Universidad de La Salle Universidad de La Salle

Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle

Ingeniería Ambiental y Sanitaria Facultad de Ingeniería

1-1-2001

Manejo total de fluidos en la estimulación de pozos de petróleo Manejo total de fluidos en la estimulación de pozos de petróleo

Diana Marcela Triviño Jaimes Universidad de La Salle, Bogotá

Alejandro Murillo Ospina Universidad de La Salle, Bogotá

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Citación recomendada Citación recomendada Triviño Jaimes, D. M., & Murillo Ospina, A. (2001). Manejo total de fluidos en la estimulación de pozos de petróleo. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_ambiental_sanitaria/1385

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MANEJO TOTAL DE FLUIDOS EN LAMANEJO TOTAL DE FLUIDOS EN LA

ESTIMULACION DE POZOS DE PETROLEOESTIMULACION DE POZOS DE PETROLEO

DIANA MARCELA TRIVIÑO JAIMESDIANA MARCELA TRIVIÑO JAIMES

ALEJANDRO MURILLO OSPINAALEJANDRO MURILLO OSPINA

UNIVERSIDAD DE LA SALLEUNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIAFACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOTÁ, D.CBOGOTÁ, D.C

20012001

MANEJO TOTAL DE FLUIDOS EN LAMANEJO TOTAL DE FLUIDOS EN LA

ESTIMULACION DE POZOS DE PETROLEOESTIMULACION DE POZOS DE PETROLEO

DIANA MARCELA TRIVIÑO JAIMESDIANA MARCELA TRIVIÑO JAIMES

ALEJANDRO MURILLO OSPINAALEJANDRO MURILLO OSPINA

Informe de Pasantía para optar al título deInforme de Pasantía para optar al título deIngeniero Ambiental y Sanitario.Ingeniero Ambiental y Sanitario.

DirectorDirectorJOSE ANTONIO GALINDO MARTINEZJOSE ANTONIO GALINDO MARTINEZ

IngenieroIngeniero

UNIVERSIDAD DE LA SALLEUNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIAFACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOTÁ, D.CBOGOTÁ, D.C

20012001

0.0. INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

Halliburton Latin America S.A, es una unidad empresarial de Halliburton Company,

que provee productos, servicios y soluciones a la industria energética global; su política

se basa en prestar sus servicios satisfaciendo las necesidades de sus clientes, mejorando

continuamente su calidad y tratando de exceder las expectativas de los mismos.

Basados en sus políticas de mejoramiento, se quiere desarrollar un programa para darle

un nuevo uso a los fluidos residuales generados en las operaciones de Estimulación,

necesidad generada por el valor agregado que poseen estos materiales.

Para cumplir con este objetivo, se tiene la herramienta de TFM (Manejo Total de

Fluidos), que se aplica en esta compañía en las operaciones de perforación de pozos de

petróleo por parte de compañía Baroid (grupo Halliburton). Esta herramienta tiene

como bases fundamentales, la política de Producción Más Limpia y las normas ISO

9000 y 14000.

Basándose en estas políticas se pretende cumplir con la disminución y sustitución de

materias primas, minimizar el riesgo de contaminación en las operaciones de

Estimulación y reutilizar los residuos generados en estas.

Para el planteamiento de este programa, Halliburton, asignó a dos estudiantes de

Ingeniería Ambiental y Sanitaria, quienes estuvieron vinculados, en la compañía,

durante seis meses, en la ciudad de Neiva, con el fin de tener acceso a la información,

instalaciones, unidades y herramientas de la compañía; visitar los capos petrolíferos

cercanos a la zona; y relacionarse con las operaciones de Estimulación.

Este programa comenzó con la determinación de la situación ambiental de las

operaciones, se identificaron las oportunidades de mejoramiento para disminuir la

contaminación generada por la actividad; para esto se establecieron las siguientes

actividades:

­ Identificación de los productos químicos que generen un alto impacto ambiental

negativo. Se estudiaron los productos utilizados en las operaciones de

estimulación teniendo en cuenta su afectación a la salud humana y al medio

ambiente, la información se tomo de sus hojas de seguridad (MSDS) y de las

características ecotoxicologicas de sus componentes principales; como resultado de

este estudio se genero una matriz de sustitución de productos en donde se calificó

el impacto ambiental de cada uno de estos.

­ Conocer las operaciones de la compañía, señalando las oportunidades de

mejoramiento para las etapas de almacenamiento, mezcla y transporte de

productos químicos. Para establecer estas oportunidades se realizaron visitas a las

instalaciones donde se ejecutan estas etapas y se trabajo en conjunto con el

personal a cargo; igualmente se tomaron los estándares de la compañía para poder

observar su uso.

­ Determinar las oportunidades de mejoramiento ambiental en las operaciones en

los pozos, que incluyen armado de equipos, desmonte y desmovilización. Para su

desarrollo se realizaron visitas técnicas frecuentes a los campos petroleros de la

zona, para trabajar con el personal en el cumplimiento de los estándares.

­ Conocer los retornos generados en las operaciones y determinar la posibilidad de

su reuso; se caracterizaron los retornos de las últimas operaciones para establecer,

con respecto a los parámetros de los fluidos del proceso, el tipo de tratamiento que

se debe realizar para eliminar los compuestos indeseados en cada tipo de fluido.

CONTENIDOCONTENIDO

pág

INTRODUCCION 10

1. MANEJO TOTAL DE FLUIDOS 12

1.1 PRINCIPIOS 13

1.2 ALCANCES 14

1.3 OBJETIVOS 14

1.3.1 Objetivos gerenciales 14

1.3.2 Objetivos operativos 15

1.3.3 Objetivos de regulación ambiental 16

1.4 ORGANIZACIÓN Y PERSONAL 16

1.4.1 Grupo ambiental 17

1.5 DESARROLLO DEL PROGRAMA 18

1.5.3 Planeación 18

1.5.4 Estándares de desempeño 18

1.4.5.3 Contratación 18

1.4.5.4 Disposición de desechos 18

2. EVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE

IMPACTO AMBIENTAL 19

2.1 EVALUACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL 19

2.2 EVALUACIÓN DEL RIESGO 24

2.2.1 Propiedades físicoquímicas 24

2.2.2 Concentraciones ambientales 26

2.3 CARACTERIZACIