agua
son menos nocivos para el ambiente y generalmente se descargan en el mar.
1.2.1 Sistemas en base de agua
Los sistemas a base de agua no siempre son tan efectivos como los fluidos a base de petróleo o
los sintéticos, en especial para resolver los problemas que se asocian con algunos tipos de pozos
dependiendo de las condiciones en el sub-suelo.
Si bien los fluidos son esenciales para perforar con éxito un pozo de petróleo, también pueden
convertirse en uno de los aspectos más problemáticos de una operación de perforación. Se debe
disponer de los recortes que se sacan del pozo, así como de cualquier fluido de perforación que
permanece unido a ellos. Y aunque el daño ambiental en el sitio del pozo es relativamente
pequeño, puesto que se confina sólo a la vecindad de la operación de perforación, el impacto
ambiental cerca del equipo de perforación puede ser importante. El grado de impacto que los
fluidos de perforación tienen en el ambiente depende de la clase de lodo utilizado y las
condiciones ambientales predominantes. Mar adentro, en general, los lodos a base de agua son los
que provocan un menor daño en comparación con los aquéllos a base de petróleo. (En contraste,
las descargas de desechos de perforación en tierra tienen diferentes tipos de impacto y el
contenido de sal del lodo puede presentar mayores problemas que el contenido de hidrocarburos).
110
1.2.2. Fluidos de perforación base aceite
Los fluidos de perforación base aceite surgen en el mercado como alternativa por razones
económicas y técnicas ya que estos alcanzan rápidas velocidades de perforación, lubricidad y
mejoran la estabilidad de las lutitas mas que los sistemas base agua.
La aparición en el mercado de los fluidos basados en los esteres en 1991, marcó un hito en la
industria de perforación petrolífera. Los ésteres presentan muy bajos niveles de toxicidad y son
biodegradables tanto en las condiciones aerobias como anaerobias. Desde entonces, numerosos
fluidos “ambientalmente aceptable” han surgido en el mercado con variada fortuna. La opción de
utilizar este tipo de fluidos es únicamente defendible si se demuestra que tienen un menor
impacto ambiental que los tradicionales lodos base de aceite una de las limitantes para la
utilización de este tipo de fluidos son sus altos costos.
1.2.3 Fluidos de perforación base aceite sintético
En los últimos años se han desarrollado lodos de perforación utilizando ésteres vegetales (2-
etilhexanol éster y ácidos grasos saturados C8 a C16), olefinas (alquenos de C16 a C18), alfa
olefinas lineales (Deceno hidrogenado C20) y poli-alfa olefinas. Debido a su baja toxicidad
(ausencia de hidrocarburos poliaromáticos), los recortes de perforación impregnados con aceite
sintético son descargados al mar (perforación marina) y depositados en rellenos sanitarios
(perforación en tierra) en los Estados Unidos. Los costos del lodo base aceite sintético son
superiores a los lodos base aceite de hidrocarburos (Diesel), en una relación de 3:1
aproximadamente.
El principal problema ambiental relacionado con la perforación de pozos (tanto en la etapa de
exploración como en la de producción) es la disposición de los residuos generados durante la
perforación, en particular si se usaron fluidos de base aceitosa. Los fluidos de perforación son
mezclas complejas hasta ahora los volúmenes de residuos generados durante las operaciones de
perforación son grandes.
111
1.3 Técnicas de tratamiento.
La reglamentación en el manejo de los recortes de perforación en base a hidrocarburos tiene
por objetivo reducir el potencial impacto ambiental de los mismos. Dicha reducción se puede
llevar a cabo mediante la reducción en la toxicidad del recorte y/o la reducción en la exposición
del mismo ante el medio ambiente. De esta forma los diferentes manejos se pueden dividir en
aquellos que tienen el objetivo de reducir la toxicidad (biodegradación,
estabilización/solidificación, desorción térmica como tecnologías de tratamientos y aquellos que
tienen el objetivo de reducir la exposición (reinyección, confinamiento, dispersión en campo)
como tecnologías de disposición. Aún y cuando el principal objetivo del manejo de los recortes
de perforación es el impacto ambiental existen otros criterios igualmente importantes que
influyen en la selección de la tecnología. Estos criterios involucran cuestiones de uso de energía,
seguridad, aceptación ante la sociedad, factibilidad técnica y factibilidad económica.
La sustitución de materias primas, es a la vez es una práctica común en la prevención de la
contaminación. En el caso particular de la perforación de petróleo esto ha implicado la sustitución
de los lodos de perforación base aceite por lodos de perforación base agua y más recientemente
lodos de perforación base aceite sintético, en ambos casos con niveles de toxicidad mucho más
bajos; esto traer como consecuencia, un incremento en los costos por barril fabricado
involucrado en las actividades de perforación, por lo cual aplicar una tecnología que implique su
recuperación es de mucho beneficio.
El término «tecnología de tratamiento» implica cualquier operación unitaria o serie de
operaciones unitarias que altera la composición de una sustancia peligrosa o contaminante a
través de acciones químicas, físicas o biológicas de manera que reduzcan la toxicidad, movilidad
o volumen del material contaminado (EPA, 2001). Las tecnologías de remediación representan
una alternativa a la disposición en tierra de desechos peligrosos que no han sido tratados, y sus
capacidades o posibilidades de éxito, bajo las condiciones específicas de un sitio, pueden variar
ampliamente. El uso de una tecnología en particular depende, además de los factores específicos
como:
112
- La localización y las características del sitio, así como el uso de suelo (industrial,
residencial o agrícola), fundamentalmente afectan la selección de la tecnología a aplicar
meta de la limpieza y los métodos que pueden emplearse para alcanzarla.
- Las características naturales de los suelos, sedimentos y cuerpos de agua, a menudo
determinan las particularidades de los sistemas de tratamiento. Para suelos o lodos, el
manejo del material a tratar (conversión del contaminante a una forma en la que pueda
tratarse y/o transportarse desde la fuente de la contaminación hasta el lugar de
tratamiento), es el paso crítico en la mayoría de los procesos de tratamiento.
- Los pre-tratamientos para modificar las características naturales de un suelo contaminado
pueden ser componentes muy caros en un proceso de tratamiento. La adecuación para
adaptarse al plano legal para poder disponer los desechos en suelo esto incluye el % de
TPH. En el caso de la legislación Venezolana. Decreto 2635. “Normas para el Control de
la Recuperación de Materiales Peligrosos y el Manejo de los desechos Peligrosos”
Artículo 53.- expresa que la práctica de biotratamiento se llevará a cabo cumpliendo con
las siguientes condiciones: 1.Contenido de hidrocarburos biodegradables en el desecho
entre 1% y 10%. 2. El desecho no exceda las concentraciones máximas permisibles en
lixiviados establecidas en el Anexo D. 3. El desecho tenga un pH entre 6 - 8. 4. Para la
aplicación de la técnica de biotratamiento sobre el suelo arable: 4.1. El área de
disposición final debe estar conformada por suelos de textura franca, o franco arenosa
o franco limosa o franco arcillosa, o acondicionado artificialmente. 4.2. La profundidad
del nivel freático debe ser mayor de 4 metros. 4.3. El área de disposición final no debe
ser inundable.
- Las capacidades de las tecnologías de tratamiento pueden variar ampliamente en función
de las condiciones específicas del sitio y costos de los tratamientos. (Van Deuren y col.
1997, Sellers 1999, EPA 2001).
1.3.1 Técnicas fisicoquímicas
Los tratamientos fisicoquímicos aprovechan las propiedades físicas y/o químicas de los
contaminantes o del medio contaminado para destruir, separar o contener la contaminación. Para
esta investigación en particular estudiaremos detalladamente la tecnología de encapsulamiento
que la denominaremos, estabilización y solidificación.
113
Este tipo de tecnologías generalmente son efectivas en cuanto a costos y pueden concluirse en
períodos cortos, en comparación con las tecnologías de biorremediación. Sin embargo, los costos
pueden incrementarse cuando se utilizan técnicas de separación en las que los contaminantes
pueden requerir de tratamiento o disposición (Van Deuren y col. 1997). Otra consideración que
hay que tomar en cuenta para realizar comparaciones en cuanto a costos es el lugar donde se
dispondrán finalmente los desechos encapsulados puesto que si hay que movilizarlos del sitio del
tratamiento se incrementa el costo total por concepto de transporte.
1.3.1.1 Encapsulamiento (estabilización / solidificación)
La estabilización / solidificación es un proceso en el que el suelo contaminado se mezcla con
aditivos para inmovilizar los contaminantes, disminuyendo o eliminando la lixiviación. El
nombre de esta técnica describe dos etapas: primero la solidificación, generalmente se refiere al
proceso del cambio de propiedades físicas necesarias para poder producir un material solidó, este
cambio puede o no envolver también reacciones químicas entre el contaminante y el aditivo. Y la
estabilización, que se refiere a la conversión del material contaminante en una forma menos
tóxica o menos móvil, para esto es necesario el uso de procesos físicos químicos como la
solidificación (Anderson 1993).
La técnica de estabilización/solidificación de residuos peligrosos ha sido estudiada y aplicada
extensivamente ((Anderson 1993). con el fin de reducir la movilidad de los contaminantes al
medio externo utilizando diferentes agentes aglomerantes que brinden la posibilidad de
encapsular físicamente y químicamente dentro de una matriz solidificada aquellos contaminantes
que pueden ofrecer un riesgo para la salud pública .
Los procesos de solidificación/estabilización son referidos a los procesos de tratamiento de
residuos en los cuales se puede usar una enorme variedad de desechos tanto sólidos como
líquido” los procesos de solidificación/estabilización están diseñados para cumplir con algunos de
los objetivos siguientes:
114
Reducir la movilidad o solubilidad del contaminante con esto garantizar que al tener lo
menos móvil posible a un contaminante se reduzca el riesgo de propagación del mismo
en otros medios.
Mejorar el manejo del contaminante mediante la formación de materiales sólidos sin
líquidos libres para evitar su dispersión.
Disminuir la superficie expuesta a la transferencia o perdida de los contaminantes: con
esto se evita la contaminación de otros materiales (EPA, 2001)
1.3.1.2 Materiales y reactivos comúnmente utilizados en la estabilización/solidificación
Los principalmente reactivos de estabilización/solidificación utilizados para el tratamiento de
corrientes de desechos oleosos provenientes de las actividades de la industrial de petróleo y gas
son los siguientes:
distintos tipos de cemento,
cal,
polímeros orgánicos termoestables y termoplásticos
1.3.1.2 .1 Cemento
El cemento es uno de los reactivos de estabilización/solidificación más utilizados. Existen
distintas clases de cemento aplicables al tratamiento por estabilización/solidificación entre ellos
podemos mencionar:
cemento portland,
cemento de albañilería,
cementos puzolánicos, entre otros.
El cemento se mezcla con el residuo y en caso de que el residuo no tenga agua suficiente se
añade agua para su hidratación. Esta hidratación origina una estructura cristalina, de alumino-
silicato cálcico, formando una masa dura, monolítica de aspecto rocoso.
115
Este tipo de estabilización se adapta mejor a residuos inorgánicos, fundamentalmente los que
contienen metales pesados. Como resultado del elevado pH del cemento, los metales son
retenidos como hidróxidos insolubles o carbonatos en la estructura endurecida. (EPA, 1986).
Los estudios demuestran que el plomo, cobre, zinc, estaño y cadmio probablemente se unen a
la matriz por fijación química, formando compuestos insolubles, mientras que el mercurio es
retenido de manera predominante por microencapsulación física.
Los contaminantes orgánicos interfieren el proceso de hidratación y no son fáciles de
estabilizar, para mejorar esto se pueden incorporar junto con el cemento otros aditivos como
arcillas modificadas orgánicamente o naturales, vermiculita y silicatos de sodio solubles. Además
los contaminantes orgánicos reducen la resistencia final y la formación de la estructura cristalina
originando un material más amorfo.
Las ventajas de la estabilización con tecnología que utiliza cemento son el manejo de su
mezcla, fraguado y endurecimiento, los cuales son bien conocidas porque su costo, equipo y
personal son accesibles. La estabilización con cemento puede llevarse a cabo con el agua
suficiente para que el material sea bombeable. El sistema tiene capacidad para admitir
variaciones en la composición química del residuo.
La desventaja que se presenta es la sensibilidad del cemento a la presencia de ciertos
contaminantes que pueden retardar o inhibir la hidratación adecuada, el fraguado y
endurecimiento del material.
1.3.1.2.2 Cal
Se utiliza para la estabilización de lodos, la que al reaccionar con los materiales presentes en
el residuo puede dar lugar a silicato cálcico, alúmina cálcica o ilumino -silicato cálcico hidratado,
material que se forman a partir de la reacción del calcio de la cal y los aluminosilicatos del
residuo. Puede realizarse una estabilización adicional con el uso de otros ingredientes en menor
cantidad. (EPA, 1986)
116
La cal anhidra (o “viva”) es comúnmente utilizada en el tratamiento de barros biológicos y por
lo tanto se ha adoptado para tratar barros de origen mineral orgánico (hidrocarburos). No
obstante, su uso para estabilizar materiales con hidrocarburos deber ser evaluado
cuidadosamente, sobre todo cuando exista la presencia de metales pesados en el material
afectado. Por ejemplo, el uso de cal como reactivo de estabilización/solidificación es muy
efectivo en el tratamiento de corrientes líquidas con bajos pH debido a su alta capacidad de
deshidratación (característica hidroscópica) y alcalinización. Sin embargo, el exceso de
alcalinización puede tener consecuencias no deseadas tal como la resolubilización de metales
pesados presentes dentro de la matriz estabilizada/solidificada, facilitando así la movilidad de los
mismos.
Se recomienda para contaminantes inorgánicos y lodos metálicos también se utilizan cales
modificadas, silicatos solubles, entre otros.
1.3.1.2.3 Polímeros orgánicos termoestables y termoplásticos
Se mezcla un monómero, como la urea formaldehído que actúa como catalizador, para formar
un material polímero, formándose una masa tipo esponja que retiene en la matriz partículas
sólidas del residuo peligroso (macroencapsulación). Este proceso deja, sin embargo, algunos
residuos sin retener, en especial residuos líquidos, por lo que el producto del residuo final debe
dejarse secar y conservar en contenedores. (EPA, 1986)
Una de las ventajas es que el material obtenido es de baja densidad, se requieren pequeñas
cantidades de aditivos para solidificar los residuos, por lo que esta técnica tiene mayor aplicación
de residuos orgánicos, no volátiles, líquidos. Utilizándose también para solidificar residuos de
baja radioactividad antes de su eliminación definitiva.
Se puede mencionar que una de las desventajas que no son aplicables a la recuperación de
terrenos debido a su coste, peligro de incendio, producción de agua a partir de la matriz del
residuo y volatilización de compuestos orgánicos.
Los materiales termoplásticos se combinan con asfalto, parafina, betún, polietileno,
polipropileno y azufre, fundidos con los residuos a altas temperaturas.
117
1.3.2 Caracterización tecnológica para determinar la eficiencia del proceso
La evaluación de la eficacia de la estabilización necesita valorar las propiedades físicas,
técnicas y químicas del material estabilizado, para ello se utilizan una gran cantidad de ensayos
de laboratorio entre los que se citan:
1.3.2.1 Ensayos de lixiviación y análisis químicos
Uno de los aspectos mas importantes involucrados dentro de la estabilización/solidificación
como tratamiento para residuos peligrosos es la fijación química de los contaminantes, que en
otros términos es quien determina la movilidad de los contaminantes al medio exterior,
convirtiéndose en la variable más importante a analizar dentro de la eficiencia de esta técnica.
Este parámetro se analizó realizando una prueba TCLP (Toxicity Characteristic Leaching
Procedure) de la Environmental Protection Agency. (Method 1311 of SW-846. U.S.EPA. 1996),
y el ensayo de extracción de metales utilizando el espectrómetro de adsorción atómica de acuerdo
al método 3111-EPA.
1.3.2.2 Ensayos de propiedades físicas
Contenido en humedad: determina la cantidad de agua o líquido presente en una cantidad
dada de material. Se determina el peso húmedo de una muestra pequeña, de pocos gramos, se
deja secar por 24hs a 105 ºC y se pesa nuevamente. Luego se obtiene el contenido de humedad en
porcentaje dividiendo el peso de agua por el peso de la masa seca.
Densidad másica seca y húmedad (peso unitario): el peso unitario másico se determina
midiendo y pesando las muestras estabilizadas. Se calcula como el peso de sólidos más el fluido
de los poros por unidad de volumen de material. El peso unitario seco se determina a partir del
peso de sólidos tras secado en horno por unidad de volumen, las unidades son:
Peso específico: mide la relación masa-volumen del componente sólido individual del
material de tres fases, y es la densidad de sólidos dividida por la densidad del agua.
Límites de Atterberg: miden el índice de plasticidad de los suelos.
118
Granulometría: es importante para el diseño de alternativas de estabilización. Se utilizan
tamices para la fracción gruesa. Para la fracción fina (partículas entre 0,0074mm a micras)
se usan métodos gravitacionales que emplean hidrómetros (las partículas mayores se
depositan más rápido en el agua y el hidrómetro permite medir las diferencias de tamaño).
No se aplica al material estabilizado pues éste generalmente es un monolito.
Índice de cono en laboratorio: se realiza sobre el material estabilizado inmediatamente
después de la mezcla de los reactivos y antes del fraguado. Habla sobre la resistencia de los
materiales en la mezcla e interviene en la toma de decisiones acerca del manejo de los materiales
y la capacidad para resistir el tráfico rodado durante la construcción. Se deja caer un cono desde
una altura (ambos estandarizados) sobre el material y se mide la distancia de penetración.
Penetrómetro de campo: permite valorar las propiedades de la mezcla del lodo estabilizado
antes de su curación. Es un cilindro estandarizado que se empuja sobre el material para medir su
resistencia a la penetración, obteniendo la resistencia a la compresión libre en kg/cm ( EPA,
1986).
Examen de microestructura: mediante: difracción de rayos x y microscopía: óptica
electrónica y dispersiva. Se utiliza para conocer mejor la naturaleza de los procesos de
estabilización.
Formación de sobrenadante durante curación y velocidad de fraguado: caracterizan el
comportamiento de los residuos tratados en las primeras horas tras la mezcla. Se utilizan
preferentemente para materiales tipo hormigón y no se adaptan a materiales tipo suelo. Informan
sobre la aceptabilidad de la mezcla.
1.3.2.3 Ensayos de propiedades técnicas
Ensayo de resistencia a compresión libre: determina la resistencia de los materiales
cohesivos, los comprendidos entre las arcillas ligeras y el hormigón. Un cilindro de 7,1cm de
diámetro por 14,2 cm de altura se carga axialmente, midiendo esta carga y su deformación,
pudiendo calcularse así la tensión aplicada y la deformación resultante.
119
Consolidación: evalúa el asentamiento del residuo estabilizado. Se aplica una carga axial y se
impide la deformación lateral, midiendo los tiempos de deformación para cada carga aplicada. Se
realiza el diagrama de consolidación.
Conductividad hidráulica: a veces se la denomina permeabilidad. Se utiliza para obtener
información sobre la velocidad a la que los compuestos químicos presentes en el residuo tratado
migran al medio. Se utiliza el ensayo de permeabilidad triaxial, la muestra se encapsula en una
membrana flexible que permite que la muestra se contraiga o expanda bajo las tensiones
aplicadas en confinamiento.
1.3.2.4 Ensayo de propiedades de durabilidad
Estos ensayos evalúan el rendimiento de la masa estabilizada a largo plazo, para resistir ciclos
repetitivos de erosión.
Durabilidad húmedo-seco (ASTM D4843): son doce ciclos de humectación-desecación, de
cinco horas bajo el agua y 42 hs en horno bajo condiciones de secado a baja temperatura (71ºC),
cada uno. Evaluando luego la variación de volumen, contenido de humedad y pérdida de peso.
Después de los doce ciclos se determina la pérdida total de peso de la muestra, o bien se
determina el número de ciclos que provocan la disgregación si la muestra no permanece intacta al
completarse los doce ciclos.
Durabilidad hielo-deshielo (ASTM D4842): condiciones de erosión de congelación y
deshielo. Las muestras se someten a doce ciclos, cada uno consta de un período de congelación
de 24 hs a –20 ºC y otro de deshielo de 24hs en agua. El rendimiento se evalúa igual que en el
ensayo anterior. (EPA,1986)
1.3.3 Estudio para la aplicación de la tecnología solidificación/ estabilización
Para poder tener altas posibilidades de éxito para la aplicación de cualquier tecnología de
tratamiento, es necesario realizar una correcta selección, evaluación y realizar una búsqueda
completa acerca de la posibilidad de optimización en dicha técnica, la base de esta revisión
120
general esta definida claramente por el tipo de residuo a manejar, por lo que se tiene que definir
las características del contaminante así como los tipos de tratamiento adecuados.
Previo al tratamiento de los materiales afectados por presencia de hidrocarburos y algunos
metales pesados asociados, se debe realizar el muestreo de los materiales a tratar para llevar a
cabo los siguientes estudios:
Caracterización cualitativa del material a tratar: sobre la base de la misma se determinan los
tipos de reactivos de estabilización/solidificación que se utilizarán,
Caracterización cuantitativa (volúmenes y concentraciones) de los materiales a tratar: en base
a ella se determina la cantidad de reactivos que será necesaria para lograr una adecuada
estabilización/solidificación,
Ensayos de tratabilidad: se trata de ensayos a escala de laboratorio, a través de los cuales se
determinan, teniendo en cuenta análisis de lixiviados de los materiales a tratar, las
proporciones de cada uno de los reactivos que deberán ser utilizadas para optimizar el
tratamiento de estabilización/solidificación,
Evaluación del área donde se llevará a cabo el tratamiento.
De los estudios antes mencionados, los ensayos de tratabilidad a escala de laboratorio son de
especial importancia dado que a través de los mismos se determina la formulación adecuada para
realizar el tratamiento a escala de proyecto. Durante el diseño de los ensayos se determinan las
distintas formulaciones de reactivos que serán agregadas al material afectado a fines de evaluar
su rendimiento. Dicho rendimiento es evaluado a diferentes tiempos de fraguado
(predeterminados) mediante el seguimiento de los siguientes parámetros: lixiviado,
permeabilidad y compresión. La Tabla 1 se presenta los métodos correspondientes utilizados
para cada una de estas determinaciones. (Wilson y col, 2005).
Tabla 1 Métodos para el seguimiento de los ensayos de trazabilidad
Lixiviados Permeabilidad Compresión
EPA 1310 (EPT) ASTM D-2434 ASTM D-2166
EPA 1311 (TCLP) EM 1110-2-196 ASTM D-1633
EPA 1320 (MEP) EPA SW-846 ASTM C-109-86
EPA 1330 (OWEP) EM 110-2-1906
121
Una vez determinada la formulación más adecuada para lograr los objetivos del tratamiento de
estabilización/solidificación se procede a la realización de un ensayo a escala piloto o bien
comenzar con el tratamiento a escala proyecto según corresponda. Cabe recalcar que no hay una
única formulación que aplique a todos los materiales estabilizables.
El tratamiento de suelos/sedimentos por medio de la tecnología de
estabilización/solidificación se basa en la adecuación de los materiales afectados por medio del
agregado de reactivos, para impedir la generación y liberación de sustancias potencialmente
contaminantes contenidos en ellos, en este caso hidrocarburos y metales pesados principalmente.
( Harada, 2005)
1.3.4 Técnicas pre-tratamiento en la tecnología solidificación/ estabilización
Los sistemas de pre-tratamientos se realizan para obtener ciertas características en el desecho
y así asegurar una mejora en las características del material una vez que ha sido solidificado y
estabilizado. Algunas de las técnicas de pretratamiento son: la destrucción de materiales como
ácidos u oxidantes, debido a que estos pueden reaccionar con los agentes solidificantes como el
cemento y la reducción del volumen de desechos para ser solidificado usando procesos de
desaguado
1.3.5 Insumos y equipos utilizados
Los equipos utilizados son maquinarias convencionales para movimiento de suelo
(retroexcavadora, topadora, entre otros.), tolvas, tanques (almacenamiento de agua), y
mezcladoras o digestores para la preparación de las mezclas de reactivos de
estabilización/solidificación. Por otro lado, se utilizan accesorios especializados para la
retroexcavadora, como por ejemplo un rodillo hidráulico y tanque de lechada, cuando se realiza
la aplicación del reactivo in situ.
Para el caso que esta tecnología se aplique mediante operación discontinua no se requiere de
infraestructura para acopio de insumos a granel. En el caso de la operación continua del proceso
de tratamiento, se requiere de la utilización de silos metálicos convencionales para el acopio a
granel o bien palletizado en bolsas de los insumos para la formulación de los reactivos de
122
estabilización/solidificación. Dicha formulación se prepara mezclando lo reactivo de
estabilización/solidificación (cal, cemento y/o arcillas) en seco o con agua según las
características del material afectado.
1.3.6 Usos y aplicación de la tecnología
Los procesos de estabilización / solidificación son usualmente utilizados para tratar
contaminantes inorgánicos, como suelos y lodos contaminados con metales.
Una de las limitaciones son los compuestos orgánicos volátiles que tienden a volatilizarse
durante el mezclado del suelo con los agentes de solidificación/estabilización, y generalmente
éstos no son inmovilizados; la profundidad a la que se encuentre el contaminante limita algunos
procesos; el material solidificado puede impedir el futuro uso del sitio; los metales volátiles (Pb,
Cd, As, Hg) pueden volatilizarse durante el tratamiento y no es recomendable para sitios con más
de 25% de metales. Los tiempos de remediación con estas tecnologías son de corto a mediano
plazo. Este tipo de tecnología es utilizado para los materiales y concentraciones Tabla 2.
La tecnología de estabilización/solidificación tiene la versatilidad de ser aplicable in situ o ad
situ. La aplicación in situ se refiere a la aplicación en el mismo lugar donde se encuentra el
material a tratar, por ejemplo su aplicación en el lugar se produjo un derrame. La aplicación ad
situ se refiere a la aplicación de esta tecnología dentro de la misma propiedad, en una zona
previamente designada y acondicionada para tal fin. Cabe recalcar que la aplicación de esta
metodología de tratamiento tanto in situ como ad situ asegura que toda la operación, con los
distintos procesos que involucra queda restringida al área de los yacimientos, reservorio, etc.,
donde se generan o almacenan los materiales afectados a ser tratados. Asimismo existe la
posibilidad de realizar la disposición final de los materiales tratados tanto in situ, ad situ o ex situ,
teniendo en cuenta los objetivos específicos del tratamiento, previa aprobación por parte de la
autoridad competente.
In situ la Estabilización/ solidificación involucra tres principales componentes: (1) el lugar
donde se realizara la mezcla. (2) el sistema de almacenamiento para la preparación de la mezcla
(3) la zona donde se dispondrá el suelo mezclado.(Nyer, 1996)
123
Tablado 2. Aplicaciones de estabilización/solidificación para los distintos desechos. Modificada
del EPA (1993) Technical Resourse Document
Tipo de residuo Posibilidad de tratar por
Solidificación/Estabilización (S/S)
Material Flamable S/S
Corrosivos S/S
Bario S/S
Cadmio S/S
Cromo S/S
Plomo S/S
Mercurio S/S (<250 mg/kg de Hg total)
Selenio S/S
Plata S/S
Lodos de aguas residuales S/S
Cianuro gastado S/S
Producción de HC Clorados o
alifáticos
S/S
El proceso de estabilización /solidificación ha sido aplicada a una enorme variedad de
residuos como municipales, nucleares, aguas residuales y lodos. Algunos tipos de contaminantes
tratados con esta técnica son: compuestos orgánicos volátiles, bifenilos policlorados, metales,
asbestos y cianuros; en el caso de los compuestos orgánicos volátiles (COV’s) podrán ser
manejados solamente en bajas concentraciones, es decir para poder tratarse bajo la técnica de
estabilización /solidificación deben tratarse previamente.
En el caso de los desechos que contienen compuestos inorgánicos semivolátiles u orgánicos
no volátiles. Para este tipo de desechos es necesario que se realicen estudios de tratabilidad para
elegir el mejor proceso de tratamiento.
En el caso de los desechos orgánicos no se puede asegurar totalmente que estos puedan tener
una fuerte interacción con la matriz para resistir los ataques de sustancias agresivas de tipo No
polar. En muchos casos suele ser la única forma de tratamientos para desechos complejos y con
metales pesados.
Existen muchos ejemplos de áreas remotas de campos de perforación donde se han aplicado
las técnicas de tratamiento de encapsulamiento (estabilización/solidificación). Autores han tenido
experiencia alrededor del mundo. En la publicación denominada “Onsite treatment of Oily
drilling Waste in Remote Areas” AADE-05-NTCE-64 publicada en abril del 2005 se exponen
124
varios registros de tratamientos realizados en lugares territoriales de actividad petrolera al Norte
y Nor –Este de Alberta, la cual es una cuenca petrolera madura donde se manejan fluidos base
aceite a altas ratas de perforación. Las experiencias dadas en Alberta exponen que cuando se
introducen en el hoyo lodos invertidos forma una membrana semipermeable con respecto al ion
cloruro y cuando la salinidad de la formación del fluido excede la salinidad del lodo, el agua
pasara desde el hoyo dentro de la formación y vice-versa. El control del daño de la formación
ocurre en cada formación perforada. Si la salinidad es muy alta, la formación de fluidos dilatan
el fluido del hoyo y expanden el volumen de la arcilla el sistema. Se requiere un exceso mínimo
de salinidad en el hoyo para inhibir formación de lutitas y mantener el volumen de fluidos en el
hoyo dentro de los límites de seguridad para el taladro.
Dependiendo de las formaciones perforadas en el pozo, pueden ser esperadas concentraciones
altas de cloruro en la fase de agua. Para ser efectiva la selección de la tecnología de manejos de
desecho, está debe acoplarse con todos los componentes de desecho eficientemente y
económicamente.
El uso de cemento Portland para estabilizar el gasto orgánico ha sido un procedimiento
industrial estándar por más de una década (Stegemann 1991, Young 1992, Newman 1992). El
ambiente de pH alto contiene metales (Ivey et al 1992) y contienen otros sólidos. No ha sido
usado extensivamente en el aceite utilizado aguas arriba y en la industria para la estabilización
del desecho de perforación, porque la permeabilidad relativa alta o el concreto ordinario la ha
hecho poco confiable por contener hidrocarburos. Se realizaron pruebas con un producto
denominado pozzomite basado en elementos naturales como cenizas volcánicas hidrotérmicas
alteradas. Cuando se utilizó el cemento Portland y el agua, el producto se estabiliza y encapsula
el hidrocarburo a nivel molecular, inmoviliza los iones de metal y solidifica el fluido, dando
como resultado un concreto fue utilizado en la fabricación de carreteras.
1.4 Técnicas de biorremediación.
1.4.1 Biorremediación
La Biorremediación fue usada en una forma no refinada durante muchos años por la industria
petrolera de los Estados Unidos de Norteamérica. Posteriormente fue entendida de una manera
125
científica. Esta tecnología surgió del conocimiento empírico de los operadores de las refinerías
del petróleo, quienes desecharon los lodos de los separadores tipo API (Instituto Americano del
Petróleo) y otros residuos aceitosos en forma de una capa delgada sobre la parte superior del
suelo en un sitio próximo a la refinería. Se dieron cuenta que estos residuos desaparecían durante
el curso de varios meses. Previo a una mayor regulación y estricto control, esta técnica, llamada
“land farming” (granjeo) fue ampliamente usada sin comprender los procesos que causaban la
degradación de los lodos (King y col., 1992).
El término Biorremediación se utiliza para describir una variedad de sistemas que utilizan
organismos vivos (plantas, hongos, bacterias, entre otros) para degradar, transformar o remover
compuestos orgánicos tóxicos a productos metabólicos inocuos o menos tóxicos. Esta estrategia
biológica depende de las actividades catabólicas de los organismos, y por consiguiente de su
capacidad para utilizar los contaminantes como fuente de alimento y energía (Van Deuren y col.
1997).
Las rutas de biodegradación de los contaminantes orgánicos, varían en función de la estructura
química del compuesto y de las especies microbianas degradadoras. El proceso de
biorremediación incluye reacciones de oxido-reducción, procesos de sorción e intercambio
iónico, e incluso reacciones de acomplejamiento y quelación que resultan en la inmovilización de
metales (Eweis y col. 1998).
La meta final de la Biorremediación, es la mineralización del contaminante. Es decir, la
completa degradación de una molécula orgánica hasta compuestos inorgánicos (CO2, agua y
formas inorgánicas de N, P y S) y componentes celulares (Alexander, 1994; Eweis y col., 1998).
Su aceptación como una estrategia de limpieza viable, en muchos casos, depende de sus costos.
Sin embargo, muchas de las estrategias de biorremediación son competitivas en términos de
costos y del impacto sobre la matriz contaminada.
La biodegradación de hidrocarburos por poblaciones bacterianas representa uno de los
principales mecanismos por el cual el petróleo y sus derivados hidrocarbonados pueden ser
eliminados en el ambiente (Leahy y Colwel, 1990).
126
El grado de alteración que sufren los compuestos orgánicos durante el proceso de
biorremediación varía, y el tipo de degradación está típicamente definido, bien sea como
biotransformación o como mineralización. La biotransformación es una degradación parcial de
compuestos secundarios, los cuales pueden ser o no, menos tóxicos, y la mineralización está
definida como el completo rompimiento de las moléculas orgánicas en sustancias inorgánicas,
tales como el dióxido de carbono (CO2), y residuales (La Grega, 1996).
La tasa de biodegradación depende fundamentalmente del número de bacterias degradadoras
de petróleo presente, la cantidad de agua, oxígeno, (temperatura, pH, entre otros), constituyentes
característicos del hidrocarburo y condiciones climáticas de la zona. Por lo que hay que tomar en
cuenta una serie de factores como lo señala en la tabla (Tabla .3)
Tabla 3. Parámetros usados para evaluar la efectividad de la degradación. (EPA 1999) Características del Suelo
Constituyentes Característicos Condiciones Climáticas
Densidad de población microbiana Volatilidad Temperatura Ambiente
pH del Suelo Estructura química Precipitación
Contenido de Humedad Concentración y Toxicidad Viento
Temperatura del Suelo
Concentración de Nutrientes
Textura del Suelo
1.4.2 Valoración de la eficiencia de un tratamiento biológico
Un aspecto imprescindible en cualquier programa de biodescontaminación, es la evaluación
del éxito obtenido después de la aplicación del tratamiento. Aunque parezca obvio, el hecho es
que esta valoración no se realiza adecuadamente en muchas ocasiones, debido a la dificultad de
integrar todos los factores implicados en un modelo que refleje el grado real de la
biodegradación alcanzada. Algunos de estos factores difíciles de valorar son los siguientes:
1. La disminución de la concentración de los substratos no es una medida inequívoca de la
degradación ocurrida ya que una parte importante de los mismos puede perderse por
volatilización o por transformación, con la subsiguiente aparición de metabolitos intermedios o
finales.
127
2. El ambiente es siempre de una gran heterogeneidad y por lo tanto es muy difícil encontrar
un método de muestreo que sea representativo e ilustre con aproximación el proceso que ha
tenido lugar.
3. El grado de lixiviación es muy difícil de evaluar, ya que los ecosistemas suelen ser
suficientemente abiertos como para que se pueda establecer un balance certero de las
concentraciones de substratos iniciales y de los metabolitos producidos, incluyendo dióxido de
carbono, amoniaco o metano, que pasan a la atmósfera.
Para sortear este tipo de obstáculos se han propuesto numerosas estrategias que pretenden
ayudar en la evaluación y el seguimiento de un proceso de biodescontaminación.
Estas técnicas incluyen la aplicación de análisis por PCR (amplificación de secuencias de
DNA) para determinar la presencia de organismos degradadores específicos y la evaluación de
parámetros metabólicos que incluyen entre otros los siguientes:
– Presencia de determinados metabolitos que hayan sido identificados previamente en
experimentos de laboratorio sobre rutas de degradación de los contaminantes implicados.
– Presencia de actividades enzimáticas específicas frente a los substratos de interés. En el
caso de hidrocarburos aromáticos policíclicos se incluyen la actividad de tolueno la
dioxigenasa, naftaleno dioxigenasa y manganeso peroxidasa.
1.4.3 Técnicas para predecir la efectividad del tratamiento biológico
Habitualmente, se emplea un protocolo metodológico de varias fases para predecir si la
estrategia de biodescontaminación puede ser aplicable. Sea cual sea el enfoque del estudio de
predicción utilizado, existen una serie de elementos comunes, que incluyen la revisión
bibliográfica, los estudios de caracterización de microcosmos y los estudios finales de
optimización. Además de esta fase que podríamos considerar de investigación microbiológica,
también son elementos decisivos a la hora de evaluar el potencial de un proceso de
biodescontaminación, la distribución de contaminantes en el emplazamiento contaminado, la
hidrogeología y la biogeoquímica del mismo.
128
Según los datos publicados, los estudios respirométricos y de mineralización, utilizando
microcosmos en condiciones controladas, son los más empleados para evaluar las posibles
opciones de tratamiento. Los análisis respirométricos tienen como objetivo utilizar la producción
de dióxido de carbono como un índice indirecto de la actividad biológica y, por lo tanto, de la
degradación del contaminante.
En estos estudios, se mide el aumento de la producción de CO2 en suelos control con respecto
a aquellos en que se ha añadido el contaminante objeto de estudio; quiere decir, que el
contaminante está siendo utilizado por los microorganismos, adicionalmente a la materia
orgánica del suelo. Estos estudios se pueden diseñar para evaluar la incidencia de diversos
parámetros, tales como diferentes concentraciones de contaminante, procesos de atenuación
fisicoquímica y otros factores.
Los estudios con microcosmos a escala de laboratorio requieren en general de uno a tres
meses y se pueden llevar a cabo junto con otros ensayos para valorar el requerimiento de
nutrientes inorgánicos y las condiciones de inhibición. Los resultados de estos estudios son,
generalmente, utilizados para determinar las especificaciones de los ensayos piloto de
tratamiento. Si los estudios con microcosmos dan resultados positivos, se pueden llevar a cabo
otros adicionales para optimizar la biodegradación de contaminantes. Estos estudios pueden
evaluar la relación entre aceptores electrónicos y nutrientes y otras condiciones para optimizar la
eficiencia de eliminación de contaminantes. Los costos de los estudios con microcosmos varían
en función de la complejidad y la duración de los mismos.
La enumeración microbiana es una herramienta que ha sido utilizada, fundamentalmente, para
evaluar la respuesta in situ de las bacterias del suelo, a la hora de degradar contaminaciones por
hidrocarburos derivados del petróleo. La respuesta de la comunidad microbiana, reflejada en
forma de un incremento significativo en la densidad de población media de los suelos
contaminados con respecto a la situación anterior (por ejemplo, alrededor de medio orden de
magnitud), es un indicador del potencial intrínseco de la descontaminación biológica y por
extensión de la posibilidad de estimular ese potencial.
Para las muestras de suelo, las densidades de población se expresan habitualmente como TRH
(total de heterótrofos recuperados de la matriz del suelo). Este índice incluye bacterias
129
heterótrofas aerobias y anaerobias facultativas, que pueden constituir en su conjunto alrededor de
la mitad de la riqueza microbiana del suelo. En un suelo no contaminado, en condiciones óptimas
de crecimiento, la riqueza microbiana está entre 106 y 108 unidades formadoras de colonia de
bacterias por gramo de peso seco de suelo; 105 unidades formadoras de colonia de hongos y 106
de actinomicetos. La riqueza taxonómica de un suelo puede exceder las 10.000 especies por
gramo de suelo seco. Del total de flora bacteriana, las bacterias aerobias representan entre el 50 y
el 70%, las bacterias anaerobias el 10%, los actinomicetos entre el 20 y el 30% y los
micromicetos entre el 1 y el 2%.
1.4.4 Factores que afectan el proceso de biorremediación
El objetivo del tratamiento biológico consiste en promover y mantener una población
microbiana para metabolizar a un determinado residuo. Existen una serie de parámetros que
influyen en la velocidad a la que tiene lugar el metabolismo y por lo tanto en la biodegradación.
Entre los principales factores que intervienen en el proceso se encuentran los biológicos y los
físico-químico tales como; temperatura, humedad, pH, nutrientes, aireación, composición
química del sustrato entre otros.
El éxito de un proyecto de biorremediación depende de la capacidad y destreza de los
operadores para crear y mantener condiciones ambientales necesarias que permitan el crecimiento
microbiano, se pueden identificar, establecer y controlar las condiciones para que sean favorables
y aseguren el crecimiento y desarrollo de la biomasa, en este caso, la biodegradación se puede dar
a una velocidad suficientemente dinámica como para que el costo del tratamiento biológico sea
competitivo con otras alternativas físico-químicas de tratamiento como lo son: la incineración,
desorción y estabilización, entre otros (La Grega, 1996; Eweis, 1999).
Los factores que influyen en la densidad de la población y la diversidad biológica de un suelo,
son de dos tipos: Factores físico-químicos y factores biológicos
1.4.4.1 Factores físico-químicos
En este grupo se incluyen la disponibilidad de carbono orgánico y de aceptores electrónicos, el
potencial de oxidación-reducción, los nutrientes inorgánicos, el pH, el contenido de agua, la
130
temperatura, la salinidad y la textura del suelo. La densidad de población microbiana disminuye
generalmente con la profundidad, debido a la disminución de la disponibilidad de carbono
orgánico y oxígeno molecular, también influye la distribución microtopológica del carbono.
1.4.4.1.1 Disponibilidad de carbono orgánico
Los factores físicos más importantes en la biodegradación son la disponibilidad del
contaminante para los microorganismos, los mismos ingieren contaminantes y los oxidan
obteniendo la energía necesaria para su crecimiento ( Eweis y col 1999)
1.4.4.1.2 Aceptores de electrones
Los aceptores de electrones son los compuestos que reciben electrones de la oxidación del
sustrato primario. En el proceso de transferencia de electrones, los sustratos donantes y receptores
son esenciales para crear y mantener la biomasa microbiana, estos materiales se denominan
sustratos primarios, éstos son básicos en cualquier reacción para tener biomasa activa, para la
bacteria más comúnmente activa en la desintoxicación, el donante de electrones primario será
uno dentro de los varios componentes que se deseen degradar. Entre los receptores de electrones
más comunes se encuentran: O2, NO3- NO2
-, SO4
2-, o el CO2; aunque en las fermentaciones
también se pueden emplear compuestos orgánicos (Levin, 1997). En este sentido, (Kobayashi y
col 1982) reportan que un compuesto específico no tiene por que ser el sustrato primario para que
las bacterias lo degraden, cuando existen otros materiales que sirven como sustrato primario, el
compuesto se puede degradar como sustrato secundario, es decir, como aquel cuya oxidación o
reducción, produce un bajo flujo de electrones y energía que se muestra incapaz de mantener la
biomasa que lo degrada (Levin, 1997).
Rittmann, 1980, citado por Levin, 1997, señalan que los sustratos secundarios se pueden
dividir en dos tipos; el primero denominado sustrato de baja concentración y el segundo como
cometabolito clásico, el sustrato de baja concentración incluye a los sustratos que pueden aportar
flujos de electrones y energía al metabolismo celular pero la velocidad que presentan estos flujos
es menor al flujo mínimo necesario para mantener la biomasa activa.
131
1.4.4.1.3 Potencial de oxidación
El proceso de oxidación da lugar a electrones que intervienen una cadena de reacciones en el
interior de la célula y, al final, deben ser vertidos en el entorno. La medición del potencial de
oxidación–reducción (Redox) es una manera de identificar las condiciones del suelo que pueden
apoyar bacterias anaeróbicas, como las bacterias sulfato-reductoras.
El potencial redox de un suelo a la capacidad reductora u oxidativa del mismo. Esta
característica guarda relación con la aireación (velocidad de difusión de O2) y el pH, que también
determinan la actividad microbiana. El agua influye en estos procesos al modificar la distribución
de la atmósfera del suelo, y con ello la difusión del O2. El potencial redox afecta a aquellos
elementos que pueden existir en más de un estado de oxidación (por ejemplo C, N, S, Fe, Mn y
Cu) característica que debe considerarse antes de aplicar abonos u otras substancias, ya que puede
ocurrir que la forma a la que la reviertan tras una oxidación o reducción no tenga la incidencia
esperada (Espinosa, 1994).
1.4.4.1.4 Nutrientes inorgánicos
La masa celular contiene carbono y otros numerosos elementos, el metabolismo requiere de
nutrientes además del carbono orgánico como sustrato. Al nitrógeno y el fósforo se les denomina
macronutrientes porque se necesitan en grandes cantidades y en la composición de los residuos
peligrosos generalmente éstos son escasos, situación por la cual, deben ser añadidos (Eweis,
1999).
Los requerimientos nutricionales de los microorganismos constituyen uno de los principales
factores que afectan los procesos de biodegradación. La adición de nutrientes es importante, ya
que la carencia de los mismos resultaría en una disminución del crecimiento, lo que traería como
consecuencia poca remoción de los compuestos orgánicos que se requieran degradar.
La fuente de carbono, en el caso de la biorremediación proviene del contaminante, quien
proporciona la energía necesaria para la producción de: componentes celulares, productos
metabólicos y la multiplicación de los microorganismos. La fuente de nitrógeno proporciona el
elemento necesario para la producción de aminoácidos y enzimas, las proporciones de este
132
nutriente en el suelo generalmente no son suficientes para cubrir las necesidades de las bacterias,
por lo que deben suplirse con fertilizantes nitrogenados como la urea (46% de N) y el fosfato de
amonio, también se puede utilizar fertilizantes orgánicos como el estiércol del ganado que
además mejora otras propiedades del suelo como la estructura y la aireación del mismo actuando
como esponjante. La fuente de fósforo interviene en la formación de compuestos energéticos
dentro de la célula, entre las fuentes mas usadas como fertilizantes fosfatados tenemos al fosfato
diamónico y fosfato tricálcico (Ercoly, 2002).
Las bacterias, al igual que las plantas superiores, necesitan nutrirse para poder subsistir, sin
embargo ellas están sujetas a ciertas exigencias alimenticias. Muchas no se desarrollan cuando se
encuentran en presencia de ciertos alimentos orgánicos, y otras sólo se desarrollan cuando se
encuentran en condiciones óptimas por ejemplo, las bacterias nitrificadoras que realizan en el
suelo la función de transformar las sales amoniacales en nitratos, no se desarrollan en medios de
cultivo con materia orgánica soluble, al igual que las bacterias de hierro y el azufre.
Para que un nutriente sea útil en la síntesis de los materiales celulares ha de poseer una
estructura que permita que el organismo pueda emplearlo como tal o convertirlo en las unidades
estructurales adecuadas. Existen bacterias que se han adaptado a la utilización de compuestos
que no usan la mayoría de organismos, se incluyen formas capaces de crecer con metano,
gasolina, derivados del petróleo o caucho como fuente exclusiva de carbono.
Margesin, 1997, en un estudio de biorremediación de un suelo contaminado con diesel en
Austria, aplicó fertilización inorgánica en una relación (C:N:P), 100:10:2, reportando valores de
remoción del hidrocarburo del 53%, mientras que, en los tratamientos donde no se fertilizó, los
promedios alcanzaron remociones del 16% encontrando una correlación positiva con la adición
de nutrientes y la degradación de los hidrocarburos.
Jones, 1991, citado por Levin, 1997, reporta resultados prometedores en un trabajo de
biorrecuperación in situ en la ciudad de Florida (USA) cuando trataron con fertilizantes un suelo
contaminado con una media de 10.000 ppm de Fuel Nº 6, se removió el suelo y se mantuvo
húmedo mediante rociadores y en 300 días se eliminó el 90% del hidrocarburo quedando
aproximadamente 1000 ppm de residuo el cual incluía hidrocarburos aromáticos policíclicos
(HPA) (Levin, 1997).
133
1.4.4.1.5 El pH
La actividad enzimática de los microorganismos está influenciada por el pH, este factor, actúa
en los diferentes procesos llevados a cabo por los microorganismos, el crecimiento bacteriano es
uno de los aspectos que es afectado generalmente cuando el valor de pH sale del rango óptimo.
Muchos microorganismos requieren para su actividad metabólica un pH que puede estar entre 6-
8, aunque algunas bacterias pueden crecer en ambientes extremos (La Grega, 1996; Eweis, 1999).
El pH del suelo puede afectar significativamente la actividad microbiana, tal es el caso que
existen muchos microorganismos como los hongos cuyos rangos óptimos se ubican en pH
ácidos, por debajo de 5, mientras que en el caso de las bacterias las condiciones fuertemente
ácidas o alcalinas generalmente inhiben el proceso, situación por la cual éstas se benefician
cuando en las condiciones del medio prospera el pH neutro. Sin embargo, existen bacterias que se
adaptan bien a condiciones ácidas o básicas, como las bacterias que oxidan el azufre
(Thiobacillus) la cual es un organismo aerobio quimioautotrofo que produce ácido sulfúrico a
través de la oxidación de H2S, y se desarrolla bien en un medio con pH igual a 1 (Eweis, 1999).
Sims et al, 1990, citado por Eweis, 1999, reporta que el pH del suelo es un factor que afecta
también algunas propiedades de los nutrientes en el suelo, tal es el caso del fósforo cuya
solubilidad disminuye cuando el pH baja de 5.5, teniendo en cuenta que este nutriente es muy
importante para el normal desarrollo de los microorganismos especialmente las bacterias, el
proceso se verá afectado por la no disponibilidad del mismo en medios con pH ácido. Otro
aspecto importante lo reviste el transporte de metales, el cual se ve afectado también cuando el
pH supera el valor de 6 (Eweis, 1999).
Para incrementar los valores de pH en el suelo, los compuestos ricos en calcio o los que
contienen calcio/magnesio pueden ser adicionados al suelo para mejorar la condición del mismo,
se puede llevar a cabo agregando cal al suelo, denominado al proceso encalado, entre los
compuestos que se pueden utilizar para el encalado se encuentran: óxidos de calcio, hidróxido de
calcio, y carbonato de calcio y de magnesio, y escorias de silicato de calcio, entre otros. Cuando
ocurre el proceso contrario, es decir, existe un pH muy alto, con una concentración elevada de
carbonatos, en este caso, se necesita acidificar el suelo para reducir el ph al nivel adecuado, lo
cual se puede llevar a cabo, adicionando azufre elemental o compuestos que contengan de este
134
mismo componente tales como; el ácido sulfúrico, polisulfuro de amonio en estado líquido y
sulfatos de aluminio y hierro (Dupont, 1988, citado por Eweis, 1999).
La Grega, 1996, señala que la actividad microbiana puede alterar el valor del pH, así por
ejemplo, la fermentación anaerobia, que transforma los residuos orgánicos en ácidos orgánicos
disminuye el valor de pH, acidificando, también la nitrificación (conversión de NH4+ a NO3
- )
provoca un descenso del pH. En un estudio realizado por Margesim, 2001, en suelos de Austria,
al suministrar nutrientes a través de la aplicación de fertilizantes con nitrógeno y fósforo, para
suplir los requerimientos nutricionales de las bacterias, en un proceso de biorremedicaciòn de un
suelo contaminado con Diesel, observaron disminución del pH de un valor de 8 a 7, en veintidós
(22) días de estudio, posteriormente se mantuvo en un valor de 7.4, obteniendo porcentajes de
remoción del hidrocarburos del 70% (Margesim, 2001).
1.4.4.1.6 Contenido de agua
El agua es el mayor componente del protoplasma bacteriano y el suministro de la misma es
esencial, para el crecimiento y mantenimiento de los microorganismos, además de ser un medio
de transporte a través del cual los compuestos orgánicos y nutrientes son movilizados hasta el
interior de las células y también para la salida de los productos ya metabolizados al exterior de la
célula. Singleton, 1978, citado por Eweis, 1999, manifiesta que la humedad se necesita para el
desarrollo celular y como medio para que las especies se desplacen hacia el sustrato, los niveles
óptimos se ubican en el 90% de humedad sin embargo niveles mínimos del 40% permiten el
tratamiento en suelos contaminados.
La relación suelo-agua, influye en el proceso de aireación, es decir, en el transporte de
oxígeno, también en la solubilidad de los constituyentes del suelo y en el pH del mismo. Poca
humedad en el suelo da como resultado zonas secas y por lo tanto poca actividad por parte de los
microorganismos del suelo. Sin embargo, demasiada humedad inhibe el intercambio de gases y
da como resultado el desarrollo de zonas anaerobias y como consecuencia la eliminación de
bacterias aerobias y el aumento de las anaerobias o anaerobias facultativas (Eweis, 1999).
Para mantener un nivel adecuado de humedad, el agua se aplica al suelo mediante diferentes
formas de riego, incluyendo los sistemas de aspersión de agua en forma de lluvia. El sistema
135
utilizado debe permitir mantener una velocidad de aplicación, que no exceda la velocidad de
infiltración del suelo, para evitar la escorrentía superficial así como el arrastre de contaminante,
también es importante controlar la velocidad de aplicación para evitar el encharcamiento que
puede originar condiciones anaerobias ( US EPA, 1993 citado por Eweis, 1999).
1.4.4.1.7 La temperatura
La temperatura es un factor físico que tiene efecto sobre la velocidad de crecimiento. La
actividad celular, especialmente en los sistemas enzimáticos, es proporcional al incremento de la
temperatura, de manera tal que ésta aumenta, al incrementar la temperatura hasta alcanzar un
óptimo (La Grega, 1996). Así mismo, Atlas, 1986, manifiesta que la tasa de biodegradación
decrece con el decaimiento de la temperatura como resultado de la disminución de la actividad
enzimática de los microorganismos.
Diferentes clases de bacterias presentan distintas exigencias respecto a la temperatura de
crecimiento. Entre la temperatura máxima, por encima de la cual un cultivo no puede crecer y
una temperatura mínima, por debajo de la cual no se desarrolla, se sitúan los límites en los que el
crecimiento es posible (Seeley, 1973).
La temperatura del suelo afecta grandemente la actividad microbiana y por ende a la tasa de
biorremediación, las bacterias clasificadas como mesófilas crecen en un rango de 15- 45 ºC; las
psicrófilas, por debajo de 20ºC y las termófilas entre 45-65ºC, dentro de cada división los
diferentes grupos de bacterias tienen su rango óptimo de acción. (Brock, 1999; Prescott, 1999).
Generalmente, con temperaturas superiores a 40ºC, decae la tasa de biorremediación, debido a
la desnaturalización que sufren las proteínas; por otra parte, cuando existen temperaturas
aproximadas a 0 ºC, se detiene la actividad microbiana, cabe destacar que las bacterias son mas
tolerantes a bajas extremas de temperaturas, porque pueden encapsularse y recuperarse cuando
aparecen condiciones ambientales favorables, pero a muy altas temperaturas las poblaciones
microbianas mueren (Eweis, 1999).
Sims et al, 1990, manifiestan que el incremento de la tasa de biotransformación esta
correlacionado con el aumento de la temperatura en el suelo, es una consecuencia del incremento
136
de la actividad microbiana, este efecto es favorecido cuando la solubilidad del contaminante es
mayor y a la disminución del mismo se produce por adsorción en el suelo.
Cuando se realiza la biorremediación aplicando la técnica del compostaje, se originan en el
proceso, temperaturas hasta de 65ºC, afectando por ende, la velocidad de degradación, situación
que mejora cuando se aplica humedad, debido a que ésta actúa como atenuante de la temperatura
en el suelo. Por otra parte, en experiencias llevadas a cabo en lugares fríos como en la Patagonia,
donde se ha trabajado con microorganismos criófilos degradadores de hidrocarburos, se ha
encontrando capacidad degradativa en rangos de temperatura de 1 y 10 ºC (Ercoli, 2002).
1.4.4.1.8 La salinidad
El cloruro de sodio es una de las sales más frecuente en los suelos salinos, junto con los
sulfatos sódico y magnésico, éste suele formar parte de las eflorescencias blancas que aparecen
en la superficie del suelo durante la estación seca. Su toxicidad es alta originada por la elevada
solubilidad que presenta ésta sal (Porta, 1994). El cloruro magnésico se acumula en suelos que
tienen una salinidad extremadamente alta. Es una sal de toxicidad muy elevada y se puede formar
en suelos con alto contenido en NaCl, en los que el Na+ se intercambia con el Mg
2+ adsorbido en
las posiciones de intercambio. El cloruro cálcico, representa otra de las sales de solubilidad
muy alta, es una sal muy poco frecuente en suelos debido a la mayor estabilidad de otras sales
cálcicas, como los sulfatos o los carbonatos: El cloruro potásico presenta propiedades análogas a
las del cloruro de sodio (NaCl), aunque es poco frecuente en los suelos debido a que el K se
inmoviliza en el suelo, bien en las estructura de las arcillas o en la biomasa debido a su carácter
de macronutriente.
1.4.4.1.9 Textura del suelo
El suelo se define como una capa superficial de la corteza terrestre, que está en contacto con la
atmósfera, es un sistema abierto y dinámico constituido por las fases sólida, líquida y gaseosa,
cuya proporción va a estar determinada dependiendo del tipo de suelo. El suelo se puede
considerar como un cuerpo natural, sintetizado en su perfil a partir de una mezcla variable de
minerales desmenuzados y modificados atmosféricamente, junto con la materia orgánica en
desintegración, que cubre la tierra en una capa delgada y que proporciona, cuando contiene
137
cantidades adecuadas de aire y agua, el soporte mecánico y en gran parte el sustento de las
plantas. (Casanova, 1996; Avilan, 1988).
La parte sólida del suelo está constituida por compuestos inorgánicos y orgánicos, el
componente mineral de la mayoría de los suelos lo conforman compuestos como el silicio,
aluminio, hierro y otros como el calcio, magnesio, potasio, titanio entre otros, que se encuentran
en menor proporción.
La fracción orgánica la componen los restos de plantas y animales que se encuentran
depositados en estado de descomposición producto de la actividad microbiana especialmente de
bacterias y hongos, así como de animales muy pequeños como hormigas, termitas y larvas de
insectos. Esta gran diversidad biológica de diferente naturaleza se encarga de realizar los ciclos
biogeoquímicos, y representan una fuente importante de suministro de nutrientes en especial de
nitrógeno, fósforo y azufre. (Fernández, 1975; Casanova, 1996).
En lo que respecta a la parte líquida del suelo, ésta se encuentra representada por el agua que
queda atrapada entre los espacios vacíos o poros, que se forman entre las partículas de suelo, los
componentes orgánicos e inorgánicos se disuelven en el agua de manera de estar disponibles
como elementos nutricionales, para las plantas y los microorganismos (Federick, 1970).
La parte gaseosa del suelo, también resulta de la ocupación de los espacios porosos por parte
de gases como; el dióxido de carbono, oxígeno y nitrógeno, el aire en el suelo debe estar
equilibrado con la cantidad de agua, ya que ambos elementos son necesarios para que las raíces y
los microorganismos realicen el proceso de respiración (Sampat, 1973).
Las proporciones idealizadas volumétricamente en un suelo superficial, de buenas condiciones
para el desarrollo de las plantas son más o menos las siguientes: materia mineral (45-50%),
materia orgánica (0,5-5%), espacio poroso para la circulación de agua (25%), espacio poroso para
la circulación de aire (25%) (Fernández, 1975).
138
1.4.4.2 Factores biológicos.
Son varios los organismos capaces de llevar acabo el proceso de biodegradación. En algunos
casos se han identificado y caracterizado, mientras que en otros ha sido extremadamente difícil
cultivarlos e incluso aislarlos, el uso de los microorganismos depende de la capacidad de la cepa
microbiana para biodegradar, transformando el contaminante en un compuesto de menor efecto
tóxico para el ambiente y la salud (Levin, 1997).
Las bacterias son microorganismos capaces de crecer en un amplio espectro de condiciones
físicas y químicas, estos microorganismos generalmente son los responsables de utilizar los
hidrocarburos como fuente de energía para realizar sus procesos metabólicos. Entre ellas se
encuentran: Achromobacter, Acinetobacter, Alcaligenes, Arthrobacter, Bacillus, Flavobacterium,
Nocardia y Pseudomonas spp (Leahy y Colwell, 1990).
La habilidad por parte de los microorganismo para realizar el proceso de degradación se lleva
a cabo por un período de adaptación o aclimatación que depende de las condiciones ambientales
existentes, posteriormente las bacterias comenzaran a degradar en mayor o menor grado el
contaminante, existen microorganismos autóctonos que pueden ser usados debido a que son más
eficientes en la degradación por estar adaptados a las condiciones naturales; mientras que los
exógenos, por ser introducidos requieren períodos largos de aclimatación (Brubaker,1990).
La fracción no degradada de un contaminante puede ser tóxica para las bacterias que iniciaron
el proceso de biodegradación y, si no hay un cultivo secundario que consuma estos restos, la
toxicidad se irá acumulando hasta el punto que la degradación del contaminante se detiene
finalmente. Varias especies pueden realizar cada una de las fases de las reacciones necesarias y el
número relativo de cada especie o grupo presente será función de las condiciones ambientales
(temperatura, pH, aireación, metales, entre otros).
Las especies presentes en un determinado momento pueden cambiar sensiblemente con el
tiempo a causa de cambios locales o de gran escala del entorno. Sin embargo, debido a la
presencia de varias especies que pueden llevar a cabo las reacciones cuando se emplean los
cultivos mixtos, el efecto de estos factores sobre el rendimiento es mínimo (Eweis, 1999).
139
En líneas generales los problemas técnicos relacionados a la interacción biológica con el
contaminante, es decir la presencia de una población capaz de degradar los residuos peligrosos,
en la mayoría de los casos requiere de la potenciación de los microorganismos en términos de
densidad celular o actividad metabólica para maximizar el potencial degradativo de los mismos
(Araujo, 2000)
Científicos académicos e industriales determinaron que algunos microorganismos, sobre todo
algunas bacterias, podían utilizar los hidrocarburos del petróleo como alimento y fuente de
energía. Posteriormente, algunas investigaciones demostraron que estos microorganismos eran
los principales responsables de la descomposición de aceites en el suelo de los “land farm”.
Durante la biodegradación de los hidrocarburos del petróleo las bacterias oxidan el petróleo a
dióxido de carbono, agua y energía, y aproximadamente 50 % del carbono en el petróleo es usado
para biomasa bacteriana (Sharabí y Bartha, 1993). Algunos de los hidrocarburos son muy
resistentes, especialmente los hidrocarburos poliaromáticos (HPAs), los cuales no son utilizados
totalmente, pero pueden ser oxidados parcialmente e incorporados en el material húmico del
suelo (Atlas, 1986). Subsecuentemente, se hicieron investigaciones para determinar las
condiciones óptimas de “biodegradación” para reproducir estas condiciones en el campo, y así
acelerar el proceso de “land farming”. Se descubrió la necesidad de mantener el suelo muy
húmedo (aproximadamente de 50 a 75 % de la capacidad de campo), para mantener el contenido
de humedad en las células bacterianas. También se descubrió que es muy importante mantener el
suelo en condiciones aeróbias, porque la transformación de los hidrocarburos del petróleo en
condiciones anaeróbias es muy lenta o algunas veces inexistente (Gibson y Subramaina, 1984).
De igual modo, la adición de nutrimentos inorgánicos, especialmente nitrógeno y fósforo
establecen en gran medida un estímulo para la biorremediación. Esto se debe a que los
hidrocarburos de petróleo son casi exclusivamente hidrógeno y carbón, por lo que contienen muy
pocas cantidades de otros elementos esenciales para las células bacterianas, como son nitrógeno,
fósforo, potasio y algunos minerales traza (Luria, 1960).
Puesto que los hidrocarburos derivados del petróleo constituyen uno de los mayores
problemas en lo referente a la contaminación de suelos. Para romper las cadenas de hidrocarburos
se deben seleccionar bacterias estas son frecuentemente adicionadas en el suelo para lograr una
rápida degradación. El reforzamiento de la actividad microbiana incrementa la absorción y
degradación de los productos de petróleo ( Riser-Roberts,1998)
140
1.4.4.3 Aplicación de la tecnología de biorremediación.
Las tecnologías que envuelven la remediación biológica de productos derivados de petróleo
provenientes de los suelos contaminados y de las actividades industriales como es la perforación
petrolera son hoy en día bien estables y es muy aplicada hoy en día comercialmente a gran escala.
Durante los años 70 cuando compañías ambientalmente asociadas con desechos incontrolados lo
hacían aparentemente bien y legislaciones ambientales establecidas y aplicadas en America del
Norte y Europa (el objetivo era minimizar el riesgo de aire y contaminación del suelo) el
landfarming gano popularidad. Estas “bajas tecnologías” de métodos de tratamientos biológicos
envolvían la aplicación de controles en la superficie y más o menos definían el desecho orgánico
biodegradable que se disponían en la superficie del suelo, y la incorporación del desecho en la
zona superficial del suelo ( Genou et al. 1994). En 1983 fue estimado al menos un tercio de todas
las refinerías de los Estados Unidos y operaban a gran escala o a escala piloto el esparcimiento en
suelo (American Petroleun Institute 1983). Las tecnologías han mejorado su uso rápidamente
como esta es simple y efectiva, baja en costo en comparación con otras tecnologías (American
Petroleun Institute 1983, Harmsen 1991).
La técnica de biotratamiento landfarming perdió popularidad en 1984, cuando la agencia de
protección del ambiente de los Estados Unidos (USEPA) presento restricciones en la disposición
en los suelos como parte de los peligros y las enmiendas en los desechos sólidos para la
conservación de los recursos y estimular la acción de recobrar. La USEPA fue mas allá el 18 de
agosto de 1992 con la publicación de las normas finales (57FR 37194- 37252) estableciendo
tratamientos estándares bajo las restricciones de programas de disposición por varios peligros en
los desechos que incluían los desechos de petróleo.
Los operadores de landfarm tenían que trabajar en sus instalaciones para tratar los desechos
bajo los lineamientos especificados por la EPA con los niveles de los contaminantes (referidos a
los estándares de tratamiento) o tenían que someter a petición y demostrar que los peligros
constituyentes provenían de la zona de inyección (USEPA, 1986). Como resultado de esto el
tradicional lanfarm fue cerrado en Norte America.
141
Si bien estos fueron algunas restricciones en la aplicación de la tecnología, la misma sigue
siendo usada en los tratamientos de productos de petróleo añadiendo medidas para minimizar o
tratar volátiles ( Harmsen y col 1994, Picado y col 2001).
Los productos de petróleo provenientes de los suelos durante el landfarming son removidos a
los largo de un canal de volatilización, biodegradación y absorción ( Hejazi y col 2003).
Productos del petróleo más volátiles como la gasolina tienden a ser removidos por
volatilización durante el landfarming, con procesos de aireación y con extendido menor de
degradación por actividad microbiana (EPA, 1994). El rango medio de los productos del petróleo
como el combustible diesel y el kerosene contienen menor porcentaje de detonante comparado
con la gasolina, la biodegradación de estos productos es más efectiva que la volatilización. El
más pesado o no volátil de los productos de petróleo como el aceite no se volatiliza con la
aeración durante el tratamiento en el Landfarm. Lo mecanismos dominantes para reducir o
eliminar los productos de petróleo es la degradación. La absorción también juega un papel muy
importante en la disposición de los productos de petróleo proveniente de los suelos. De acuerdo a
Magersine et al 1999 una tercera parte de diesel fue removido del suelo contaminado por
tratamiento fisicoquímico (absorción y volatilización).
Los compuestos orgánicos volátiles (COV’s) provenientes del área de Landfarm pueden
presentar problemas de contaminación del aire en las áreas de tratamiento que no están
apropiadamente cubiertas para minimizar las emisiones ( Hejazi et al 2003). Aparte de las
emisiones provenientes de los COV’s . Otros inconvenientes deben ser consideradas en la fase de
las practicas de landfarming y es que se requieren habilitar grandes extensiones de áreas de tierra
para la degradación de los contaminantes por las bacterias efectivamente de la tecnología,
efectivamente de la tecnología en altas concentraciones del constituyente ( mas de 50000 ppm),
mejoro reduciendo la concentración mas del 95% y la flexibilidad de la tecnología en integración
de remover los hidrocarburos de petróleo con otros contaminantes como ocurre en muchos casos.
Aunque problemas asociados con la profundidad de la contaminación se puede solucionar con
tratamientos ex situ los tratamientos en suelo requieren muchas y largas extensiones de área, los
cuales pueden incrementar el riesgo de exposición humana a los contaminantes. Sin embargo tal
142
exposición es solo temporal, como los contaminantes serán degradados si las condiciones
ambientales son óptimas ( Hejazi y col 2003).
Aunque el costo – efectividad son las mayores ventajas de la tecnología, el tratamiento físico,
químico y biológico, cada contaminante debe adaptarse y cada tecnología debe ser direccionada.
Existen diversas opiniones en relación si los microorganismos tienen límites en sus
capacidades degradadoras, si bien son capaces de degradar cualquier compuesto que el hombre
pueda producir, los microorganismos pueden degradar multitud de compuestos bajo condiciones
distintas, muchos de éstos pueden modificarse o transformarse mediante el uso de bacterias,
hongos o de alguna población microbiana trabajando en asociación, estos procesos pueden
aprovecharse para solventar diferentes situaciones como la limpieza de derrames de petróleo,
desechos petrolizados o sus derivados, putrefacción de comida, entre otros, actividades que se
han convertido en problemática ambiental y requiere de una solución que puede ser resuelta con
el uso de microorganismos (Fliermans, 1972, citado por Levin, 1997).
Para que el proceso de biorremediación se lleve a cabo de manera exitosa, cuando los
microorganismos realizan el proceso de degradación de hidrocarburos, necesitan tomar del
contaminante el carbono como fuente de energía para que se realicen las funciones metabólicas
que necesitan sus células para su crecimiento y desarrollo, pero para que todos estos procesos se
lleven a cabo se necesitan condiciones físico- químicas óptimas (Maroto, 2002).
1.4.4.4 Degradación microbiológica de hidrocarburos.
La descomposición microbiana del petróleo y sus derivados es de considerable importancia
económica y ambiental, el petróleo es una rica fuente de materia orgánica, y los hidrocarburos
que contiene son fácilmente atacables por diferentes microorganismos en condiciones aerobias,
mejorando el proceso con la adición de nutrientes, humedad y aireación (Brock, 1999).
Los microorganismos pueden metabolizar los residuos orgánicos a través de una serie de
reacciones catalizadas por enzimas a temperatura ambiente. El metabolismo libera energía de los
residuos orgánicos y utiliza el carbono para sintetizar nuevo material celular, obteniéndose la
degradación del residuo orgánico. Adicionalmente, la degradación transforma el residuo en
143
compuestos más simples o cuando es completa los mineraliza a dióxido de carbono, agua y
biomasa. (Buckingham, 1996 citado por La Grega, 1996).
Existe una gran variedad de bacterias que crecen en presencia de hidrocarburos, cuando crecen
en este medio las mismas producen polisacáridos y glicolípidos los cuales actúan como solventes
de los hidrocarburos, transportándolos hasta la membrana citoplasmática. Las enzimas
responsables de la degradación de hidrocarburos se localizan en la envoltura celular de los
microorganismos y son conocidas con el nombre oxígenasas, debido a que introducen uno o mas
átomos de oxígeno con el componente a degradar. Para el caso de los hidrocarburos alifáticos,
estas enzimas específicas son las monooxígenasas, las cuales incorporan un átomo de oxígeno en
el sustrato y otro átomo es reducido en el agua. Generalmente las mono-oxígenasas operan en la
oxidación de estructuras parafínicas.
La degradación de compuestos aromáticos se lleva a cabo mediante la acción de enzimas
dioxigenasas, las cuales catalizan la incorporación de dos átomos de oxígeno molecular en el
sustrato y tienen como función la oxidación del anillo aromático (Eweis, 1999).
1.4.4.5 Ventajas y desventajas de la tecnología
A este punto es importante mencionar que la biorremediación tiene sus limitaciones y no se
debe esperar una panacea. Aunque los hidrocarburos en el intervalo de gasolina y diesel (n-
alcanos) se biodegradan fácilmente, es relativamente difícil la restauración de sitios altamente
contaminados por hidrocarburos poliaromáticos (HPAs) a través de la biorremediación (Atlas,
1986). Esto se debe principalmente a la viscosidad alta y solubilidad baja de los HPAs, las cuales
limitan el área superficial disponible para el ataque de las enzimas bacterianas. Otros factores
limitativos pueden ser las concentraciones tóxicas de los hidrocarburos de bajo peso molecular, y
las concentraciones altas de metales (que no son biodegradables). Se debe considerar la
Biorremediación como una de las alternativas de tecnologías para el saneamiento de sitios
contaminados por hidrocarburos. Se tiene que evaluar su efectividad en términos de costo-
beneficio y compararla con otras tecnologías. De cualquier modo, usualmente se compensan estas
limitaciones por el ahorro en los costos, en comparación con otras tecnologías de restauración. La
biorremediación es típicamente 30 a 40 % del costo del tratamiento químico, la incineración o el
relleno industrial (King y col., 1992).
144
Capital, instalación, operaciones y costos de mantenimiento para el landfarming son
relativamente económicos comparados con otras tecnologías de remediación. El costo de
landfarming para la remediación de suelos contaminados con productos de petróleo están en un
rango entre 60 a 60 $/ton y pueden tener desde 6 meses a 2 años ( mas largos para los
constituyentes pesados del petróleo) (USEPA 998b, 2002)
Otros estudios sugieren que la biorremediación mediante landfarming en comparación con
otras tecnologías es económica y efectiva (Pearce y Olleman 1998, Kelly y col., 1998). En
promedio los costos asociados con el tratamiento de contaminantes de hidrocarburos de petróleo
en el suelo oscilan entre 30 a 70 dólares por tonelada de contaminante comparado con los
tratamientos físicos como el venteo de suelo que es relativamente mas costoso esta entre 70 a 200
dólares por tonelada (Marijke y vanVlerken 1998, Environment Canadá, 2003).
Diferentes formas de aplicar la tecnología se muestran en la figura 1. Los aspectos físicos
incluyen grandes extensiones de área para realizar el tratamiento, puede existir limitaciones en
los equipos de aireación, puede existir movilidad del contaminante en el suelo, requerimiento de
agua, aspectos químicos incluya la toxicidad, transformación y división de los productos de
petróleo en diferentes medios cuando los aspectos biológicos incluyen la bioestimulación o
bioaumentación por optimizar la biotransformación de los productos de petróleo en el suelo.
145
Figura 1 Diferentes diagramas de Landfarm (a) Tradicional sistema de landfarming
(b) ‘Sistema completo de Landfarm adaptado por Picado et al. (2001). (c) Sistema Landfarm sin
estructura de efecto invernadero adaptado por la EPA (1994).
La Biorremediación ofrece muchas ventajas sobre los tratamientos físicos y químicos
utilizados para tratar agua y suelo contaminado. La biorremediación tiene como objeto degradar y
destoxicar contaminantes peligrosos mientras que otras tecnologías transfieren otros
contaminantes a una localización diferente así que es una tecnología sencilla comparada con
otras. Una de las desventajas de la Biorremediación es la dificultad para predecir el
funcionamiento de este tratamiento. Este tratamiento depende la habilidad de los operadores del
proceso para crear y mantener las condiciones ambientales necesarias para el crecimiento
microbiano. Los microorganismos son sensibles a la temperatura, el pH, toxicidad del
contaminante y a su concentración, del oxigeno, un decremento de la actividad microbiana
disminuirá la degradación y prolongara el periodo de tratamiento. En algunas ocasiones la
Biorremediación no será útil cuando los contaminantes no sean degradables o parcialmente
biodegradables o porque los niveles de contaminantes son tan altos que la actividad microbiana
se ve afectada conforme los niveles de contaminantes disminuyen la degradación biológica
disminuye y los microorganismos tienen que cambiar de fuentes de energía o dejar de crecer
146
todos juntos. En este caso la biodegradación no es suficiente para tratar un sitio y por lo tanto
tendrá que utilizar otro tratamiento, por lo tanto esta es consumidora de tiempo, esto es, que el
tiempo necesario para remediar un sitio generalmente depende de la proporción en que el
contaminante sea degradado ( Eweis et al 1998)
1.5. Técnicas de tratamientos térmicos.
Los procesos térmicos utilizan la temperatura para incrementar la volatilidad (separación),
quemado, descomposición (destrucción) o fundición de los contaminantes (inmovilización).
Las tecnologías térmicas de separación producen vapores que requieren de tratamiento; las
destructivas producen residuos sólidos (cenizas) y, en ocasiones, residuos líquidos que requieren
de tratamiento o disposición. Es importante hacer notar que para ambos tipos de tratamiento, el
volumen de residuos generados que requieren de tratamiento o disposición, es mucho menor que
el volumen inicial (Van Deuren y col., 1997).
La mayoría de las tecnologías térmicas pueden también aplicarse in situ y ex situ. Dentro de
las tecnologías térmicas ex situ, principalmente se encuentran la incineración, pirólisis y
desorción térmica. Una de las tecnologías que se emplean in situ es la EV mejorada por
temperatura.
Además de las clasificaciones anteriores, las tecnologías de tratamientos pueden clasificarse
con base en el tiempo que llevan en el mercado y al grado de desarrollo en el que se encuentran,
en tecnologías tradicionales y en tecnologías innovadoras (EPA 2001). En esta investigación se
estudiara específicamente la tecnología de desorción térmica.
1.5.1 Desorción térmica
La desorción se logra a través de oscilaciones tanto de temperatura como de presión. De
acuerdo a la teoría cinética de la materia, las moléculas ganan energía cinética cuando son
calentadas y esto permite que una molécula calentada “vuele” fuera de la unidad. El calor puede
ser proporcionado por medio de vapor, nitrógeno calentado o por microondas, entre otras
técnicas. Para la regeneración al vacío, la molécula tendrá en algún momento suficiente energía
147
como para escapar, siempre que los choques entre las moléculas no la envíen de nuevo hacia la
unidad. Por lo tanto, la desorción puede ser realizada ya sea calentando el material adsorbido o
evacuando el espacio sobre él. Existe un equilibrio entre las moléculas atrapadas y las que
escapan. (EPA. 1991)
La tecnología de desorción térmica es un proceso de separación física, en el cual los residuos
se calientan para volatilizar los contaminantes de forma que el sólido es restituido sin
contaminantes de tipo orgánico a su situación original. La temperatura de desorción depende de
los compuestos a tratar pero normalmente no supera los 540ºC. Está técnica se distingue de la
incineración en que usa el calor para separar los contaminantes del sólido y no para destruirlos.
Sirve para separar contaminantes orgánicos de desechos de refinerías, de alquitrán de hulla, del
tratamiento de la madera, de pinturas, de lodos es decir, desechos sólidos que contengan
compuestos orgánicos como PCBs, PAHs, VOCs, BTEX, etc. También puede emplearse para la
eliminación de gases como H2, NH3, CH4, FH, destrucción de cianuros, etc. procedentes de
residuos de carácter inorgánico y determinados metales pesados volátiles como es el caso del
mercurio. Las tecnologías de desorción térmica son recomendadas y se usan por: 1.- el amplio
rango de contaminantes orgánicos efectivamente tratados 2.- disponibilidad y movilidad de los
sistemas comerciales 3.- la aceptación pública del tratamiento. La desorción térmica es aplicable
a la mayoría de residuos orgánicos y generalmente no se usa para tratar inorgánicos y metales.
Estos métodos presentan el inconveniente de que el suelo queda completamente transformado, sin
materia orgánica, sin microorganismos, sin disoluciones. (EPA, 1996) (AAE, 2000). En la figura
2. se muestras el proceso de desorción térmica.
148
Figura No 2. Descripción del proceso de unidad de desorción térmica.
Fuente: Manual de procedimiento unidad de desorción térmica M-I SWACO 2006
1.5.2 Descripción del proceso
Esta es una técnica que se usa para vaporizar los contaminantes orgánicos peligrosos y de esta
forma separarlos de los materiales sólidos a los cuales se encuentran adheridos o absorbidos. Las
principales operaciones del tratamiento son: manejo y alimentación, desorción térmica,
condensación y separación, tratamiento de humos y manejo de residuos sólidos. En el proceso de
desorción térmica hay parámetros claves en la operación: alta temperatura, calentamiento
uniforme y mezclado que facilitan la remoción de los compuestos orgánicos de hidrocarburos en
los recortes de perforación a hidrocarburos en forma vaporizada.
El tipo de calentamiento usado para el proceso puede ser calentamiento convectivo por medio
de gas caliente, calentamiento por radiación infrarroja, y calentamiento conductivo a través de
una superficie caliente. Los desechos se calientan indirectamente en un tambor rotatorio usando
gas o aceite caliente. Los gases de combustión para el calentamiento pueden ser proporcionados
149
por una cámara de combustión o quemador. De este tratamiento se tienen residuos sólidos y
gaseosos que tienen que tratarse posteriormente dependiendo del proceso utilizado. Por ejemplo,
para este caso se necesita condensador para los hidrocarburos y el agua, y posteriormente un
proceso de separación.
Por otra parte, los lodos de perforación base aceite pueden recuperarse y reusarse, y el agua
puede recircularse al sólido para facilitar el control de los polvos generados. Hay similitudes
entre este proceso y el seguido para destilación (ej. Vaporización del hidrocarburo, seguida por
condensación y separación), la principal diferencia se presenta en la especificación del equipo
usado, y en algunos casos las condiciones de operación.
Actualmente varias empresas alrededor del mundo están usando la tecnología de desorción
térmica para tratar los recortes de perforación. (Wait s. et al 2003)
Los sistemas de desorción térmica típicos tienen tres componentes:
el sistema de tratamiento preliminar y movimiento de materiales,
el dispositivo de desorción y el sistema posterior al tratamiento para gases (contaminantes
vaporizados) y sólidos (la tierra que queda).
sistema de condensación
El tratamiento preliminar de materiales contaminados consiste en pasarlos por una criba para
entresacar trozos de material grandes y materia extraña. Si el material contaminado está muy
húmedo o tiene una concentración elevada de contaminantes, tal vez sea necesario mezclarlo con
arena o secarlo para que se convierta en una masa más uniforme que pueda tratarse con el equipo
de desorción.
1.5.2.1 Tratamiento preliminar y movimiento de materiales
En este paso se definen las pautas a seguir para ajustar la humectabilidad en la alimentación
de la unidad de desorción térmica, en los cuales es necesario mantener controlada el contenido de
sólidos para el correcto funcionamiento de la unidad.
150
En un informe técnico realizado por INTEVEP numero INT-5928-1999 se menciona que para
que una unidad de desorción térmica opere eficientemente, debe alimentarse con desechos que
contengan un máximo de 35% de humedad y 10% de compuestos orgánicos, aunque algunos
sistemas están diseñados para operar con desechos que contienen un 30% de compuestos
orgánicos.
El objetivo de este procedimiento es optimizar la producción desde el punto de vista de
estabilidad y continuidad del proceso. Ya que la alta humectabilidad generan además de
discontinuidad del proceso, por no continuidad en la alimentación, problemas con el control de
vacío, temperaturas y principalmente problemas con la hidratación del sólido en el tornillo
descarga, y consecuentemente, fallas en la operación de este, por acumulación de material
mezclado dentro del mismo
1.5.2.2 Dispositivo de desorción
Consta de un cilindro de metal, también llamado cañón giratorio, se puede presentar cierta
inclinación, sus dimensiones varían según su tecnología y la capacidad máxima de calentamiento.
La función del equipo de desorción es calentar el desecho y mantenerlo a una temperatura
suficiente durante el período necesario para secarla y vaporizar los contaminantes que contenga.
(EPA 1992)
A medida que los desechos se calientan, los contaminantes se vaporizan y se integran a la
corriente gaseosa de aire y vapores contaminados que sale del dispositivo de desorción y se dirige
al sistema posterior al tratamiento. Se puede agregar un gas inerte (es decir, un gas no reactivo),
como nitrógeno, a la corriente de gas para evitar que los contaminantes vaporizados se prendan
fuego en el dispositivo de desorción y facilitar la vaporización y remoción de los contaminantes.
(EPA 1992)
1.5.2.3 Sistema de condensación
Es la encargada de condensar y enfriar los líquidos recuperados del proceso, esta compuesta
por un este tanque se reciben los vapores condensados que se succionan del cilindro, estos
151
condensados son una mezcla de agua, diesel y sólidos en un porcentaje mínimo, la bomba
succiona esta mezcla y en su descarga la pasa por un filtro reteniendo las partículas sólidas,
después de filtrada esta mezcla es enviada a través del radiador de enfriamiento para bajar su
temperatura y ser enviada a los spray de condensación, la mezcla sobrante es enviada a
producción al tanque de almacenamiento en donde se terminan de separar las fases.
1.5.2.4 Tiempos en el tratamiento de los desechos
El tiempo que demora eliminar la contaminación de un sitio mediante el empleo de la
desorción térmica depende de lo siguientes factores:
cantidad de contaminante
condiciones del contaminante (¿Está seco o húmedo? ¿Contiene muchos detritos?)
tipo y cantidad de sustancias químicas dañinas presentes
La desorción térmica funciona bien en todos los sitios de suelos secos y con determinados
tipos de contaminantes, como fueloil, alquitrán de hulla, sustancias químicas que preservan la
madera, y los solventes. A veces la desorción térmica funciona donde no se pueden emplear otros
métodos, como en sitios con gran cantidad de contaminación en el suelo. (EPA 1999)
La Tabla 4 proporciona información de los rangos de temperatura para el tratamiento de
desechos peligrosos contaminados con hidrocarburos según su composición química o clase de
combustibles contaminares (EPA 1992) en las temperaturas del tratamiento del suelo para los
contaminantes y los productos de petróleo químicos comunes respectivamente.
152
Tabla 4. Rangos de temperatura para Tratamientos de desechos contaminados con
hidrocarburos según su composición química o clase de combustibles contaminares (EPA
1992)
1.5.2.5 Post - tratamiento
Los efluentes gaseosos del dispositivo de desorción generalmente son sometidos a un
tratamiento para retirar las partículas que queden en la corriente de gas después del
procedimiento de desorción. Los contaminantes vaporizados de los efluentes gaseosos se pueden
quemar en un quemador auxiliar, recoger con carbón activado o recuperar en un condensador.
Según los contaminantes y su concentración, se puede usar cualquiera de estos métodos o todos
ellos.
153
Los métodos de eliminación deben adaptarse a la legislación donde será aplicada como
normas Nacionales, estatales y locales.
La tierra tratada en el dispositivo de desorción es sometida a una prueba para determinar la
medida en que se han retirado los contaminantes que se procuraba extraer con esta técnica. La
eficacia de la desorción térmica generalmente se determina comparando la concentración de
contaminantes en la tierra tratada con la concentración de contaminantes en tierra sin tratar. Si la
tierra tratada no es peligrosa, se puede colocar en su lugar de origen o se lleva a otro sitio para
usarla como relleno. Sin embargo, si la tierra necesita tratamiento ulterior (por ejemplo, si
contiene contaminantes que no responden a este proceso), se puede tratar con otra técnica o
transportar a otro lugar para su eliminación.
1.5.3 Aspectos a considerar para la implementación de la tecnología de desorción térmica
1.5.3.1 Caracterización del sitio
Antes del inicio de un proyecto donde se planea aplicar tratamientos con tecnologías de
desorción térmica se deben realizar una caracterización del área determinando el área
contaminada, tipo de desechos peligrosos, regulaciones nacionales, regionales en el tratamiento
de estos desechos. Esta caracterización debe ser descrita para que cada tecnología deba ser
aplicada dependiendo del tipo de desechos o de materiales a tratar para tener mejores prácticas
de trabajo. Algunas de las principales propiedades serán consideradas a continuación:
1.5.3.2 Composición química del material
Se debe evaluar los rangos de concentración de contaminantes orgánicos, metales para
determinar las condiciones necesarias de la operación en los procesos de desorción térmica. El
estudio de los sulfuros y el nitrógeno debe ser incluido porque podría resultar en la producción de
dióxidos de sulfuro y óxidos nitrosos en el proceso off-gas. Y esto podría requerir otros procesos
en el tratamiento.
1.5.3.3 Distribución del tamaño de las partículas en el sólido
154
El punto de quiebre entre el grano grueso y el material del grano fino es generalmente
considerado con respecto al porcentaje de partículas mayores o mas pequeñas de 200 de tamaño
del tamice (0.075 Milímetros). Si mas de la mitad del material evaluado es de 200 del tamaño del
tamiz es considerado grano grueso (es decir, grava o arena). Si más de la mitad de los granos es
mas pequeño que 200 de tamaño del tamiz es considerado bueno y se consideran cieno o arcillas.
El material de grano fino pudiera dar como resultado la adherencia al cilindro en el sistema
rotativo del secador, esto significa perdida en la transferencia de calor, sobrecalentamiento del
cilindro, caída en la rata de producción y baja calidad en el material procesado.
1.5.3.4 Composición física del material
La composición del material de desecho se refiere a la suma de arena, arcilla, cieno, rocas, que
estén presentes, que deben ser consideradas para el manejo y transferencia mecánica. En general,
material consolidado, grueso como las arenas y los granos finos son en realidad los tratados en
los procesos térmicos de desorción porque estos tienden a no aglomerarse por ser partículas
grandes.
1.5.3.5 Permeabilidad
La permeabilidad afecta los procesos que implican la volatilización de los contaminantes en
suelos. Las arcillas y otros tipos de suelos con muy baja permeabilidad pueden no ser
convenientes para el tratamiento por estas tecnologías.
1.5.3.6 Plasticidad
Indica el grado de deformación del suelo sin cortes. Los suelos plásticos, como las arcillas,
tienden la tendencia de agruparse, para formar partículas más grandes con baja superficie de área
a los cocientes del volumen, trayendo como resultado el calentamiento inadecuado en el centro
también pueden adherirse a las superficies impidiendo la transferencia de calor como el aceite
caliente en la parte exterior del tornillo en el taladro disminuyendo la eficiencia térmica. Los
suelos plásticos pueden presentar problemas en la dirección del material antes y durante la
desorción térmica pegándose y posiblemente atorando el equipo.
155
1.5.3.7 Contenido de humedad.
El exceso de la humedad puede afectar los costos operacionales cuando la humedad se
evapora durante el tratamiento, requiriendo más combustible. El aumento del volumen del vapor
de agua en el escape de gas en el proceso da lugar a un bajo rendimiento en el procesamiento. El
procesamiento mas bajo es atribuible (1) a flujos más altos del gas, dando por resultado mayores
gotas de presión a través del sistema térmico de la desorción; y (2) las limitaciones térmica en la
entrada, porque el calor es utilizado para vaporizar el agua utilizando mas energía la alimentación
también debe ser reducida ya que se necesita alcanzar la desorción satisfactoria y adecuada de
los contaminantes.
Para la mayoría de los sistemas termales rotatorios de la desorción, no hay efecto significativo
en los costos operacionales o el rendimiento si los desechos tienen un contenido de agua hasta un
20%. Si el contenido de agua es mayor del 20%, puede afectar el costo operacional.
Una cantidad de agua es deseable en la entrada ya que puede atenuar el polvo generado
durante a operación en la alimentación. El contenido óptimo de agua en el proceso de desorción
térmica está entre el 10 y del 20%.
1.5.3.8 Tipo de contaminantes
Esta información permite planificar los procesos de desorción térmica para configurar el
sistema al tratamiento que se valla a aplicar.
1.5.3.8.1 Contenido de halógeno.
El contenido de elementos halogenados puede exceder los niveles permisibles de emisiones,
requiriendo que se adapten sistemas de neutralización en el gas, tal como depuradores. Los
compuestos halogenados son corrosivos, requiriendo la atención a los materiales de construcción.
156
1.5.3.8.2 Concentraciones de metales
Esto debe ser considerado ya que los procesos térmicos no remueven la mayoría de los
metales pesados a excepción de los metales volátiles como es el caso del mercurio. Por ejemplo,
si las concentraciones totales en el suelo tratado exceden límites considerados en las
regulaciones la colocación en un relleno no puede ser una opción a menos que se realice el
tratamiento adicional. Los metales volátiles necesitan ser manejados en el proceso en el sistema
de emisiones y venteos a través de los depuradores húmedos, los cuales pueden ser utilizados
para capturar los metales volatilizados dentro de la corriente de la agua en circulación, así que
pueden ser eliminados y ser dispuestos correctamente en forma sólida.
1.5.3.8.3 Contenidos de sales
El contenido de sales en los desechos a tratar puede causar problemas ya que no son
eliminadas con los tratamientos térmicos. Y no se podrían disponer en suelos como una opción en
la dispocisión final así como también podría traer problemas de corrosión en el equipo de
desorción térmica.
1.5.4 Usos y aplicación de la tecnología
Según un informe técnico realizado por INTEVEP en julio de 1999 se menciona que la
tecnología de desorción térmica puede tratar: ripios impregnados con lodos de perforación base
aceite, sedimento de fosas de desechos de perforación y producción, suelos ( incluyendo arcillas
altamente plásticas, arenisca y grava) contaminados con derrames de crudos y sus productos
derivados, lodos petrolizados provenientes de los fondos de tanques, desechos de hidrocarburos
pesados, desechos explosivos (TNT, DNT), pesticidas, desechos con contenidos de mercurio,
solventes clorados, bifenilos policlorados, desechos de alquilan, hulla, pintura, residuos de
madera.
En este informe se destaca que no todos los sistemas de desorción térmica están diseñados
para tratar metales, crudos pesados y compuestos orgánicos halogenados (solventes clorados,
BPC y pesticidas, entre otros) debido a que estos compuestos requieren altas temperaturas para
ser vaporizados y sistemas de control de emisiones de alta eficiencia. La tabla 5 presenta la
157
efectividad de la desorción térmica para remover contaminantes del suelo, lodos, sedimentos y
tortas de filtración.
Tabla No 5 Compuestos Orgánicos Volátiles. Fuente INTEVEP INT-5928,1999
La necesidad de la tecnología térmica de desorción en aceite para los recortes provenientes de
los desechos de perforación ha sido identificada cerca de los años 90. Tecnologías utilizadas para
este propósito fueron desarrolladas por años. Los requerimientos para el nivel de remoción de
aceite también fueron desarrollados. El número de fluidos base aceite en los fluidos de
perforación incremento mas allá del dieses y el aceite mineral inclusive en un rango amplio de
fluidos sintéticos, pero no limitados a alcanos, olefinas, esteres, y mezclas conocidas. Para los
propósitos de esta investigación el termino “aceite” cubre todos los fluido usado para la fase
continua y emulsión inversa en los fluidos de perforación.
Los requerimientos para el uno de tecnologías térmicas son significativamente diferentes y
dependen de tres principales razones: (1) el lugar donde se realizará la operación, (2) Niveles
permisibles del Hidrocarburo de Petrolero Total (TPH) en los recortes.(3) la medidas en los
protocoles del TPH. En la investigación denominada Thermal Desortion of Oil fron Oil-Based
Drilling Fluids Cutting: Processes and techonologies publicada por la SPE 88486. Se estudiaron
16 compañías diferentes con varias etapas de unidades que estaban en escala y unidades de
Compuestos
Orgánicos Volátiles
Temperatura de
Ebullición (oC)
Acetona 56,5
Benceno 80,1
Tetracloruro de carbono 76,54
Cloroformo 61,7
Cloroetano 40,0
1,1-Dicloroetano 57,35
1,2- Dicloroetano 83,7
1,1,1-Tricloroetano 73,9
Trans-1,2-Dicloroetano 48,75
2-Hexanona 128,0
Cloruro de Metilo -12
1,1,2,2- Tetracloroetano 146,3
1,1,1-Tricloroetano 11,8
1,1,2-Tricloroetano 74,7
Tricloroetano 121,1
tolueno 110,8
Compuestos
Orgánicos Semivolátiles
Temperatura de
Ebullición (oC)
Etil-benceno 136,2
Naftaleno 217,9
Xileno 144
Benzo(b) fluoranteno 480,0
Criseno 448,0
Acenaftaleno 270
Antraceno 340,0
Fluoranteno 375,0
Fluoreno 295,0
fenantreno 340,0
158
plantas pilotos en etapa comercialmente viable. El principal enfoque fue en las unidades térmicas
porque fue solo lo que estaba comercialmente viable.
En Europa y Sur America se procesan recortes con menos del 1% por peso de THP antes de
poder disponerlo con tratamiento de suelo. Los requerimientos para la disposición de recortes en
el mar del Norte en UK en el contenido de aceite debe ser menor del 1% y para ser descargado
en el agua debe tener menos de 40 partes por millón (ppm) de aceite. Generalmente los recortes
base aceite generados en el mar del Norte bebían ser llevados tierra para ser tratados por no
existir métodos que redujeran el contenido de aceite en menos del 1% esto no era viable en la
locaciones costa afuera.
Agencias reguladoras en otras áreas también seleccionan niveles estándares de TPH para
recortes ya sea para ser desechados costa afuera y en tierra. Algunos procesos no requieren hacer
tecnología de desorción térmica. Por ejemplo para el golfo de México el nivel de TPH en los
recortes esta entre 6.9% hasta 9.4% por peso, dependiendo de la si la selección del aceite es
sintético y dependiendo de sus niveles de toxicidad y biodegradabilidad es permitida su descarga,
estos niveles de aceite en los recortes pueden ser alcanzados por sistemas mecánicos. Sin
embargo la tendencia en estas regulaciones ambientales esta creciendo sus niveles de exigencia.
Un incremento en la demanda en minimizar los niveles de TPH en el tratamiento para los recortes
están en vías de desarrollo y son mas efectivas las tecnologías de remoción de aceite.
En la investigación denominada “Integrated Waste Management: Successful Implementations
of Thermal Phase Separation Technology for Oil- and Synthetic- Based Cutting in Drilling Fluids
Waste. (Glenn Antle. et al 2003) se hace referencia a la aplicación de las tecnologías térmicas en
las operaciones de perforación en Ecuador y Kazakhstan destaca que todos los proyectos de
tratamientos de desechos deben abarcar un Plan de Gerenciamiento Integral de Desechos (PGID),
basado en reducción, recobro, reuso, reciclado y responsabilidad en la disposición, que garantice
el aprovechamiento de los recursos los cuales se traducen en Costo- efectividad, haciendo
mención que la tecnología de desorción térmica ha sido aplicada en muchos lugares a nivel
mundial como México, Sur America, Rusia, y en muchos sitios en Estados Unidos, y que han
tenido resultados exitosos en cuanto a reducción de costos debido a la reutilización del aceite en
la fabricación de fluido de perforación.
159
1.5.5 Tipos de unidades de desorción térmica
Todas las unidades de desorción deben tener unidades termales. Aunque los métodos de
generación de calor varían con la diferentes unidades. Las primeras unidades fueron adaptadas
para remediación de suelos y estos incluían unidades de incineración directa y unidades térmicas
indirectas tales como sistemas rotativos de calentamiento y tornillos transportadores
Recientemente tecnologías de reacciones químicas exotérmicas combinadas con desorción
térmica están siendo desarrolladas. Hasta hace poco las unidades térmicas solo eran unidades que
realizan trabajos en tierra. Estas unidades eran grandes y no podían lograr los niveles de TPH
requeridos con las ratas de perforación generadas en las actividades de perforación. Era necesario
mucho espacio para almacenar los recortes por eso los recortes generados de las actividades de
perforación eran enviados a tierra tradicionalmente para realizar el tratamientos y su disposición
final. El uso de unidades de desorción costa afuera es desarrollado recientemente y ha requerido
cambios significativos en la tecnología de estas unidades.
1.5.6 Conceptos teóricos y parámetros en los procesos
Los conceptos teóricos fundamentales de desorción del aceite proveniente de los recortes
ayudan a explicar porque algunas tecnologías no han logrado los resultados deseados a pesar de
las aparentes ventajas científicas y tecnológicas de estas unidades.
El aceite es encontrado en los recortes en diferentes formas y los recortes de perforación
contienen roca de formación, agua y varios compuestos que se agregan para realizar los fluidos
de perforación. Los recortes que contienen aceite libre mezclados con el agua y recortes de aceite
emulsionados con el agua.
Todos los procesos térmicos separan evaporando el aceite y el agua que vienen de los recortes.
El proceso de evaporación remueve el aceite libre y el aceite emulsionado porque el calor
requerido para separar estas emulsiones de aceite y agua es bastecito.
La remoción del aceite intersticial es más desafiante. El aceite viene usualmente de la
formación y esta presente naturalmente en los recortes. Aunque algunos aceites de fluidos de
160
perforación pueden encontrar su camino dentro de la interfase bajo el calor y la presión del hoyo.
El intervalo es de aproximadamente de 10 a 100 micrones. El aceite y el agua contenida en esta
interfase tienen el grosor de algunas moléculas y frecuentemente es adsorbido por la roca
fuertemente por las fuerzas moleculares y la tensión superficial. El aceite intersticial puede ser
bloqueado por la absorción de las moléculas de agua porque el agua es bipolar y muestra una
atracción molecular mas fuerte en los recortes base aceite.
Un alto nivel de calor es requerido para forzar estas moléculas y la tensión superficial para
remover la ultima fracción de aceite proveniente de los recortes usualmente menos del 1%
requiere energía adicional.
1.5.7 Destilación y vapor.
Libre o emulsionado el aceite y el agua son removidos por destilación y en el proceso el agua
se evapora primero produciendo vapor. El aceite tiene un punto de ebullición mas alto se evapora
después que el agua. El punto de ebullición del aceite puede ser por el vapor explicando porque
algunos procesos pueden operar a temperaturas relativamente bajas y es capas de remover el
aceite sin alcanzar el punto de ebullición del aceite. La meta es producir sólidos libres de aceites
para su disposición final destilando el aceite.
Para determinar la temperatura requerida para hacer esto se realizaron simulaciones del
proceso desarrollado usando programas de refinerías KBR como se muestra en la Tabla No
3 Dos
fluidos base sintético, dos fluidos diesel que comúnmente son usados en fluidos de perforación
fueron estudiados. El segundo objetivo de este estudio fue determinar las temperaturas donde
pudiese ocurrir el craqueo del aceite proveniente de la destilación.
Los resultados mostrados en la tabla 6, se basan en cálculos de destilación y solo representan
las condiciones de equilibrio. En realidad temperaturas más altas pueden ser requeridas para el
manejo del aceite intersticial para evaporar el aceite absorbido dentro de los recortes y limitar el
aceite residual al punto de TPH deseado.
Tabla 6. Destilación del aceite en desechos húmedos y secos. Fuente SPE 88486 Desorción
térmica de recortes base aceite de fluidos de perforación
161
Aceite Presión PSIRecortes Húmedos Recortes Secos
Diesel #1
Diesel #2
Parafinas
Olefinas
Rangos de Temperatura °F (°C)Aceite Presión PSI
Recortes Húmedos Recortes Secos
Diesel #1
Diesel #2
Parafinas
Olefinas
Rangos de Temperatura °F (°C)
La mayoría de los fabricantes de los equipos de desorción térmica de calor indirecto tipo
tambor operan el equipo a temperaturas de 600 oF (315
oC). Las unidades de tornillos usan aceite
caliente como medio de transferencia de calor. Las máximas temperaturas que el aceite caliente
puede alcanzar son de 650 ºF (343 oC). Dado a la eficiencia y la disipación de la temperatura en
el punto de salida en el tornillo es de 400 ºF hasta 500 ºF (204 a 260oC). En algunos casos han
sido reportado craqueo en el aceite durante la desorción térmica. El craqueo catalítico opera
aproximadamente a 900 oF (482
oC).
Las temperaturas de craqueo térmico es una fracción del craqueo molecular. Las moléculas
más grandes se craquean a menor temperatura. Los hidrocarburos tales como el diesel que son
usados como base para la elaboración de fluidos de perforación contienen cadenas relativamente
cortas. Las moléculas pequeñas no craquean a temperaturas normalmente alcanzadas en las
unidades de desorción térmica.
Compuestos de carbón en el rango C20 a C30 pueden quebrar a temperaturas tan bajas como
650 oF (343
oC). Las unidades térmicas pueden tener “puntos calientes” que alcanzan o exceden
estas temperaturas. Moléculas de crudo pesado pueden mostrar algunos craqueos a esta
162
temperatura y más allá algunas cadenas largas y aditivos de moléculas grandes pueden estar
presentes y pudieran craquear.
El cambio para moléculas de menor peso pudiera ser el resultado de craqueo del crudo así
como también de los aditivos. Cuando el cambio es pequeño el aceite es reusable como un medio
base para la elaboración de fluidos de perforación y alguna pérdidas de volátiles puede ser
detectada. Estas pérdidas probablemente ocurren en las mallas de los equipos de control de
sólidos y otras áreas donde los recortes están expuestos a la atmósfera. La pérdida de los volátiles
eleva el punto de inflamabilidad del aceite recuperado que con frecuencia es más alto que el
aceite base virgen.
Una relación general existe entre la temperatura alcanzada por los recortes en las unidades de
desorción térmica de calentamiento directo con el TPH final. A continuación se presentan buenas
reglas que se deben tomar en cuenta:
- una temperatura de 450º a 500º F (204º a 232 ºC) tendrá resultados de TPH de 1000 a
2000 ppm (0.1%)
- una temperatura mayor de 600º F (315º C) resultara en TPH de 100 ppm o menor (0.01%)
- temperatura de 900º F (482º C) o mayor resultara en TPH de 10 ppm o menor (0.001%)
- hasta una temperatura de 1850 ºF (1010º C) el hidrocarburo se cocina y el TPH llegaran
valores no detectables.
Virtualmente todas las unidades térmicas utilizan dos pasas de condensación para remover el
aceite y el agua de forma separada. El resultado final es agua destilada y aceite que puede ser
reciclado como combustible o reusado en fluidos de perforación en la mayoría de los casos. Sin
embargo como se expreso anteriormente las altas temperaturas en el proceso pueden resultar en
craqueo, o cero aceite recuperado y un incremento en los desechos dependiendo del aceite base
seleccionada.
1.5.8 Descripción de tecnologías disponibles.
Las unidades de tambor (cilindro) y de tornillo fueron las primeras unidades comercialmente
exitosas y han sido usadas en el campo petrolero a nivel mundial. Adaptarlas a trabajar en
163
plataformas costa afuera ha sido un reto que aun no se ha logrado completamente. Estas
unidades requieren algunas horas para el arranque. Sin embargo, con una fuente de calor
continuo las unidades pueden operar a cualquier velocidad de flujo de los recortes. Las unidades
pueden ser equipadas con inyección de vapor para procesar los recortes con un bajo contenido de
agua y para mantener una atmósfera no explosiva en el caso del tambor (cilindro) o tornillo.
1.5.8.1 Unidades de desorción térmica de calentamiento indirecto tipo tambor (cilindro).
La unidad de desorción térmica de calentamiento indirecto tipo tambor (cilindro) usan un
tambor o cilindro rotativo que es calentado externamente por calentadores, el tambor o cilindro es
cerrado para prevenir la posibilidad que ocurran mezclas explosivas y también poder asegurar
que los recortes sean retenidos por un tiempo suficiente de desorción. El tambor o cilindro esta
levemente inclinado y los recortes base aceite húmedos entran al tambor o cilindro desde el
extremo alto, los recortes tratados y secos son descargados por el extremo bajo. Los vapores son
arrastrados desde el tope del tambor a través de la succión leve y condensándolos en dos etapas
para separar el agua proveniente de los vapores de aceite. El polvo es atrapado en el aceite
condensado es removido del aceite mediante filtros.
El aceite es usualmente reusado como combustible o es retornado al proveedor de los fluidos
de perforación.
El agua destilada puede ser usada para el control del polvo de los recortes tratados o puede ser
desechada. La unidad puede operar en una amplia variedad de temperaturas limitadas por la
composición del metal del tambor o cilindro. Las unidades usualmente operan a 600º C (315º C)
pero pueden operar a mayores temperaturas. Las unidades usualmente están colocadas en trailer y
pueden ser transportadas sobre ruedas.
1.5.8.2 Unidades de desorción tipo tornillo.
Las unidades de desorción térmica tipo tornillo son calentadas usando un tornillo hueco con
una chaqueta térmica en vez de un tambor o cilindro rotativo. El horno de aceite caliente es
encendido con el aceite recuperado que circula a través de la chaqueta y el tornillo para calentar
los recortes.
164
Los recortes se introducen en el extremo bajo del tornillo inclinado. Los recortes recuperan
calor y despiden vapor cuando pasan por el tornillo. Los vapores se condensan de la misma
manera que en los sistemas de tambores rotativos. Los recortes son descargados del sistema por
el extremo superior. Teóricamente estas unidades pueden operar hasta 6000 F (315º C) pero
operan usualmente de 400 a 500 ºC (204º a 260º C) para alargar la vida del aceite logrando una
concentración del 1% a menos en los recortes tratados.
Las unidades de tipo tornillo pueden adaptarse con un segundo tornillo que se puede calentar
eléctricamente para incrementar la remoción de aceite. Todas estas unidades son usadas para la
remediación de suelos para lograr 10 ppm de TPH. La unidad entera puede ser transportada en
dos contenedores de embarque.
1.5.8.3 Unidades de desorción Hammermill
Estas unidades fueron desarrolladas para realizar trabajos costa afuera y han sido aprobadas
por las autoridades reguladoras para su uso en el mar del Norte.
Las unidades Hammermill tipo molino. Son usadas para pulverizar los recortes hasta un polvo
muy fino (a menos de un 60% de 50 micrones de diámetro). El Hammermill genera fricción y
calor en el proceso. La temperatura típica de los procesos generados por la unidad Hammermill
es de 460º a 500º F ( 240º a 260º C) pero pueden ser tan altos como 570º F (300º C) este rango de
temperatura es mas adecuado para remover el aceite con agua.
Los vapores son eliminados succionando levemente y el polvo es removido en un ciclón.
Después de la remoción del polvo el condensador de dos etapas remueve el aceite y el agua y
toma 30 minutos aproximadamente para generar suficiente calor para arrancar pero después que
el calor es generado la unidad mantiene muy bien el calor por 10 a 12 horas y puede apagarse por
periodos cortos cuando no se generan recortes
La unidad Hammermill es muy compacta y relativamente liviana, esta compuesta por
módulos. Ha sido utilizada costa afuera en el mar del Norte donde los recortes secos son
directamente descargados el mar. Por ser la unidad pequeña en algunos casos cabe en espacios
165
que son reservados normalmente para los contenedores que se utilizan para almacenar los
recortes para ser llevados a tratamientos en tierra.
La unidad se alimenta por motores eléctricos o por motores diesel y requiere cerca de 160Kw
por tonelada métrica, para los recortes 25% de agua, porque los taladros y las plataformas costa
afuera usualmente no tienen la capacidad para cubrir un monto mayor. Unidades costa afuera son
usualmente alimentadas por motores diesel este tipo de unidades pueden producir recortes
tratados con menos de 0.01% de TPH indicando que el aceite intersticial es removido reduciendo
el tamaño de la partícula. Intersticios son físicamente removidos o destruidos al reducir el tamaño
de las partículas a diámetros de de tamaños de micrones. Una partícula de 50 micrones no puede
tener muchos intersticios y probablemente se fractura a lo largo de intersticios más pequeños. Los
intersticios más grandes pudieran ser mas largos que la partícula y como consecuencia no
existirían.
1.5.8.4 Desorción térmica química
Otra nueva unidad usando químicos han logrado resultados similares a la tecnología de
Hammermill los recortes son mezclados con ácidos y los resultados son la generación de calor y
la desintegración de partículas por oxidación química y el calor en el agua causado por el calor de
la solución acida. Una base de compuestos es adicionada posteriormente para ayudar a estabilizar
los resultados del material y neutralizar el pH. Los resultados son muchos finos de polvo seco y
cemento sólido. Vapores son condensados y recuperados. La reacción ocurre rápidamente, y el
tiempo total en el tornillo de mezcla es solo unos pocos minutos.
La generación de calor y la reacción requerida para los recortes deben tener agua y aceite en
una proporción 1:1 o menor. Como la solución de acido es agua provee calor, una minima
cantidad de agua es requerida. Como todas las operaciones de desorción térmica los recortes
deben tener la minima cantidad de agua para proveer suficiente vapor para acelerar la destilación.
Una alta cantidad de agua y aceite se requiere para adicionar mucha mas cantidad de químicos
para que sea económico. Estas unidades requieren una pequeña cantidad de electricidad, esta solo
genera una pequeña cantidad de vapores para darle energía al tornillo, válvulas rotativas, y el
equipo de alimentación para los químicos.
166
Una unidad piloto esta siendo construida y probada en estos tiempos pero su uso no ha sido
comercializado.
1.5.8.5 Otras técnicas
Unidades térmicas tipo calentamiento directo usan un cilindro con quemadores internos y
queman el aceite que esta en el suelo. Estas fueron las primeras unidades utilizadas para realizar
trabajos de remediación de suelos y continúan utilizándose para este propósito. Estas no se están
utilizando mucho para la recuperación de aceites provenientes de los recortes porque el aceite es
quemado. El porcentaje de aceite - sólido encontrado en los recortes es alto y hace difícil el
control de la combustión en las unidades comparada con el suelo que típicamente contienen bajo
contenido de aceite.
El proceso de extracción de solventes es una simple decisión en teoría pero en la práctica es
extremadamente compleja. Una planta a escala piloto fue construida. La unidad mezcla los
recortes con solventes y se extraen los solventes de los recortes con una centrifuga. el cloruro de
metilo y el hexano has sido usado como solventes por mucho tiempo. Desafortunadamente el
cloruro de metilo es muy toxico y el hexano es toxico y muy inflamable.
Otra tecnología usada para la remediación es el lavado de suelos el estudio incluye una
evaluación a escala completa de la unidad de lavado de suelos. El tratamiento simulo aceite libre
cuando era descargado en la unidad. Sin embargo en la actualidad el aceite contenido fue mejor
que el 1% cuando se evaluaron los resultados de las pruebas.
Halliburton ha experimentado con el uso de dióxido de carbono como solvente para remover
aceite. Resultados de las pruebas realizadas por un Operador (y verificado por Halliburton)
demostraron que esta tecnología es muy efectiva para remover el aceite que proviene de los
recortes. Sin embargo la tecnología de extracción por dióxido de carbono no se considera efectiva
en cuanto a costo y tiempo.
La tecnología de extracción de solventes es usada comercialmente en otras industrias pero a
muy pequeña escala en los tratamientos de los recortes de perforación. Adicionalmente las
presiones de operación requeridas están entre (2000 a 5000 psi) creando aspectos adicionales a
considerar de seguridad.
167
Pruebas de laboratorio para un nuevo sistema fueron iniciadas. El sistema podrá ofrecer
alternativas para la extracción de dióxido de carbono. Esto se aproxima al uso de gases licuados
tales como propano, butano como solventes removidos del aceite proveniente de los recortes. Los
nuevos sistemas ofrecen muchas ventajas sobre los sistemas de desorción térmica incluyendo
utilización menor de energía, emisiones bajas, menor espacio y 100% recuperación de aceite
reusable del fluido con alto contenido de esteres.
1.5.9 Impacto ambiental
Descarga de recortes o disposición final es el impacto primario en una operación de desorción.
En el caso de la desorción en tierra los desechos son tratados hasta un nivel donde se consideren
como no peligrosos. Como lo definan los organismos gubernamentales. Hasta el punto que
pueden ser llevados a tierra o puedan hacer landfarm. En Europa los tratamientos de los recortes
son generalmente usados en campo para relleno. En adición al contenido de aceite, agencias
reguladoras son muy cuidadosas con los niveles de contaminantes tales como sales y los metales
pesados.
Hasta la fecha tratamientos costa afuera de recortes tratados térmicamente han ocurrido
primordialmente en el Mar del Norte. Unidades Hammermill comercialmente solo han sido
aprobadas en el Reino Unido y las autoridades de Noruega las cuales han estado disponibles en
este tiempo para este propósito.
Las partículas de polvo fino proceden a descargarse en fluidos newtonianos y de conformidad
con la ley de Stoke’s. Las partículas dispersadas sobre un ancho de área (comparado de forma
convencional con recortes que típicamente provienen de los recortes almacenados en el
asentamiento marino de los ambientes del Mar del Norte) y son llevados por la corriente a unos
50 kilómetros o mas desde el punto de descarga. Los resultados de la pruebas indican que las
partículas finas no dañan la vida acuática en el mar del Norte.
Las emisiones provenientes de las unidades térmicas con pocas excepciones provienen de los
quemadores o de los motores a diesel que se utilizan para alimentar la unidad. Cálculos de
emisiones de las unidades de cilindro y de tornillo asumen un valor de calor de 19500
168
BTU/libras. El monto de diesel para el encendido es aproximadamente 53 libras o 6.7 galones por
toneladas métricas (Tabla 7).
Tabla 7. Estimación de Emisiones de Aires por Tecnologías de Desorción térmica. *
Humectabilidad Parámetros Tipo Tambor o cilindro Tipo Hammerrmill Unidad de Desorción
Química
NOx 99.80 3,010.00 280
SOx Multiplicado por el % de
H* o de sulfuros en el
combustible 0.718
200.2 18.6
CO 24.9 651.45 60.6
PM10 9.97 215 1
COV’s 1.7 N/A N/A
COV’s (solo
exhaustos)
N/A
240.8
22.4
Aldehídos N/A 45.15 423
Las emisiones de las unidades Hammermill alimentadas por motores diesel están estimadas en
la tabla No 7. Las unidades de emisión de aire que provienen de los motores diesel usados en las
unidades Hammermill con requerimiento de poder de 160 Kw. (215 hp)/metro por tonelada/hora.
Semejante a unidad aproximada para quemar de 14,15 galones por hora por tonelada métrica de
recortes procesados.
Las unidades de desorción química usan energía de 20 hp por tonelada métrica de recortes. El
bajo nivel de poder usado genera bajas emisiones que se traducen en ventajas con el sistema y
quizás con la extracción de solvente supercrítico y otros tipos de sistemas de lavado discutidos en
esta investigación.
Las emisiones de aire fueron calculadas conservadoramente usando los estándares de factores
de emisión US. EPA. AP-42. Modernos motores diesel con baja quema de NOX son capaces de
reducir sustancialmente los cálculos de emisiones. Los fabricantes pueden proveer un estimado
de emisiones para determinados propósitos. Todas las unidades comerciales están disponibles en
módulos, y no requieren estar en la misma are. Las emisiones han sido calculadas en base a esta
asunción.
Ninguna unidad térmica produce aire o emisiones de líquido provenientes de la evaporación
de agua o valor de aceite porque esto se asume que es recuperado y ninguno es venteado.
169
1.5.10 Aceite recuperado.
El aceite recuperado proveniente de los recortes que no es reutilizado es un asunto de mucha
importancia porque es clasificado como desecho (hasta un desecho peligroso) en algunos países.
Adicionalmente los aceites sintéticos usados para la fabricación de fluidos de perforación podrían
ser costosos. Así que su recuperación y su reutilización pueden reducir los costos
significativamente. En algunos casos el aspecto de costo de la recuperación muchas veces es
considerado primero que es aspecto ambiental para la utilización de dicho sistema.
Las unidades de calentamiento indirecto pueden usar el aceite recuperado en los quemadores,
pero usualmente se recupera más cantidad de aceite que el requerido por los quemadores. Sin
embargo en muchas operaciones térmicas el exceso es reusado como fluido de perforación y
también es comercializado como gasoil.
El aceite recuperado que es utilizado para los fluidos de perforación puede presentar algunos
problemas con las unidades de temperatura más alta. Un cambio en la estructura química
ocasionado por la contaminación del aceite con crudo y por los aditivos químicos ocurre
acompañado por los posibles craqueos. Este cambio puede hacer que el aceite no pueda ser
reutilizado.
Las unidades de desorción con calentamiento indirecto que usan temperaturas más altas 350º a
600 ºF (177º a 315º C) muestran un cambio en el peso molecular a compuestos mas livianos.
Las unidades de temperatura mas bajas muestran un cambio menor. El aceite sintético es más
resistente al craqueo y tienen menor cambio. Casi ningún cambio analítico ocurre cuando se usa
el aceite sintético en unidades de baja temperatura pero el punto de inflamación puede disminuir
ligeramente.
Olores desagradables pueden estar presentes en el medio ambiente por los aceites térmico
recuperados. Sin embargo estos olores e pueden esconder y en general la mayoría de las unidades
comerciales recuperan fluidos que pueden ser considerados reusables.
Algunos aceites usados en los fluidos de perforación por su desarrollo ambiental superior
esteres primarios o mezclas de fluidos base no son apropiados para ser recuperados por desorción
térmica porque ellos se degradan térmicamente a unidades de temperaturas bajas.
170
En la investigación titulada “ Thermal Desorption of drill muds and cutting in ecuador: The
Environmental and Financially Sound Solution” (Zupan. T et al. 2000) menciona uno de los
beneficios inmediatos de la aplicación de la desorción térmica es que se puede integrar a un plan
de manejo de desechos integral, obteniendo sinergia entre el medio ambiente y el valor
económico resaltando que el valor económico en esta tecnología existe en el aceite que se
recupera el cual puede ser reutilizado para la elaboración de fluidos de perforación.
Las plantas de desorción térmica son capaces de recuperar una gran variedad de fluidas que
incluyen diesel, aceites de baja toxicidad, sintéticos y aceites de crudo. Muchos países alrededor
del mundo han usado de manera rutinaria aceite recuperado provenientes de los procesos
térmicos en la elaboración de nuevos fluidos de perforación ( S.T.Wait et al 2003)
1.5.11 Operaciones costa afuera versus operaciones en tierra
Las unidades de desorción térmica están disponibles tanto para instalaciones costa afuera
como en tierra, con diferentes requerimientos para su instalación. Las unidades esta
especialmente diseñadas para ser utilizadas costa afuera pero hay interés en usarlas tanto en
operaciones costa afuera como en tierra. Generalmente las unidades de mayor eficiencia
procesan los recortes que salen inmediatamente de las mayas de los equipos de control de sólidos.
El procesamiento inmediato reduce la cantidad de recortes en las áreas de almacenamiento y
reduce el espacio requerido por la unidad en las plataformas.
Los diseños y la ejecución d requerida entre las unidades costa afuera o en tierra se diferencia
ampliamente. El tamaño y el peso son elementos críticos en las plataformas costa afuera y reducir
la capacidad de flujo (cerrado) es un asunto a considerar.
Requerimientos ergonómicos y de seguridad son más exigentes en las plataformas de
perforación que en las plataformas en tierra. El reuso del aceite es un asunto mas critico porque el
aceite debe ser transportado en y fuera del taladro si no puede ser reutilizado. Los operadores
prefieren reusar el aceite sintético por su alto costo pero por alguna razón las iniciativas
financieras pera su reuso se pierde por ejemplo puede ser mas económico comprar diesel o
minerales y usarlo una ves comparado con el intento de reusar el costoso aceite sintético.
171
Hasta la fecha las únicas unidades de desorción que han sido exitosas en operaciones costa
afuera han sido las unidades Hammermill. Se han experimentado inclusive en instalar unidades
tipo tornillos en plataformas en tierra y costa afuera. Según el reporte del calor fue proporcionado
por un generador eléctrico usado para el calentamiento del horno eléctrico que calienta el aceite.
Una unidad tipo cilindro esta siendo fabricada para ver la posibilidad de ser utilizada en
operaciones costa afuera.
La selección de la tecnología para las unidades costa afuera es amplia varias compañías
proveen unidades para este propósito y el mercado es muy competitivo.
172
II. METODOLOGIA
2.1 Diseño de la investigación
El diseño de la presente investigación se enmarca dentro de un estudio científico de tipo
descriptivo ya que se identificó las características del universo de investigación, se busca señalar
formas de conductas de los diferentes tipos de tratamientos sometidos a estudios para lograr
establecer asociaciones de las variables con la finalidad de comparar resultados de estudios
previos con los resultados de campo obtenidos en el periodo de investigación así como también
señalar las ventajas y desventajas de cada una de las técnica.
En la realización de esta investigación se hizo una revisión bibliográfica profunda a las
diferentes técnicas sujetas a estudio como lo son: encapsulamiento (solidificación/estabilización),
biorremediación y desorción térmica, con la finalidad de sustentar teóricamente la aplicación de
estas tecnologías de tratamientos de desechos impregnados con hidrocarburos en el Distrito
Barinas, a fin de avaluar a través de una matriz comparativa, tal como los hizo Brad Allenby
citado por Azqueta, D. 1994; como parte de su tesis doctoral en donde el estableció un método
matricial cualitativo utilizado para la evaluación del impacto ambiental, en la matriz planteada en
este estudio se representa un método en donde se colocara en las filas las alternativas
tecnológicas para el tratamiento y en las columnas se colocara las variables de análisis como lo
son: efectividad, riesgos de pemisología, reducción de desechos, reuso del material,
pretratamiento, post tratamiento, tiempo de tratamiento, costos asociados tomando como
parámetro 500 m3 establecidos en dólares americanos, área requerida para el tratamiento,
limitaciones técnicas en esta parte se tomara como base las ventajas, desventajas con el objeto de
recomendar que tipo de tratamiento es el mas adecuado para ser aplicado en el Distrito Barinas.
Como parte complementaria de esta investigación se involucraron las actividades que se
desarrollaron de un proyecto prueba piloto llevada a cabo en el campo Borburata PDVSA
Centro Sur en la localización B2-W12B Barinas, Estado Barinas, donde se aplico la tecnología
de desorción térmica para el tratamiento de los desechos generados de las actividades de
perforación. Generándose los datos de las fuentes vivas necesarios para complementar el estudio
tal como lo señala (J. Hurtado 2001). Los estudios mixtos son investigaciones cuyo objetivo es
173
describir un hecho cuya base de datos se obtiene por fuentes vivas o por la aplicación de
instrumentos directamente a las unidades de estudios, con los datos obtenidos de documentos y
registros realizados anteriormente.
La investigación de campo se desarrolló en varias etapas; la primera etapa se estableció el
procedimiento de la recopilación y evaluación de los desechos desde el sitio de generación, la
cual fue aplicada de forma constante durante todo el período de estudio (1 año) se generó una
base de datos provenientes de las actividades de perforación, durante ese tiempo se realizaban
pruebas de laboratorio a cada muestra para posteriormente resumirla en tablas de cálculos. En la
segunda etapa, se caracterizaron los desechos sólidos base aceite sin tratar tomados del sitio de
almacenamiento temporal, luego se captaron muestras de los desechos tratados (cenizas) para
cumplir con lo establecido en el Decreto nº 2.635 de las Normas para el Control de la
Recuperación de Materiales Peligrosos Gaceta Oficial Nº 5.212 (E), de fecha 12 de febrero de
1998. Art. 50, en esta etapa se realizo también la captación de muestras en aire realizados para
fuentes fijas siguiendo los lineamientos establecidos en el Decreto nº 638 que establece las
Normas sobre Calidad del Aire y Control de la Contaminación Atmosférica con el propósito de
cumplir las exigencias del Ministerio para el Poder Popular para el Ambiente. En la tercera
etapa se condujeron ensayos en suelo para determinar el impacto de las cenizas en el crecimiento
de la vegetación; para ello, se colocaron semillas y a través del método de la observación se
evaluó su crecimiento como parte del mismo, durante esta etapa se realizo el plan de disposición
final de las cenizas el cual paso a una etapa de evaluación y aprobación por parte del Ministerio
Poder Popular para el Ambiente ( MPPA) para poder aplicarlas en el suelo.
2.2 Recopilación de datos de la generación de ripios de perforación
La recopilación de datos se desarrolló desde la fuente de generación de ripios de perforación
en el campo Borburata desde los diferentes pozos perforados tomados en un período
comprendido desde abril del año 2007 hasta el mes de Marzo de 2008 los pozos involucrados en
las actividades de perforación fueron Bor 37, Bor 38, Sin 18x2, pozo 30/34, Caipe 13, Tor 16, Sin
97, Pozo 39, Caipe 14, Tor 16, Sin 97, los cuales fueron perforados a través de los taladros, Pride
710, Cliff 37, cliff 34, Cliff 42.
174
Todos los datos eran registrados en una hoja de cálculo para llevar control del proceso donde
se especifica la fecha de la toma de muestra, el volumen de ripios recibidos, el volumen de ripios
acumulados, los resultados de la prueba de la retorta en los ripios sin procesar, la procedencia de
los ripios es decir del pozo que generó el desecho, en esta tabla también se muestra el resultado
del análisis retorta luego del procesamiento de los ripios, como se describe en la Tabla 8. La cual
por su tamaño será colocada en los anexos.
Tabla No 8 Hoja de cálculo para llevar control del proceso de ripios sin tratar y tratados por la
unidad de desorción térmica
Ripios sin procesar Ripios Procesados
FECHA
VOLUMEN RECIBIDO
(m3)
VOLUMEN RECIBIDO
ACUMULADO
(m3)
RETORTA
PROCEDENCIA VOLUMEN
PROCESADO (M3)
RETORTA
Muestra A Ac S A Ac S
A: Agua; Ac: Aceite; S: Sólido
2.2.1 Pruebas de laboratorio (Retorta).
Para determinar el contenido de sólido, agua y aceite que presentaba el ripio a tratar en la
unidad. Las muestras del laboratorio se tomaron directamente de los tanques recepción y de
almacenamiento ubicadas al lado de la unidad de desorción térmica cuyo objetivo era determinar
el porcentaje volumen/volumen de sólidos, líquido y aceite del material a tratar.
175
Luego de recibir los ripios de perforación en los contenedores ubicados en la instalación donde
se encontraba la unidad de desorción térmica se realizaron pruebas de laboratorio utilizando una
retorta modelo Fann Modelo 35 como se muestra en la Figura 3
Figura 3 Retorta modelo Fann modelo 35.
La metodología descrita a continuación fue la tomada en cuenta para llevar a cabo cada
prueba:
Asegurando que el equipo este limpio, calibrado y en óptimas condiciones se procedió a sacar
la retorta del bloque aislante, se destornillo el condensador, utilizando la espátula como
destornillador se removió la cámara de lodo de la cámara superior de la retorta, luego se empacó
176
la cámara superior de la retorta con lana de acero fina y se agregó lubricante de alta temperatura
a las roscas de la cámara de lodo y del condensador posteriormente se llenó la cámara de lodo y
se colocó la tapa, permitiendo que el exceso del material se escape por el orificio de la tapa se
aseguró que no quede aire entrampado en la cámara. (Una carga exacta de material es esencial
en esta prueba.). Luego se añadió una gota de agente humectante (Wetting agent) en el cilindro
graduado de 10 ml. Y se colocó bajo el drenaje del condensador y se calientó hasta que no salió
más gotas del drenaje del condensador ó hasta que la luz piloto se apagó. (Aproximadamente 30
minutos).
Equipo requerido:
* Retorta de 50 ml.
* Agua destilada.
* Cilindró Graduado
Cálculos
1. El porcentaje por volumen de aceite = ml de aceite * 2.
2. El porcentaje por volumen de agua = ml de agua * 2.
3. El porcentaje por volumen de sólidos = 100-(mL de aceite + mL de agua) *2.
2.3 Pruebas de laboratorio para la caracterización de los desechos de perforación
2.3.1 Caracterización de los desechos
La caracterización de los desechos impregnados con hidrocarburos se cumplió siguiendo los
lineamientos del Ministerio para el Poder Popular del Ambiente el cual exigía que las
caracterizaciones debían ser realizadas por un laboratorio tercero con la finalidad de certificar su
valides, objetividad en sus resultados y garantizar de esta forma la viabilidad de disponer las
cenizas en la localización B2-W12B para cumplir tal efecto se trabajo con el Laboratorios
ENVIROTEC, C.A. Bajo la supervisión de funcionarios activos del MPPA, supervisores de
Ambiente e Higiene Ocupacional PDVSA, Supervisores de Perforación y de la empresa M-I
SWACO. Las toma de muestras de campo se llevaron a cabo en varias etapas realizo la
captación de ripios base aceite sin tratar y los desechos (cenizas) ya tratados tal como lo
establece el Decreto Nº 2.635 de las Normas para el Control de la Recuperación de Materiales
177
Peligrosos Gaceta Oficial Nº 5.212 (E), de fecha 12 de febrero de 1998. Art. 50, la codificación
de los mismos esta señalada en la Tabla 9. Las muestras sólidas fueron preservadas en envase
plástico, refrigerado según el método Test Methods for Evaluating Solid Waste. Physical/
Chemical Methods Integrated. Manual SW 846 de la EPA.
Tabla 9. Identificación de las muestras de desechos sólidos sin tratar y tratados
Identificación: Código Parámetros Solicitados
Ripio Base Aceite Tratado 07 – 1805 Decreto 2.635, Artículos 50-53
Anexo “D” Ripio Base Aceite Sin Tratar 07 – 1806
2.3.2 Métodos Analíticos
Para el análisis de los sólidos se siguieron metodologías establecidas en los manuales ASTM y
E.P.A.; Todos los resultados fueron reportados en base seca en PPM (mg/Kg). En la tabla 2. 3 se
presenta la lista de los métodos utilizados. La Tabla 10 se presenta una lista de métodos utilizados
en el análisis de cada parámetro del lixiviado de la muestra.
178
Tabla 10 Métodos analíticos utilizados para realizar la caracterización de las muestras de
los ripios sin tratar y tratados. Fuente: EPA. Test Methods for Evaluating Solid Waste. Physical/
Chemical Methods .Integrated Manual SW 846.
En la Tabla 11 se muestra la lista de los métodos utilizados en el análisis para cada lixiviado
Tabla 11 Lista de métodos utilizados en el análisis de cada parámetro del lixiviado.
Fuente: EPA. Test Methods for Evaluating Solid Waste. Physical/ Chemical Methods .Integrated
Manual SW 846.
Parámetro Método utilizado Descripción
Arsénico (As)
1311
SW 846/ 6010
Ensayo de TCLP 24 horas
Espectroscopia de emisión óptica con
plasma inductivamente acoplado. ICP
PERKIN ELMER, Mod. 4300 DV
Bario (Ba)
Cadmio (Cd)
Mercurio (Hg)
Selenio (Se)
Plata (Ag)
Cromo (Cr)
Níquel (Ni)
Plomo (Pb)
Parámetro Evaluado Método utilizado Descripción
pH 9045 C Electrométrico
Cloruros Agronomy 9, Rhoades
J.D. 1982 Titulométrico (nitrato de plata)
Aceites/ Grasas 9071 Extracción Sohxlet
Conductividad Eléctrica Agronomy 9, Rhoades
J.D. 1982
Pasta saturada, conductímetro
R.A.S. Capacidad de Intercambio de cationes
(acetato de amonio) % Saturación con Bases
Aluminio Intercambiable Agronomy 9, Rhoades
J.D. 1982
Cloruro de Potasio (KCl) +
Espectroscopia de adsorción atómica
Bario (Ba)
SW 846/6010–B
Digestión ácida
Espectroscopia de emisión óptica con
plasma inductivamente acoplado. ICP
PERKIN ELMER, Mod. 4300 DV
Cadmio (Cd)
Mercurio (Hg)
Selenio (Se)
Plata (Ag)
Cromo (Cr)
Zinc (Zn)
Plomo (Pb)
179
2.3.3 Pruebas caracterización de Aire
Las pruebas de aire se realizaron en dos etapas una antes del arranque de operación de la
unidad de desorción térmica y la siguiente mientras la unidad se encontraba operativa el muestreo
fue realizado a través de un laboratorio autorizado por el Ministerio para el Poder Popular
Ambiental para ello se contacto a Laboratorios Envirotec. La prueba se realizó en presencia de
funcionarios, empleados de PDVSA y empleados de M-I SWACO se efectuaron mediciones para
fuentes fijas tomando tres corridas con la finalidad de establecer promedios tal como se muestra
en la Tabla 12, se efectuaron según las Normas Venezolanas COVENIN y EPA.
Tabla 12 Registro de Toma de Muestra de Aire
Medición
UDT
Corrida 1
UDT
Corrida 2
UDT
Corrida 3
UDT
Promedios
Presión Chimenea (mm H2O)
Temperatura Chimenea (ºC)
Humedad (%)
Volumen muestra (m3)
Peso Partículas (mg)
Velocidad Gases (m/s)
Concentración Partículas
Estándar (mg/m3)
Concentración Partículas Normal (mg/Nm3)
Caudal Estándar (m3/h std)
Caudal Normal (m3/h N)
Emisión Partículas (kg/h)
Vanadio (mg/m3)
Níquel (mg/m3)
Monóxido de Carbono (ppm)
Óxidos de Nitrógeno (ppm)
Dióxido de Azufre (mg/m3)
Sulfuro de Hidrógeno (ppm)
Compuestos Orgánicos Gaseosos Totales
COT (mg/m3)
Emisión COT (kg/h)
Oxígeno (%)
Dióxido de Carbono (%)
180
3.3.4 Procedimientos utilizados en la evaluación de las muestras
La determinación de la concentración de partículas en el gas que sale por una chimenea o que
se desplaza por un ducto, se hace analizando una muestra del mismo, la cual es tomada en el
respectivo ducto en un plano donde el flujo tenga un régimen no ciclónico, en un número tal de
puntos y en una ubicación que garantice la representatividad de la muestra.
La muestra se obtiene aspirando un aerosol (mezcla de gases, líquidos y sólidos) a la misma
velocidad a la cual se mueve en la chimenea (condiciones isocinéticas). Para lograrlo se
determina previamente en el plano de muestreo.
En el sitio de muestreo:
Del proceso de producción (La alimentación del Horno Rotatorio en T/hora)
En el caso de los gases de combustión (CO2, O2, NOx y CO), las muestras son extraídas de
la chimenea de la salida principal del horno e introducidas en una bolsa de material inerte (Bolsa
Tedlar), luego son llevadas al laboratorio para su análisis. Los gases son analizados en un
analizador automático con sensores electroquímicos, marca Tempes 100, previamente calibrado.
Los compuestos orgánicos gaseosos totales se determinan a utilizando un medidor automático
con un detector de fotoionización (PID), marca MiniRAE Classic (PGM-76), el cual utiliza
como gas de calibración isobutileno con una concentración de 100 ppm. Para ello la muestra es
extraída de la chimenea, disminuyendo la temperatura y la humedad de la mezcla de gases antes
de introducirla a la bolsa Tedlar, seguidamente es llevada al equipo antes mencionado para su
lectura respectiva.
El MiniRAE Classic expresa los resultados como ppm de Isobutileno, seguidamente se llevan
a ppm de Carbono Total para poder compararlo con los valores establecidos en el Decreto 638.
”Normas sobre calidad del aire y control de la contaminación atmosférica de año 1995.
181
Para la toma de muestras de metales, Método EPA 29, se procede igual que la toma de
muestras de partículas, muestreo isocinético, pero haciendo la salvedad que en el segundo y
tercer burbujeador se le agregan acido nítrico y agua oxigenada al 10 % respectivamente,
soluciones encargadas de captar los metales determinados.
Las muestras, una vez digeridas, son analizadas utilizando el método de Espectroscopia de
emisión atómica con plasma inducidamente acoplado y los resultados de concentración obtenidos
se presentan en mg/m3.
Fórmulas usadas en los cálculos:
Volumen medido en Condiciones Estandar –Vmest – (25ºC y 760 mmHg).
Vmest = 17,948*Vm*Y*((Pbar+AH/13,6) / (Tm+460))
Humedad % por volumen – Bws.
Bws = (Vcest+Vaest) / (Vcest+Vaest+Vmest)
Peso Molecular Húmedo – Ms.
Ms = Md*(1-Bws/100)+18*Bws/100
Velocidad Promedio en la Chimenea – Vs.
Vs = 85,49*Cp*(AP prom)0,5
*((Ts+460) / (Ps*Ms))0,5
Caudal en Condiciones Actuales y Estandar – Qact. – y Qest.
Qact = 60*Vs*área de la chimenea
Qest = 17,948*Qact*(1-Bws/100)*(Ps / (Ts+460))
Isocinetismo % - I.
I = (100*Ts*(0,002669*VH2O+(Vm*Y/Tm)*(Pbar+(AH/13,6))) / 60*tiempo*Vs*Ps*Aboq)
Concentración de Particulado.
182
C act = Peso part.*104
/ (Vs*I*An*60)
C est = Peso partículas / Vmstd*1000
C normal = Peso partículas / Vmstd*1000/Tn*Tstd
Masa Particulado = Masa Recolectada en el Filtro + Masa Recolectada Lavado de Acetona
En la Tabla 13 aparecen listadas las Normas EPA y COVENIN usadas en los ensayos de
toma de muestras, se evaluó la concentración de partículas de vanadio, níquel, monóxido de
carbono, óxidos de nitrógeno (NOx); dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno y compuestos
orgánicos gaseosos totales en la salida de la chimenea de la unidad de desorción térmica, ubicada
en el Sector Borburata, Barinas, Estado Barinas.
Tabla 13 Normas EPA y COVENIN usadas en los ensayos de toma de aire
EPA Method 1 – Sample and velocity traverses for stationary sources.
EPA Method 2 – Determination stack gas velocity and volumetric flow rate.
EPA EPA Method 3 – Gas analysis for carbon dioxide, oxygen, excess air,
and dry molecular weight.
EPA Method 4 – Determination of moisture content in stack gases.
EPA Method 5 – Determination of particulate emissions from stationary
sources.
EPA Method 7 – Determination of Nitrogen Oxide emissions from stationary
sources
EPA Method 10 – Determination of Carbon Monoxide emissions from
stationary sources
COVENIN 2466 –
Chimeneas y Ductos.
Determinación de la Concentración de Partículas en la Corriente Gaseosa.
COVENIN 1831 –
Chimeneas y Ductos.
Determinación de Humedad.
COVENIN 1832 –
Gases de Combustión
Determinación de Las Concentración de Dióxido de Carbono, Oxígeno,
Monóxido de Carbono y Peso Molecular.
COVENIN 1717 –
Chimeneas y Ductos.
Determinación de la Velocidad promedio y el flujo volumétrico de las
emisiones gaseosas.
2.4 Análisis de los datos para la comparación de las técnicas
Las tecnologías de tratamiento consideradas en la matriz representadas en la tabla No. 14 de la
evaluación serán las de tratamientos físico-químico caso especifico encapsulamiento
(solidificación/estabilización) tratamientos biológico (landfarming) y tratamientos térmico
(desorción térmica). Cada técnica será comparada y evaluada tomando en cuenta las siguientes
183
variables: efectividad, características del sitio a aplicar la tecnología, riesgos permisología,
reducción de la cantidad de desecho, Reuso de materiales secundarios, pre-tratamiento, tiempo en
el tratamiento, costos, post-tratamiento, área requerida, costos y limitaciones técnicas.
2.4.1 Características del sitio a aplicar la técnica
Antes de considerar el uso de cualquier técnica de tratamiento de desechos para un sitio en
particular, es indispensable contar con la información del sitio y llevar a cabo su caracterización,
ubicación, uso del suelo, condiciones ambientales del área.
2.4.2 Efectividad (tipo de desecho a tratar)
Esta variable esta determinada por una variedad de factores con las características propias de
los contaminantes, de la operación de perforación así como las del suelo. Además de los aspectos
mencionados con anterioridad para facilitar la selección de la tecnología se debe tomar en
cuenta: ubicación geográfica, uso de los suelos, origen de los desechos, cuantificación de los
desechos generados, formas de acceso al sitio, características ambientales
2.4.3 Riesgos de permisología
Esta variable se maneja con el diagnóstico por parte de organismos públicos como lo es el
Ministerio para el Poder Popular para el Ambiente, bajo las cuales es posible desarrollar un
proyecto, obra o actividad y que permita seleccionar la alternativa óptima, esta evaluación se
realizaría en proyectos de impactos muy significativos que se encuentran en sus primeras etapas
de planificación (idea, perfil, prefactibilidad). Las cuales
estarán sujetas a una innumerable cantidad de requerimientos, incluyendo permisos, estatales y
locales, particularmente relacionados con el ambiente. Las autoridades ambientales ejercen una
discreción considerable al momento de revisar las solicitudes para la obtención de permisos
ambientales y para uso de suelo, creando un riesgo adicional para la selección de la perisología.
184
2.4.4 Reducción de la cantidad de desecho.
Para la implementación de la aplicación de una tecnología debe orientarse a la prevención y
reducción en la generación de residuos en los distintos procesos que constituyen el sistema de
producción de una empresa y su reutilización o recuperación, en caso de que sea posible.
2.4.5 Reuso de materiales
Esta variable evalúa los componentes de desecho que puedan ser recuperados, renovados y
reutilizados.
2.4.6 Post-tratamiento
Se refiere al acondicionamiento del desecho luego de someterse a la aplicación de la
tecnología.
2.4.7 Tiempo en el tratamiento
Se refiere al periodo de tiempo requerido para culminar el tratamiento
2.4.8 Área Requerida
Área necesaria para aplicar la técnica de tratamiento del desecho esto incluye instalación de
equipos a utilizar.
2.4.9 Costos
Esta variable toma en cuanta los costos de inversion que son necesarios para la aplicación de
la técnica de tratamiento.
2.4.10 Limitaciones técnicas
185
Las limitaciones técnicas se refieren a identificar las ventajas y desventajas de cada tecnología
de tratamiento.
186
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Luego de recolección de datos a través de revisión bibliográfica parte de esta investigación
se establece ventajas y desventajas entre las diferentes tecnologías sometidas a estudio iniciando
con la técnica de encapsulamiento donde esta tecnología es útil para tratar contaminantes que no
pueden ser destruidos ni transformados, es un método que es relativamente rápido, tiene la
versatilidad de ser aplicable in situ o ad situ, es decir; en el mismo lugar donde se encuentra el
material a tratar, por ejemplo su aplicación en el lugar se produjo un derrame, también puede ser
aplicada ad situ dentro de la misma propiedad previamente designada y acondicionada para tal
fin. La aplicación de esta metodología tanto in situ como ad situ asegura que la operación quede
restringida al área de los yacimientos, reservorio, entre otros; donde se generan o almacenan los
materiales afectados. Entre las desventajas para la aplicación de esta técnica es que la
solidificación no elimina los químicos nocivos, sino que los atrapa en el lugar. La estabilización
modifica los químicos para tornarlos menos nocivos o volátiles. Este proceso convierte a los
químicos nocivos en sustancias menos dañinas o menos móviles, otro punto importante es que su
efectividad siempre esta rodeada de incertidumbre, debido al desconocimiento de lo que ocurre
realmente, dificultad de reproducir en el laboratorio lo que ocurre en el suelo y los desechos, y la
naturaleza y tamaño variables de las partículas de suelo en los lugares donde se valla a aplicar.
Otra de las desventajas que se puede mencionar es que generalmente, es dificultoso llegar a
una mezcla uniforme de los agentes de tratamiento y de los contaminantes cuando el proceso de
estabilización se lleva a cabo in-situ; el tratamiento ex-situ permite un mejor control sobre los
procesos de mezclado.
No cumple la ecuación costo/efectividad cuando las concentraciones de hidrocarburos en la
matriz del suelo exceden el 10% en peso. La técnica de encapsulamiento produce un bloque
sólido de material, el cual, si no es reciclable o si no tiene la suficiente calidad, podría rendir un
material indeseable para muchas actividades (rutas o estacionamientos). La técnica produce
materiales que doblan el volumen de la masa original.
Otra limitación en la aplicación de esta tecnología de tratamiento por
estabilización/solidificación son las condiciones ambientales las cuales pueden afectar la
movilidad de los contaminantes a largo plazo. También el volumen de material puede aumentar
considerablemente hasta duplicar su volumen original.
187
En cuanto a la técnica de biorremediación ofrece muchas ventajas debido a sus bajos costos en
el tratamiento, se podría mencionar de esta técnica degrada y destoxifica los contaminantes
peligrosos, también es una técnica sencilla de aplicar. Se logra la transformación de
contaminantes. Una desventajas de la biorremediación es la dificultad para predecir el
funcionamiento de tratamiento y su éxito depende de la habilidad de los operadores del proceso
para crear y mantener las condiciones ambientales necesarias para el crecimiento microbiano
pues un decremento prolongando el periodo en el tratamiento y en el caso de que se detenga la
actividad microbiana seria muy difícil iniciar el tratamiento y se requerirá de mucho tiempo.
En el caso de la técnica de desorción térmica una de las ventajas es que logra recuperarse el
contaminante y se elimina la responsabilidad a largo término que esta asociada con otras
tecnologías de remediación. El tiempo empleado es decididamente menor que en la
biorremediación. No se requieren estudios extensivos de tratabilidad. El tratamiento térmico
puede reducir los niveles de TPH debajo de 10 ppm y BTEX debajo de 100 ppb. Diseño
relativamente simple. Pueden procesar grandes cantidades de contaminantes en cortos períodos
de tiempo. La mayoría de las unidades han procesado, al menos, 25 ton/hora.
Se puede mencionar como una desventaja que con el tratamiento térmico el suelo pierde
algunas de sus propiedades originales, podría no ser apropiada, o muy cara, para sólidos húmedos
con alto contenido arcilloso. El uso de unidades térmica requerirá permiso de los departamentos
regulatorios adecuados para las emisiones al aire. El personal expuesto deberá estar
adecuadamente protegido de las exposiciones a volátiles que pudieran escaparse de la unidad.
188
En la Tabla 15 se presenta un resumen de las ventajas y desventajas de cada una de las
técnicas Encapsulamiento, biorremediación y desorción térmica.
Tabla 15 Tabla comparativa de ventajas y desventajas de las técnicas encapsulamiento,
biorremediación y desorción térmica
Técnica Ventajas Desventajas
Encapsulamiento
Reduce la movilidad y solubilidad del
contaminante.
Tratamiento en línea y tiempo real.
Tecnología efectiva para desechos
inorgánicos.
Aumento de los Volúmenes a Disponer
No hay remediación.
Responsabilidad colateral como
generación de residuos.
Limitaciones en colocación del material
estabilizado.
No recuperación de aceite en los ripios.
Mayor requerimiento de áreas para
disposición Final.
Depende de condiciones ambientales
para obtener buen procesamiento del
material.
Contaminantes orgánicos interfieren en
el proceso de hidratación y
estabilización
Podrían existir materiales incompatibles
con procesos de estabilización, requieren
de “estudios de tratabilidad”.
Biorremediación Remediación efectiva.
Proceso de bajo costo.
Sencillo de diseñar y de aplicar
Costos de mantenimiento son
relativamente económicos
Proceso muy lento
Remediación efectiva en desde 30 a 90
días.
Se requiere gran espacio de tierra
No aplicable para suelo apto para la
agricultura.
Proceso Ex-situ. (sitios con
permisología del MPPA)
Los constituyentes volátiles tienden mas
a evaporarse que a biodegradarse
Las condiciones climáticas como los
periodos de lluvia retrasan el
tratamiento
Desorción Térmica Proceso de remediación rápido e
inmediato
Rehusó de Hidrocarburos. Disminución
de Volúmenes a disponer.
Tratamiento In Situ
Material inerte
Control en las emisiones atmosféricas
Emisiones de material particulado
Requiere procesamiento continuo para
disminuir los costos operacionales
189
3.1 Recopilación de datos (tablas de volúmenes de desechos manejados)
Una vez recopilada toda la información del movimiento de los desechos generados de las
actividades de Perforación de PDVSA, Campo Borburata, Barinas División Centro Sur. Se
realizo un resumen operacional como se muestra en la Tabla 16, recopilado en el período
comprendido desde abril de 2007 hasta marzo 2008. En esta se especifica la cantidad de los
ripios base aceite, el taladro generador de los desechos. En la figura 4 se muestra la
producción de desechos en los diferentes meses del periodo de estudio.
Tabla 16 Relación de ripios manejados en el Distrito Barinas, periodo
Abril 2007 Marzo 2008.
Taladro
Total desechos m3 periodo
abril 2007-marzo 2008
Cliff 42 11.9
Cliff 43 357.5
Bor 37 254.7
Bor 38 198.7
Borr 40 157
Borr 41 165
Borr 42 21
Sin 18x2 70
Bor 19 175.7
Sin 19x2 148
Pozo 30,40 247
Caipe 13 77
Tor 16 172
Sin 97 45
Pozo 39 219
Caipe 14 349
Tor 16 227
Sin 97 45
Total General 2941.1
Figura 4. Relación de ripios manejados en el Distrito Barinas, periodo
190
Abril 2007 Marzo 2008
Abr
il
May
o
Junio
Julio
Ago
sto
Sep
tiem
bre
Octubr
e
Novi
embr
e
Diciem
bre
Ene
ro
Febre
o
Mar
zo
Cliff 42 Cliff 43 Bor 37 Bor 38 Borr 40 Borr 41
Borr 42 Sin 18x2 Bor 19 Sin 19x2 Pozo 30,40 Caipe 13
Tor 16 Sin 97 Pozo 39 Caipe 14 Tor 16 Sin 97
3.1.1 Pruebas de laboratorio retorta
Las muestras de los desechos impregnados con hidrocarburos proveniente de los diferentes
taladros del campo Borburata de Barinas eran tomadas diariamente, tal como se muestra en el
anexo 1 volúmenes de desechos manejados abril 2007 hasta marzo 2008, donde se puede
observar un total de 353 muestras, con 2941 m3 de desechos a tratar en la unidad de desorción
térmica. En la tabla 3.3 se puede observar un resumen especificando los meses de recolección
de desechos, la procedencia, la unidad de medida y los resultados de las pruebas de retorta.
Donde se concluye que los resultados promedios de las pruebas oscilan entre 21% de
contenido de agua, 30% de contenido de aceite y el 49% de sólidos
Tabla 17 Resumen resultado de pruebas de Retorta Abril 2007 Marzo 2008
Periodo 2007-2008 Pozo Unidad RETORTA Total
M3 A% Ac% S% %
191
A: Agua; Ac: Aceite, S: Sólidos
3.2 Análisis de resultados de pruebas de laboratorio para los desechos sólidos
3.2.1 Resultados de los ripios base aceite sin tratar
Abril Bor 40 11.9 16 30 54 100
Bor 30 42.5 17 30 53 100
Mayo Borr 30 315 18 20 62 100
Junio Bor 37 240.7 20 20 60 100
Borr 38 52 25 21 64 100
Julio Borr 38 146.7 27 32 41 100
Agosto Borr 37 14 21 20 59 100
SIN 18 70 24 20 56 100
Borr 19 175.7 30 28 42 100
Septiembre SIN 19 148 27 22 51 100
Pozo 30,34 28 16 35 49 100
Caipe 13 77 32 20 48 100
Octubre Pozo 30,34 219 14 40 46 100
Tor 16 31 15 45 40 100
SIM 97 55 15 45 40 100
Noviembre Tor 16 141.0 15 45 40 100
SIM 97 35.0 52 38 10 100
Caipe 14 43.0 24 19 57 100
Tor 16 105.0 16 35 49 100
Diciembre Pozo 39 114.0 16 35 49 100
Caipe 14 42.0 25 30 45 100
Tor 16 122.0 34 24 42 100
Enero Bor 40 77.0 17 21 62 100
Pozo 39 84.0 16 35 49 100
Caipe 14 250.0 25 30 45 100
Febrero Bor 41 30 15 45 40 100
Pozo 39 21 12 20 68 100
Bor 41 49 21 23 66 100
Marzo Bor 40 201.5 15 45 40 100
TOTAL 2760.5 21 30% 49 100
192
Las muestras se captaron el 22 de Mayo, a las 09:30 a.m, el tipo de muestra compuesta,
realizado por el Laboratorio Envirotec C.A. identificado bajo el No REG MARN LDP 01–
060. Tabla 18 se demuestra los resultados de las pruebas de laboratorio para los desechos sin
tratar se puede observar que los valores obtenidos para los parámetros pH 10,64,
Conductividad eléctrica 3,86, relación de absorción de sodio (RAS) 15,66, aceites y grasas
5,30 y TPH 4.27 se encontraron por encima de los límites máximos establecidos en el
Artículo 50 del Decreto 2635, Normas para la práctica de esparcimiento de suelos
Tabla 18. Caracterización Físico – Química. Decreto 2635 Normas de las
Disposición de Técnicas para el manejo y disposición de Desechos Peligrosos.
Parámetro Evaluado
(Resultados en mg/Kg salvo indicación)
Ripio Base Aceite Sin
Tratar
07 – 1806
Límite Permisible
Decreto 2.635
Art. 50
pH (Unid) 10,64 5 – 8
Conductividad (mmhos/cm) 3,86 < 3,5
Humedad (%) 14,39 **
Cloruros totales 410 < 2500
R.A.S. (Adimensional) 15,66 < 8
Aluminio Intercambiable (meq/100g) 0,08 < 1,5
Saturación con Bases (%) 99,78 > 80
Aceites y Grasas (% peso base seca) 5,30 ≤ 1
Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPH) (% peso
base seca) 4,27 ≤ 1
Arsénico (As) < 1,75 25
Bario (Ba) 5.385 20000
Cadmio (Cd) 4,70 8
Mercurio (Hg) < 0,85 1
Selenio (Se) < 2,00 2
Plata (Ag) < 0,24 5
Cromo (Cr) 59,43 300
Zinc (Zn) 55,14 300
Plomo (Pb) 99,53 150
Vanadio (V) 36,28 **
Níquel (Ni) 12,82 **
**No se han establecido límites para la concentración de este parámetro.
Data aportada por Laboratorios Environment, C.A
La Tabla 19 se muestra la relación de absorción de sodio para el cálculo del R.A.S el cual
es adimensional basado en la fórmula empírica que relaciona los contenidos de sodio, calcio
y magnesio y que expresa el porcentaje de sodio de cambio en el suelo en situación de
equilibrio (este índice denota la proporción relativa en que se encuentra el sodio respecto al
193
calcio y magnesio, cationes divalentes que compiten con el sodio por los lugares de
intercambio del suelo).
Tabla 19. Relación de Absorción de Sodio
Parámetro Evaluado
(Resultados en meq/ L)
Ripio Base Aceite Sin Tratar
07 – 1806
Sodio 21,032
Calcio 3,609
Magnesio < 0,020
RAS (Adimensional) 15,66
En la Tabla 20 se observa la separación en fracciones genéricas de compuestos saturados,
aromáticos, resinas y asfáltenos (SARA) que se emplea, entre otras cosas, para predecir
tendencias a la formación de depósitos sólidos.
Tabla 20 Análisis SARA
Parámetro Evaluado Ripio Base Aceite Sin
Tratar
07 – 1806
Hidrocarburos Totales de Petróleo (T.P.H.)
(% peso base seca) 4,27
Saturados % (S) en base TPH 1,25
Aromáticos % (A) en base TPH 1,96
Resinas % (R) en base TPH 0,84
Asfáltenos % (A) en base TPH 0,22
3.2.1 Resultados ripios base aceite tratados
Las muestras se captaron el 22 de Mayo, a las 09:45 a.m, el tipo de muestra compuesta
realizado a través del Laboratorio Envirotec. C.A. bajo el No REG MARN LDP 01–060.
En la Tabla 21 se pueden observar la caracterización físico – química de los desechos una
vez tratados por la unidad de desorción térmica los valores obtenidos para los parámetros pH
10,38 y Conductividad eléctrica el cual dio como resultado 6,67 se presentaron por encima
de los límites máximos establecidos en el Artículo No 50 del Decreto 2635, Normas para la
Práctica de Esparcimiento de Suelos. El resto de los parámetros cumple con las normas del
decreto. Lo que demuestra que los desechos tratados en las unidades térmicas remueven los
hidrocarburos en casi su totalidad de forma instantánea, pero no modifica los valores de pH y
la conductividad ni ningún o cualquier otro parámetro que no se volatilice.
194
Tabla 21 Caracterización Físico – Química según Decreto 2635 Normas de las Disposición
de Técnicas para el manejo y disposición de Desechos Peligrosos.
Parámetro Evaluado
(Resultados en mg/Kg salvo indicación)
Ripio Base Aceite
Tratado
07 – 1805
Límite Permisible
Decreto 2.635
Art. 50
pH (Unid) 10,38 5 – 8
Conductividad (mmhos/cm) 3,67 < 3,5
Humedad (%) 2,91 **
Cloruros totales 378 < 2500
R.A.S. (Adimensional) 2,02 < 8
Aluminio Intercambiable (meq/100g) 0,05 < 1,5
Saturación con Bases (%) 99,91 > 80
Aceites y Grasas (% peso base seca) < 0,005 ≤ 1
Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPH)
(% peso base seca) < 0,005 ≤ 1
Arsénico (As) < 1,75 25
Bario (Ba) 4.914 20000
Cadmio (Cd) 6,06 8
Mercurio (Hg) < 0,85 1
Selenio (Se) < 2,00 2
Plata (Ag) < 0,24 5
Cromo (Cr) 25,09 300
Zinc (Zn) 23,80 300
Plomo (Pb) 108 150
Vanadio (V) 46,48 **
Níquel (Ni) 13,83 **
**No se han establecido límites para la concentración de este parámetro.
En la Tabla 22 Figuran los resultados de la química en el lixiviado de la muestra
Tabla 22 Caracterización Físico – Química en el lixiviado
Parámetro Evaluado
(Resultados en mg/ L, salvo
indicación)
Ripio Base Aceite
Tratado
07 – 1805
Límite Permisible
Decreto 2.635
Anexo “D”
pH (Unid) 10,38 -
Fenoles < 0,1 14,4
Arsénico (As) < 0,035 5,0
195
Bario (Ba) 0,62 100
Cromo (Cr VI) < 0,005 5,0
Cadmio (Cd) 0,006 01,0
Mercurio (Hg) < 0,017 0,2
Níquel (Ni) 0,06 5,0
Plomo (Pb) < 0,028 5,0
Plata (Ag) < 0,005 5,0
Selenio (Se) < 0,050 1,0
3.2.3 Análisis de resultados de pruebas de laboratorio realizadas en aire
A continuación los resultados de los análisis de aire que se realizaron el 26 de Abril de
2007 en la unidad de desorción térmica donde se evalúo la concentración de partículas,
vanadio y níquel y gases de combustión en la chimenea de la unidad de desorción térmica
indirecta, de la empresa M-I SWACO. La reglamentación venezolana está en vigencia desde
el 19 de mayo de 1995, Decreto 638, Normas sobre Calidad del Aire y Control de la
Contaminación Atmosférica, publicado en la Gaceta Oficial 4899 del viernes 19 de Mayo de
1995, en ella se establece como límite permisible para las emisiones de partículas
provenientes de las instalaciones que utilizan Fuel Oil (combustible con características
similares al diesel) , plantas nuevas, potencia menor a 50 MW, un valor límite permisible de
175 mg/m3 estándar. En la Tabla 23 se observa un resumen de las pruebas realizadas en las
salidas de la chimenea evaluadas, que no exceden el valor máximo establecido de
concentración de partículas del Decreto mencionado con anterioridad.
Tabla 23 Resumen resultados pruebas de laboratorio en Aire Para Fuentes Fija tomadas 26
de abril de 2007
Medición UDT
Promedios
Parámetros
Establecidos por
Decreto 638
Estatus
Concentración Partículas
Estándar (mg/m3) 126 260 No excede
Concentración Partículas
Normal (mg/Nm3) 137.3 260
No excede
Vanadio (mg/m3) 0.0008 0.5 No excede
Níquel (mg/m3) 0.0001 0.5 No excede
Monóxido de Carbono (ppm) 640 1150 No excede
196
Óxidos de Nitrógeno (ppm) 56 150 No excede
Dióxido de Azufre (mg/m3) 65 3400 No excede
Sulfuro de Hidrógeno (ppm) < 1 Lectura < 1 No excede
Compuestos Orgánicos
Gaseosos Totales COT
(Km/hr)
0.03 kg/hr 1.3kg/hr
No excede
Concentración de partículas establecidas en la reglamentación
Las concentraciones medidas en la chimenea evaluada están en el siguiente orden respecto
a la normativa:
Chimenea salida unidad de desorción térmica indirecta
En las corridas efectuadas en esta chimenea el promedio de concentración de partículas fue
de 126 mg/m3 en condiciones estándar y 137.3 mg/m
3 en condiciones normales, la emisión
promedio de partículas al ambiente fue de 0.43 kg/h, para un caudal promedio en condiciones
de medición de 3.735 m3/h. El caudal promedio en condiciones normales fue 1902 m
3/h, con
una temperatura promedio de 239 ° C y una humedad media de 2.7 %., los cual indica que no
se excede el valor permisible establecido en el Decreto 638, artículo 10.
Concentración de óxidos de nitrógeno establecida en la reglamentación
El valor permisible para Óxidos de Nitrógeno para actividades sin normas específicas,
establecido en el Decreto 638, página 6, artículo 10, plantas nuevas, es de 150 ppm. Los
valores de concentración detectados en el estudio no superan este valor en las tres corridas
efectuadas. El valor promedio de concentración de NOx es de 56 ppm, con valores puntuales
de 55 ppm, 50 ppm y 62 ppm.
Concentración de monóxido de carbono establecida en la reglamentación
En el Decreto 638, pagina 6, artículo 10, se establece para instalaciones que utilizan Fuel
Oil como combustible, plantas nuevas un valor máximo permisible de 1150 ppm. Los valores
detectados en las dos corridas fueron, 670 ppm, 650 ppm y 600 ppm respectivamente, siendo
el promedio 640 ppm. Este valor no supera el valor límite permisible establecido en dicho Decreto.
197
Concentración de dióxido de azufre establecida en la reglamentación
El valor permisible establecido en el Decreto 638 para Dióxido de Azufre, para
instalaciones que utilizan Fuel Oil como combustible, es 3400 mg/m3, plantas nuevas. Los
resultados obtenidos en las corridas indican que no se excede este valor. Se obtuvieron valores
de 68 mg/m3, 77 mg/m
3 y 51 mg/m
3, con un promedio de 65 mg/m
3.promedio 640 ppm. Este
valor no supera el valor límite permisible establecido en dicho Decreto.
Concentración de sulfuro de hidrógeno establecida en la reglamentación
En el Decreto 638 no se establece para este tipo de instalación, un valor máximo
permisible que pueda ser comparado con los obtenidos en el estudio. Sin embargo la
concentración promedio de Sulfuro de Hidrógeno es menor a 1 ppm.
Concentración de compuestos orgánicos gaseosos totales establecida en la
reglamentación
En el Decreto 638, Artículo 10, “Normas sobre Calidad del Aire y Control de la
Contaminación Atmosférica”. En el mismo se establece para este tipo de actividad un valor
permisible de 1.3 kg / h ya que existe proceso de calentamiento o contacto con llama. El
valor Emisión promedio de Compuestos Orgánicos Gaseosos Totales, expresado como
Carbono Total fue 0.03 kg/h, El valor promedio de concentración de Compuestos Orgánicos
Gaseosos Totales fue 13.3 mg/m3 con un caudal estándar manejado en el ducto de 2076 m
3 std
/ h. Indicando que es inferior a lo establecido en el Decreto 638 Art.10.
Concentración de níquel y vanadio establecida en la reglamentación
En el Decreto 638 no se establece para metales valores máximos permisibles que puedan
ser comparados con los obtenidos en el estudio. Sin embargo, en el Decreto 2635 Reforma
Parcial del Decreto 2289, de fecha 22 de Julio de 1998, Artículo 87, se establecen unos
valores para los siguientes parámetros: Níquel (Ni) 0.5 mg/m3.Vanadio (V) 0.5 mg/m3. Los
resultados obtenidos indican que no se superan los valores límites permisibles.
Cálculo de la eficiencia de combustión:
198
Eficiencia de Combustión (EC) = (ppm CO2) x 100 / ((ppm CO) + (ppm CO2))
Eficiencia de Combustión (EC) = 29000 ppm x 100 / (640 ppm + 29000 ppm)
Eficiencia de Combustión (EC) = 97,8 %
3.3 Ensayos en suelo
Para determinar el impacto de las cenizas en el crecimiento de la vegetación se llevaron a
cabo una serie de ensayos en suelo las cuales se describiran a continuación:
3.3.1 Fabricación de canteros
Para tal fin se construyo un cantero elaborado con bloques con las siguientes medidas: 1m
de ancho por 3.20 m de largo y 20 cm de altura. Este cantero fue dividido en cuatro partes
iguales de 80cm de largo. Figura 5. A la primera división se le denomino cantero “A” donde
se utilizo como sustrato solo el ripio, al segundo se le denomino cantero “B” utilizando ripios
y materia orgánica. Al tercero se llamo cantero “C” y se utilizo ripios y arena. Al cuarto se le
denomino cantero “D” utilizando la mezcla de los tres, ripios, materia orgánica y arena
(tomando en cuenta que usualmente para estas mezclas la formula 3:2:1 tres proporciones de
ripios, 2 proporciones de materia orgánica. y 1 de arena, las mezclas se realizaron en un piso
de cemento ubicado cerca dentro de la Escuela Agronómica Salesiana se utilizaron palas para
homogenizar el material.
Figura 5. Fabricación de canteros y ubicación del sitio de ensayos en suelo
3.3.2 Colocación de semilla
199
El 12 de Julio de 2007 la actividad se realizó con características ambientalmente
favorables de sol y humedad esta el, se colocaron en cada cantero semillas seleccionadas de
la especie Nim (Azadirachta indica) tal como se demuestras en la Figura 6 las semillas fueron
colocadas en cada en hoyos de aprox. 4cm de profundidad y 3 cm. de ancho.
Figura 6. Colocación de semillas de la especie Nim (Azadirachta indica) en canteros
3.3.3 Resultados obtenidos de los ensayos en suelo
Después de 7 días de la siembra de las semillas Nim (Azadirachta indica), el 19 de Julio de
2007, se observa la aparición de algunos dicotiledones, a partir de esa fecha se inicia el
proceso de conteo de crecimiento los cuales son anotados en la Tabla 24, en la cual se puede
apreciar su desarrollo Cronológico en el crecimiento de los cotiledones de la especie
seleccionada. De acuerdo al conteo se puede observar que en el cantero “B” se observo un
mayor crecimiento en número en relación con los canteros, A, C y D esto debido a la cantidad
de nutrientes aportados fósforo, nitrógeno que suele aportar materia orgánica colocada en ese
cantero
Tabla 24. Evolución de Cotiledones de Semillas Nim (Azadirachta indica)
Fecha tomadas mes de Julio de 2007
Cantero 16 17 19 21 25 27 29 30 03 Plantas
muertas
200
A 5 9 13 22 26 36 51 55 64 5
B 2 10 21 33 64 97 99 104 102 2
C 3 11 20 32 54 75 74 89 1
D 2 7 13 22 31 34 36 35 34 1
En la Figura 7 se representación gráficamente de la evolución de las semillas plantadas
demostrando la evolución de las semillas.
16 17 19 21 25 27 29 30 3
Pla
ntas
mue
rtas
Julio Agosto
Dias Observados
Can
tero
s A
B
C
D
Figura 7 Representación grafica de la evolución de las semillas plantadas
En la Figura 8 se puede apreciar el crecimiento de las semillas plantadas en el periodo: a)
35 de julio, b) 30 de Julio, c) 03 de Agosto
a b
201
c
L
Figura 8 Crecimiento de las semillas plantadas
3.3.4 Disposición final de cenizas
La disposición final de las cenizas se realizaron en áreas aledañas a la localización del
campo Borburata PDVSA Sur se llevaron a cabo con la participación de PDVSA
Perforación, PDVSA División Ambiente y el Ministerio del Poder Popular para el Ambiente
(MPPA). Las actividades de iniciaron con el movimientos de tierra en el sitio se acumulo
material (tierra) para poder realizar una mezcla con la finalidad que esta pueda aportar los
nutrientes para que la vegetación crezca de forma rápida, el movimiento de tierra se llevara a
cabo en las áreas adyacentes Nor - Oeste cuyas dimensiones en el terreno son 15 mts de
ancho y 235 mts de Largo y Sur Este con 20 mts. de ancho y 235 mts. de largo de la
localización Borburata PDVSA División Centro Sur Barinas. Para el traslado de las cenizas al
sitio de disposición final se utilizo retroexcavadora y para el esparcimiento, una vez mezclada
las cenizas con la tierra a los largo de toda la extensión de terreno señalada se realizo riego
con agua potable y se paso rastra el cual produjo una mezcla de 30 cm en el suelo. Luego que
se finalizo con las actividades de movimiento de tierra se pudo observar que en un termino de
7 días ya están apareciendo los primeros indicios de revegetación natural del área y en un
periodo de 12 días ya había crecimiento significativo en todo el terreno de disposición final de
las cenizas en las fotos que se muestran a continuación se puede evidenciar las actividades
realizaras y el crecimiento de la vegetación.
En la Figura 9 se puede observar la movilización de tierra realizada en la localización
Borburata PDVSA dentro del área de perforación. a) Área de disposición, b) extencion de las
cenizas.
202
a b
Figura 9 Movilización de tierra realizada en la localización Borburata PDVSA dentro del
área de perforación.
En la Figura 10 se muestra la forma como el terreno se reforesto de forma natural en corto
tiempo a) Observación 8 de Noviembre 2007 b) Observación 05 de Diciembre c)
Observacion 03 de enero 2008
203
a
b
c
Figura 10. Observación cronología del terreno
3.4 Matriz de selección de las tecnologías
3.4.1 Características del sitio a aplicar la tecnología
Para poder sustentar esta variable se debe considerar aspectos de la ubicación geográfica
donde se generan los desechos que demanda el uso de la tecnología más adecuada. Barinas se
encuentra situado en la región sudoccidental de Venezuela con la mayor parte de su territorio
ubicado en los Llanos y la otra, en los Andes. Son sus límites: Los estados Mérida, Trujillo,
Portuguesa y Cojedes por el norte: El estado Apure por el sur; Guárico por el este y los
estados de Mérida y Táchira por el oeste. La agricultura es la principal fuente de trabajo,
efectivamente, es el primer productor de algodón del país; muy importante también es su
producción de plátano, girasol, ajonjolí, caraotas, café cacao, tabaco, cucurbitáceas, como
patilla, melón, auyama; arroz, ñame, cambur, etc. también muy importante sus actividades
pecuarias, las actividades de extracción de petróleo están en el campo de San Silvestre y
204
Borburata. Un importante aspecto a considerar que Barinas tiene periodos de lluvia que van
de abril a octubre.
Para el caso de la aplicación de la tecnología de encapsulamiento
(estabilización/solidificación) las condiciones ambientales como la lluvia. Igualmente sucede
con la técnica de Biorremediación pues impiden el movimiento de maquinaria los cual trae
como consecuencia que las mezclas no se realicen de forma adecuada en estos periodos
lluviosos que corresponden a 6 meses al año por lo que se considera a la técnica desfavorable
para ambos casos. En al caso de la técnica de desorción térmica los períodos de lluvia no
afectan el proceso se considera una técnica favorable puesto que no se ve afectada por las
condiciones del ambiente.
3.4.2 Efectividad (tipo de desecho a tratar)
Esta variable esta determinada por las características propias del contaminante a tratar en
las operaciones de perforación del Borburata se perfora con lodo en base a aceite sintético
cuyo nombre comercial es Vassa la cual es de fácil degradabilidad pero de un alto costo el
cual, esta entre los 160 a 170 dólares el barril. Para efectos del análisis la técnica
encapsulamiento no destruye el contaminante, la técnica del biodegradación parte del material
a tratar se evapora y el resto es degradado por la materia orgánica el cual dependiendo del
buen desempeño operativo puede mineralizarse. En el caso de la técnica de desorción térmica
el material contaminante no se destruye pero se puede recuperar el cual puede ser reutilizado
para la fabricación de lodos de perforación. La desorción térmica es efectiva en la reducción
de concentraciones de un amplio rango de productos petroleros, incluyendo gasolinas, diesel,
kerosene, lubricantes, entre otros. La desorción térmica será efectiva sobre todos los
constituyentes petroleros que son volátiles.
3.4.3 Riesgos de permisología
Por ser Barinas un estado agrícola la selección de tratamiento de los desechos provenientes
de las actividades de perforación es muy exigente por los que la aplicación de la técnica de
Encapsulamiento trae como consecuencia que aun no se ha logrado la autorización por parte
del Ministerio para el Poder Popular para el Ambiente a la disposición de los desechos
encapsulados en el distrito Barinas lo cual a ocasionado que los mismos se encuentren
dispersados por todas las áreas donde se realizan las actividades de perforación. La técnica de
205
biotratamiento requiere grandes extensiones de terreno la selección de áreas para disponer los
desechos por lo que se complica la obtención de permisología ya que gran parte de los
terrenos son considerados aptos para la agricultura y la ganadería y los terrenos que podrían
ser utilizados se encuentran muy lejanos de donde se realizan las actividades de perforación
esto añade costos extra al tratamiento de los desechos para la desorción térmica se otorgó la
permisología para la disposición de las cenizas dentro de la misma localización de
perforación. .
3.4.4 Reducción de la cantidad de desecho.
La técnica de biodegradación aumenta la cantidad de desechos dependiendo del contenido
de hidrocarburos se realizan diluciones en la tierra, igualmente sucede con la tecnología de
encapsulamiento la cantidad de desecho se duplica por el factor de mezcla 1:1 para lograr la
estabilización y la solidificación, la desorción térmica reduce la cantidad de desecho puesto
que remueve el factor de humectabilidad en el caso de los desechos de Barinas el contenido
de agua es de 21% y el de aceite es de 30% los cual indica que hay una reducción de 51% del
material tratado
3.4.5 Reuso de materiales
Con la técnica de biorremediación no se reutiliza el materia tratado así como la técnica de
Encapsulamiento, en la técnica de desorción térmica se reusa el 80% del 49% del aceite
impregnado. El 20% se es reutilizado como combustible en el mismo equipo.
3.4.6 Tiempo en el tratamiento
Para el caso de la técnica de encapsulamiento el proceso es relativamente rápido y podría
realizarse la mezcla por baches en término de dos horas por proceso., el proceso de
biotratamiento se estima de 30 a 45 para colocar los parámetros en norma, esto, si las
condiciones ambientales son favorables, en periodos lluviosos la técnica es difícil de aplicar y
podría extenderse mucho mas tiempo, para la desorción térmica cada bache manejado en el
equipo tiene un periodo de retención en el cilindro rotatorio de aproximadamente 45 minutos,
con capacidad de procesamiento de 22 m3 por día.
206
3.4.7 Post-tratamiento
Se refiere al tratamiento en el cual se someterá el desecho una vez aplicada la técnica de
tratamiento para los desechos tratados con técnica de encapsulamiento en el caso de Barinas
se debe realizar post tratamientos ya que estos presentan lixiviado y hay que reubicarlos en
lugares lejos de las actividades de perforación incrementando los costos finales de
tratamiento, el caso de biotratamiento el desecho no se somete a ningún tipo de tratamiento
posterior, los sometidos a tratamientos térmicos pueden ser dispuestos en las mismas áreas de
perforación y no necesitan tratamientos posteriores.
3.4.8 Área requerida
Para el caso de Encapsulamiento el desecho se duplica para el caso de 500 m3, los mismos
se duplican a 1000 m3 cifra difícil de manejar por la gran cantidad de desechos generados en
las actividades de perforación, la técnica de biotratamiento demanda gran cantidad de terrenos
a utilizar y para el caso de 500 m3
de desechos se necesitaran 3600 m2 de área requerida, para
el caso de desorción térmica 500 m3 de desechos se reducen a 245 m
3 lo cual permite
disponerlo en las áreas aledañas al sitio de perforación.
3.4.9 Costos.
Los costos de cada tratamiento serán calculados tomando en cuenta el transporte,
tratamiento, post- tratamiento para la cantidad establecida de 500 m3 ver Tabla 25
comparativa de costos entre las técnicas encapsulamiento, biorremediación y desorción
térmica.
Según los resultados los desechos manejados en campo contienen, 30% aceite, 21% agua
49% sólidos. Donde el volumen de aceite impregnado es 150 m3
El valor del aceite sintético
por barril de aceite es de 160 $.
207
Tabla 25. Tabla comparativa de costos entre las técnicas Encapsulamiento, biorremediación
y desorción térmica
Tratamiento con
Unidad térmica Encapsulamiento Biotratamiento
Cantidad de desecho a tratar m3 500 500 500
Costo por m3 252 172 60
Total costo ($) 126000 86000 30000
Volumen Vassa Recuperado bbl 754.8 120 120
Volumen de Vassa Perdido bbl 0 754.8 754.8
Costo Vassa por bbl 160 160 160
Total Vasa Recuperado ($) 120768 0 0
Monto de tratamiento ($) 5232 85840 29840
El proceso de Desorción térmica tiene la capacidad de recuperar el 80 % del 30% del
aceite contenido en los desechos a 120 m3.
Con respecto a la aplicación de otras tecnologías no hay recuperación de material por lo en
este caso el proceso térmico resulta una tecnología mas económica con respecto al
Encapsulamiento y la biodegradación.
La Tabla 26 tabla comparativa de ventajas y desventajas de la técnica Encapsulamiento,
biorremediación y desorción térmica.
Luego del análisis y comparación de las tecnologías de tratamiento en la Tabla No 3.15
que señala la comparación de las tecnologías, se puede observar un resumen donde se puede
concluir que la tecnología mas adecuada para ser implementada en el campo Borburata,
estado Barinas es la desorción térmica.
Tabla 26 Comparación de las Tecnologías
Tecnología de
tratamiento
desechos
Característica
s del sitio a
aplicar la
tecnología
Efectividad Riesgos
Permisologí
a
Reducción
de la
cantidad de
desecho
Reuso
del
Material
Tiempo en
el
tratamiento
Post-
tratamie
nto
Área
Requerida
Costos
Limitacion
es Técnicas
Encapsulamiento
(estabilización y
solidificación)
Desfavorable
No destruye el
contaminante
Poco Viable
Aumenta en
una
proporción
1:1
No
2 o mas
Horas
Si
Mucho
espacio
85840
Altas
Biorremediación
Desfavorable
Destruye el
contaminante
en un 100%
Poco viable Aumente en
una
proporción
No
30 días o
mas
Mucho
espacio
29840
Altas
208
IV. CONCLUSIONES
Para esta investigación se llegó a una serie de conclusiones entre las que destacan las siguientes:
Antes de considerar la aplicación de una técnica de tratamiento, es indispensable contar con
información del sitio y llevar a cabo su caracterización, así como la del contaminante a tratar.
Posteriormente, cada tecnología puede elegirse con base en sus costos y a la disponibilidad de
materiales y equipo para realizar el tratamiento.
En términos generales, las técnicas de fisicoquímicas como el encapsulamiento
(estabilización/solidificación), es más apropiada para ser utilizada en suelos y sólidos con residuos de
metales pesados. Hay que tomar en cuenta que las altas concentraciones de hidrocarburos interfieren
con los procesos de solidificación y dificulta las mezclas uniformes por lo cual rinden un material
inservible y contaminado afectando la ecuación costo/efectividad.
1:1 No
Desorción
Térmica
Favorable
Remueve el
contaminante
99..9 %
Viable
Reduce
51%
Si
45 minutos
No
Poco
espacio
5232
Medianas
209
La técnica de biorremediación es una tecnología convencional se ha limitado para el tratamiento de
compuestos orgánicos biodegradables, puede usarse para disminuir la toxicidad del contaminante. Este
tipo de tecnología es ambientalmente más «amigables» y sus costos no son elevados. Sin embargo, los
tiempos de limpieza pueden prolongarse hasta varios meses.
Con las tecnologías térmicas es posible disminuir significativamente los tiempos de limpieza,
su aplicación resulta novedosa y tiende a resolver uno de los problemas más importantes en cuanto a
desechos sólidos impregnados con hidrocarburos permitiendo realizar tratamientos efectivos que
dejan al desecho en condiciones óptimas para su disposición final. Esta tecnología también maximiza
la recuperación del hidrocarburo y se disminuye el volumen enviado a disposición final. El sólido
tratado y enviado a disposición final se incorpora rápidamente al suelo nativo y permite el avance de la
re-vegetación natural. El tratamiento térmico elimina la responsabilidad a largo término que esta
asociada con otras tecnologías de remediación.
Por lo que resulta un proceso rápido decididamente menor que en la técnica de encapsulamiento y
biorremediación, siempre alcanzan una eficiencia de remoción >99% del hidrocarburo. La habilidad
para alcanzar tales eficiencias de remoción a costos razonables ha hecho del tratamiento térmico un
tratamiento popular para alcanzar bajos niveles de TPH. El tiempo transcurrido entre el ingreso de
desechos a la planta, se procesa e inmediatamente se puede realizar su disposición final. Se puede
adaptar a diferentes climas. Los resultados obtenidos mediante esta novedosa tecnología, sin duda, son
alentadores, convirtiéndose en una alternativa efectiva y viable de tratamiento para esta corriente de
desechos vale destacar que durante el desarrollo de esta prueba piloto desarrollada en el Distrito
Barinas se logro la reducción significativa en el impacto ambiental y volumen de desechos, se alcanzo
niveles de TDH < 0.005, logrando la aceptación y aprobación del Ministerio para el Poder Popular
para el Ambiente, recomendándola para ser aplicada en otras áreas de alta sensibilidad ambiental
210
V. RECOMENDACIONES
Con base a los resultados obtenidos en este experimento se recomienda:
• Antes de considerar la aplicación de una técnica de tratamiento, se recomienda contar
con información del sitio caracterizar el contaminante a tratar. Posteriormente, cada
tecnología puede elegirse con base en sus costos y a la disponibilidad de materiales y
equipo para realizar el tratamiento.
• En términos generales, las técnicas de fisicoquímicas como el encapsulamiento
(estabilización/solidificación), se recomienda utilizarse en suelos o desechos sólidos
contaminados con metales pesados.
• La técnica de biorremediación se recomienda ser utilizada en lugar de fácil acceso y
cercanos a los sitios de producción de desechos puesto que técnicas de este tipo son
ambientalmente más «amigables» y sus costos no son elevados.
211
• Para el caso del manejo de desechos impregnados con hidrocarburos en el Distrito
Barinas se recomienda la aplicación de la desorción térmica puesto que el análisis
sugiere que es la técnica mas apropiada
ANEXOS
212
ANEXOS 1. Taladro de perforación petrolera
Sistema de Circulación Equipo Rotatorio Equipo de Control de Pozo Tuberías y Equipo
213
de Manejo de Tuberías
1. Tanques de lodo 12. Unión giratoria 23. Preventor anular 29. Tarimas para tuberías
2. Bombas de lodo 13. Kelly 24. Preventores de reventones 30. Planchada
3. Tubo vertical 14. Buje de junta kelly 25. Unidad de acumulación 31. Puerta central
4. Manguera de perforación 15. Mesa rotatoria 26. Múltiple 32. Ratonera de
5. Almacenamiento de lodo a estrangulamiento
granel Sistema de Levantamiento Sistema de Energía Varios
6. Línea de retorno de lodo 16. Bloque de corona 27. Separador de lodo-gas 33. Caseta
7. Zaranda 17. Plataforma del Torrero 34. Sótano
8. Deslimador 18. Bloque viajero 35. Cable de
9. Desarenador 19. Gancho levantamiento
10. Desgasificador 20. Malacate36. Poste grúa
11. Tanques de reserva 21. Subestructura
de ariete 22. Cable de perforación
Anexo 2. Volúmenes detallados de desechos Manejados abril de 2007 hasta marzo 2008
Ripios sin procesar Ripios Procesados
FECHA VOLUMEN RECIBIDO
(M3)
VOLUMEN RECIBIDO
ACUMULADO (M3)
RETORTA
PROCEDENCIA VOLUMEN
PROCESADO (M3)
RETORTA
Muestra W O S W O S
1 27-Apr 12 12 16% 30% 54% CLIFF 42 6 5% 0% 95%
2 28-Apr 0 12 0% 0% 0% CLIFF 43 6 5% 0% 95%
3 29-Apr 22 33 16% 30% 54% CLIFF 43 10 5% 0% 95%
4 30-Apr 21 54 17% 30% 53% CLIFF 43 15 4% 0% 96%
5 1-May 70 124 15% 30% 55% CLIFF 43 8 0% 0% 0%
6 2-May 0 124 0% 0% 0% 0 0 3% 0% 97%
7 3-May 0 124 0% 0% 0% 0 15 4% 0% 96%
8 4-May 0 124 0% 0% 0% 0 12 3% 0% 97%
9 5-May 0 124 0% 0% 0% 0 0 5% 0% 95%
10 6-May 0 124 0% 0% 0% 0 14 6% 0% 94%
11 7-May 0 124 0% 0% 0% 0 10 6% 0% 94%
12 8-May-07 0 124 0% 0% 0% 0 5 5% 0% 95%
13 9-May-07 0 124 0% 0% 0% 0 0 5% 0% 95%
14 10-May-07 0 124 0% 0% 0% 0 9 5% 0% 95%
15 11-May-07 0 124 0% 0% 0% 0 0 5% 0% 95%
16 12-May-07 28 152 15% 30% 55% CLIFF 43 12 5% 0% 95%
17 13-May-07 0 152 0% 0% 0% 0 15 5% 0% 95%
18 14-May-07 28 180 15% 30% 55% CLIFF 43 16 4% 0% 96%
19 15-May-07 49 229 15% 30% 55% CLIFF 43 12 4% 0% 96%
20 16-May-07 0 229 0% 0% 0% 0 0 5% 0% 95%
21 17-May-07 0 229 0% 0% 0% 0 15 5% 0% 95%
21 18-May-07 0 229 0% 0% 0% 0 14 5% 0% 95%
22 19-May-07 35 264 15% 30% 55% CLIFF 43 18 4% 0% 96%
23 20-May-07 0 264 0% 0% 0% 0 16 5% 0% 95%
24 21-May-07 28 292 22% 26% 52% CLIFF 43 20 0% 0% 0%
25 22-May-07 28 320 18% 25% 57% CLIFF 43 28 5% 0% 95%
26 23-May-07 21 341 18% 24% 58% CLIFF 43 13 5% 0% 95%
27 24-May-07 21 362 18% 20% 62% CLIFF 43 19 0% 0% 0%
28 25-May-07 7 369 18% 20% 62% CLIFF 43 8 0% 0% 0%
29 26-May-07 0 369 18% 20% 62% 0 22 5% 0% 95%
30 27-May-07 0 369 18% 20% 62% 0 14 5% 0% 95%
31 22-Jun 7.00 7 20% 28% 52% BOR 37 0.00 0% 0% 0%
32 23-Jun 49.00 56 0% 0% 0% BOR 37 0.00 0% 0% 0%
32 24-Jun 35.00 91 0% 0% 0% BOR 37 37.90 5% 0% 95%
214
33 25-Jun 62.90 154 20% 28% 52% BOR 37 40.85 4% 0% 96%
34 26-Jun 63.00 217 14% 22% 64% BOR 37 39.10 0% 0% 0%
35 27-Jun 0.00 217 0% 0% 0% 0 25.59 3% 0% 97%
36 28-Jun 23.84 241 24% 18% 58% BOR 37 17.80 4% 0% 96%
37 29-Jun 14.00 255 17% 18% 65% BOR 38 2.22 3% 0% 97%
38 30-Jun 38.00 293 19% 23% 58% BOR 38 31.00 5% 0% 95%
39 1-Jul 0.00 293 0 23.00 6% 0% 94%
40 2-Jul 35.00 328 22% 18% 60% BOR 38 22.70 6% 0% 94%
41 3-Jul-07 21.00 349 20% 22% 58% BOR 38 6.51 5% 0% 95%
42 4-Jul-07 7.00 356 24% 19% 57% BOR 38 12.40 5% 0% 95%
43 5-Jul-07 7.00 363 24% 20% 56% BOR 38 17.50 5% 0% 95%
44 6-Jul-07 7.00 370 25% 21% 64% BOR 38 5.24 5% 0% 95%
45 7-Jul-07 0.00 370 0% 0% 0% 0 4.29 5% 0% 95%
46 8-Jul-07 13.70 384 26% 21% 53% 0 0 5% 0% 95%
47 9-Jul-07 0.00 384 0% 0% 0% 0 0 4% 0% 96%
48 10-Jul-07 0.00 384 0% 0% 0% 0 12.08 4% 0% 96%
49 11-Jul-07 14.00 398 14% 28% 58% BOR 38 11.40 5% 0% 95%
50 12-Jul-07 0.00 398 0% 0% 0% 0 13.51 5% 0% 95%
51 13-Jul-07 0.00 398 0% 0% 0% 0 13.90 5% 0% 95%
52 14-Jul-07 0.00 398 0% 0% 0% 0 6.30 4% 0% 96%
53 15-Jul-07 0.00 398 0% 0% 0% 0 5.00 5% 0% 95%
54 16-Jul-07 0.00 398 0% 0% 0% 0 0.00 0% 0% 0%
55 17-Jul-07 0.00 398 0% 0% 0% 0 9.53 5% 0% 95%
56 18-Jul-07 42.00 440 27% 32% 41% BOR 38 5.00 5% 0% 95%
57 19-Jul-07 0.00 440 0% 0% 0% 0 28.00 0% 0% 0%
58 20-Jul-07 0.00 440 0% 0% 0% 0 13.00 0% 0% 0%
59 31/07/07 14 14 18% 22% 60% SIN 18X2 0 0% 0% 0%
100 1/8/2007 35 49 18% 22% 60% SIN 18X2 0 0% 0% 0%
101 2/8/2007 21 70 16% 27% 57% SIN 18X2 0 0% 0% 0%
102 3/8/2007 14 84 21% 20% 59% BOR-37 0 0% 0% 0%
103 14/08/07 0 84 0% 0% 0% 0 8 5% 0% 95%
104 15/08/07 0 84 0% 0% 0% 0 12 5% 0% 95%
105 16/08/07 0 84 0% 0% 0% 0 12 6% 0% 94%
106 17/08/07 0 84 24% 20% 56% 0 15 4% 0% 96%
107 18/08/07 0 84 24% 20% 56% 0 12 4% 0% 96%
108 19/08/07 0 84 24% 20% 56% 0 8 5% 0% 95%
109 20/08/07 0 84 0% 0% 0% 0 8 5% 0% 95%
110 21/08/07 0 84 0% 0% 0% 0 8 5% 0% 95%
111 22/08/07 82 166 30% 28% 42% BOR 19 4 5% 0% 95%
112 23/08/07 14 181 30% 28% 42% BOR 19 15 5% 0% 95%
113 24/08/07 0 181 30% 28% 42% 0 15 5% 0% 95%
114 25/08/07 0 181 30% 28% 32% 0 12 5% 0% 95%
115 26/08/07 30 211 0% 0% 0% SIN 19X2 10 5% 0% 95%
116 27/08/07 40 251 18% 22% 60% SIN 19X2 15 5% 0% 95%
117 28/08/07 0 251 18% 22% 60% 0 15 5% 0% 95%
118 29/08/07 56 307 16% 27% 57% BOR 19 15 5% 0% 95%
119 30/08/07 23 330 32% 20% 48% BOR 19 15 5% 0% 95%
120 31/08/07 0 330 0% 0% 0% 0 15 4% 0% 96%
121 1-Sep-07 0 330 0% 0% 0% 0 15 4% 0% 96%
122 2-Sep-07 35 365 0% 0% 0% SIN 19X2 15 4% 0% 96%
123 3-Sep-07 7 372 27% 22% 51% SIN 19X2 15 4% 0% 96%
124 4-Sep-07 22 394 11% 21% 68% SIN19X2/BOR19 15 4% 0% 96%
125 5-Sep-07 14 408 25% 20% 55% SIN 19X2 15 5% 0% 95%
126 6-Sep-07 0 408 0% 0% 0% 0 14 5% 0% 95%
127 7-Sep-07 0 408 0% 0% 0% 0 14 5% 0% 95%
128 8-Sep-07 0 408 0% 0% 0% 0 14 5% 0% 95%
129 9-Sep-07 0 408 0% 0% 0% 0 14 5% 0% 95%
130 10-Sep-07 0 408 25% 21% 54% 0 15 5% 0% 95%
131 11-Sep-07 0 408 0% 0% 0% 0 16 5% 0% 95%
132 12-Sep-07 0 408 0% 0% 0% 0 16 5% 0% 95%
133 13-Sep-07 0 408 0% 0% 0% 0 16 5% 0% 95%
134 15-09-07 28.0 28 24% 19% 57% pozo 30-34 0 0% 0% 0%
135 21-09-07 14 42 15.0 50.0 35.0 Caipe 13 0 0% 0% 0%
136 22-09-07 21 63 14% 40% 46% Caipe 13 0 0% 0% 0%
137 24-09-07 21 84 15.0 50.0 35.0 Caipe 13 0 0% 0% 0%
215
138 25-09-07 21 105 21% 23% 66% 0 0 0% 0% 0%
139 23/10/07 9 114 15.0 50.0 35.0 pozo 30-34 23 5% 0% 95%
140 24/10/07 24 138 15.0 50.0 35.0 pozo 30-34 23 5% 0% 95%
141 25/10/07 24 162 15.0 50.0 35.0 pozo 30-34 5 5% 0% 95%
142 26/10/07 0 162 0.0 0.0 0.0 pozo 30-34 8 4% 0% 96%
143 27-10-07 9 171 14% 40% 46% pozo 30-34 13 4% 0% 96%
144 28-10-07 18 189 15% 45% 40% pozo 30-34 12 4% 0% 96%
145 29-10-07 22 211 26% 19% 55% pozo 30-34 15 4% 0% 96%
146 30-10-07 7 218 17% 21% 62% Tor-16 19 4% 0% 96%
147 31-10-07 31 249 17% 18% 65% Tor-16/sin97 13 5% 0% 95%
148 1/11/2007 28 277 21% 23% 66% Tor-16 22 5% 0% 95%
149 2/11/2007 14 291 0% 0% 0% Tor-16 27 5% 0% 95%
150 3/11/2007 14 305 12% 20% 68% Tor-16/sin97 23 5% 0% 95%
151 4/11/2007 0 305 0% 0% 0% 0 23 5% 0% 95%
152 5/11/2007 14 319 16% 21% 63% Tor-16 20 5% 0% 95%
153 6/11/2007 14 333 21% 26% 53% sin 97 20 5% 0% 95%
154 7/11/2007 14 347 24% 19% 57% sin 97 25 5% 0% 95%
155 8/11/2007 0 347 0% 0% 0% 0 20 5% 0% 95%
156 9/11/2007 162 509 52% 38% 10% p.30- 34/Tor16 19 4% 0% 96%
157 10/11/2007 0 509 0% 0% 0% 0 20 4% 0% 96%
158 11/11/2007 0 509 0% 0% 0% 0 21 4% 0% 96%
159 12/11/2007 0 509 0% 0% 0% 0 29 4% 0% 96%
160 13/11/07 0 509 0% 0% 0% 0 23 4% 0% 96%
161 14/11/07 0 509 0% 0% 0% 0 30 4% 0% 96%
162 15/11/07 28 537 % 18% 32% Tor-16 27 5% 0% 95%
163 16-11-07 16 553 52% 38% 10% Tor-16 30 5% 0% 95%
164 17-11-07 14 567 50% 16% 34% Tor-16 28 5% 0% 95%
165 18-11-07 42 609 16% 35% 49% Tor-16 30 5% 0% 95%
166 19-11-07 84 693 34% 24% 41% Tor-16 30 5% 0% 95%
167 20-11-07 35 728 52% 38% 10% Caipe 13 35 5% 0% 95%
168 20-11-07 14 742 52% 38% 10% Caipe 13 49 5% 0% 95%
169 22-11-07 0 742 52% 38% 10% 0 15 5% 0% 95%
170 29/10/07 7 7 16% 35% 49% Sin -97 0 4% 0% 96%
171 31/10/07 10 17 14% 40% 46% Sin-97 0 4% 0% 96%
172 06/11/2007 14 31 52% 38% 10% Sin-97 15 4% 0% 96%
173 11/07/2007 14 45 24% 19% 57% Sin-97 20 5% 0% 95%
174 23/11/07 7 52 25% 19% 45% Caipe 14 10 5% 0% 95%
175 24/11/07 0 52 0% 0% 0% 0 15 5% 0% 95%
176 25/11/07 0 52 0% 0% 0% 0 0 0% 0% 0%
177 26/11/07 27 79 15% 50% 35% Caipe 14 0 0% 0% 0%
178 27/11/07 9 88 21% 23% 66% Caipe 14 20 5% 0% 95%
179 28/11/07 21 109 16% 35% 49% Tor-16 15 5% 0% 95%
180 29/11/07 42 151 17% 21% 62% Tor-16 25 5% 0% 95%
181 30/11/07 42 193 52% 38% 10% Tor-16 45 5% 0% 95%
182 01-12-07 42 235 52% 38% 10% Tor-16 20 5% 0% 95%
183 02-12-07 0 235 0% 0% 0% 0 0 0% 0% 0%
184 03-12-07 42 277 17% 21% 62% Tor-16 0 0% 0% 0%
185 04-12-07 0 277 0% 0% 0% Tor-16 27 4% 0% 96%
186 05-12-07 0 277 0% 0% 0% Tor-16 45 4% 0% 96%
187 06-12-07 38 315 17% 21% 62% Tor-16 0 0% 0% 0%
188 07-12-07 0 315 0% 0% 0% sin 97 45 4% 0% 96%
189 08-12-07 58 373 21% 23% 66% POZO39 0 0% 0% 0%
190 09-12-07 7 380 21% 23% 66% POZO39 0 0% 0% 0%
191 10-12-07 14 394 21% 23% 66% POZO39 30 4% 0% 96%
192 11-12-07 7 401 21% 23% 66% POZO39 0 0% 0% 0%
193 12-12-07 7 408 25% 19% 45% POZO39 0 0% 0% 0%
194 13-12-07 14 422 25% 19% 45% POZO39 30 3% 0% 97%
195 14-12-07 7 429 25% 19% 45% POZO39 15 4% 0% 96%
196 15-12-07 0 429 0% 0% 0% POZO39 20 3% 0% 97%
197 16-12-07 0 429 0% 0% 0% 0 15 5% 0% 95%
198 17-12-07 21 450 16% 35% 49% Tor-16 0 0% 0% 0%
199 18-12-07 7 457 16% 35% 49% Tor-16 0 0% 0% 0%
200 19-12-07 0 457 0% 0% 0% Tor-16 19 6% 0% 94%
201 20-12-07 0 457 0% 0% 0% Tor-16 20 6% 0% 94%
202 21-12-07 0 457 0% 0% 0% Tor-16 20 6% 0% 94%
216
203 22-12-07 14 471 16% 35% 49% Caipe 14 15 6% 0% 94%
204 12/12/2007 7 7 19% 26% 55% POZO 39 0 6% 0 94%
205 22-12-07 7 14 16% 31% 53% Caipe 14 0 6% 0 94%
206 23-12-07 35 49 14% 26% 60% 0 7 4% 0 94%
207 24-12-07 21 70 12% 22 66 Caipe 14 0 0% 0 0
208 25-12-07 30 100 24% 25% 52% Caipe 14 0 0% 0 0
209 26-12-07 14 114 20% 27% 53% Caipe 14 0 0% 0 0
210 27-12-07 21 135 18% 24% 58% Caipe 14 0 6% 0 94%
211 28-12-07 28 163 11% 23% 66% Caipe 14 35 4% 0 96%
212 29-12-07 17 180 21% 23% 56% Caipe 14 20 5% 0 95%
213 30-12-07 38 218 20% 24% 56% POZO 39 15 5% 0 95%
214 31-12-07 0 218 0 0 0 POZO 39 24 0 0 0
215 01/01/2008 0 218 0 0 0 Caipe 14 0 0 0 0
216 02/01/2008 7 225 26% 26% 48 Caipe 14 15 6% 0 94%
217 03-01-08 14 239 14% 30% 56 Caipe 14 25 5% 0 95%
218 04-01-08 21 260 10% 33% 57% Caipe 14 25 6% 0 94%
219 05-01-08 21 281 16% 24% 60% Caipe 14 25 5% 0 95%
220 06-01-08 0 281 20% 28% 52% 0 30 6% 0 94%
221 07-01-08 0 281 0 0 0 0 30 6% 0 94%
222 08-01-08 0 281 0 0 0 0 30 5% 0 95%
223 09-01-08 42 323 0 0 0 Bor-40 0 6% 0 94%
224 10-01-08 14 337 24% 26% 50% Bor-40 0 0 0 0
225 11-01-08 0 337 24% 26% 50% 0 10 0 0 0
226 12-01-08 21 358 24% 26% 50% Bor-40 0 0 0 0
227 13-01-08 358 0 0 0 0 15 5% 0 95%
228 14-01-08 358 0 0 0 0 7 6% 0 94%
229 15-01-08 24 382 36% 24% 40% POZO 39 0 5% 0 95%
230 16-01-08 22 404 30% 22% 48% POZO 39 0 6% 0 94%
231 17-01-08 7 411 32% 24% 44% POZO 39 0 5% 0
232 18-01-08 411 0 0 0 0 25 5% 0 95%
233 19-01-08 411 0 0 0 0 28 5% 0 95%
324 20-01-08 411 0 0 0 0 15 5% 0 95%
325 21-01-08 411 0 0 0 0 15 5% 0 95%
326 22-01-08 411 0 0 0 0 15 6% 0 94%
327 01/02/2008 10 10 14% 31% 55% Cliff 42 0 5% 0% 95%
328 02/02/2008 0 10 0% 0% 0% 0 5 5% 0 95%
329 03/02/2008 10 20 30% 28% 42% Cliff 42 0 0% 0% 0%
330 04/02/2008 0 20 0% 0% 0% 0 5 5% 0% 95%
331 05/02/2008 10 30 28% 26% 46% Cliff 42 0 0% 0% 0%
332 06/02/2008 0 30 0% 0% 0% 0 5 6% 0% 94%
333 07/02/2008 0 30 0% 0% 0% 0 5 5% 0% 95%
334 08/02/2008 0 30 26% 24% 50% 0 14 6% 0% 94%
335 09/02/2008 7 37 24% 28% 48% Bor-41 0 0% 0% 0%
336 10/02/2008 21 58 21% 25% 54% Pozo 39 0 0% 0% 0%
337 11/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 3 5% 0% 95%
338 12/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 2 5% 0% 95%
339 13/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 2 6% 0% 94%
340 14/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 4 6% 0% 94%
341 15/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 14 6% 0% 94%
342 16/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 3 6% 0% 94%
343 17/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 4 6% 0% 94%
344 18/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 14 6% 0% 94%
345 19/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 3 6% 0% 94%
346 20/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 5 6% 0% 94%
347 21/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 5 6% 0% 94%
348 22/02/2008 7 65 26% 25% 49% Bor-41 0 0% 0% 0%
349 23/02/2008 7 72 26% 24% 50% Bor-41 7 5% 0% 95%
350 24/02/2008 0 72 0% 0% 0% 0 0 0% 0% 0%
351 25/02/2008 14 86 23% 21% 56% Bor-41 0 0% 0% 0%
352 26/02/2008 7 93 35% 22% 43% Bor-41 0 0% 0% 0%
353 27/02/2008 7 100 26% 24% 50% Bor-41 0 0% 0% 0%
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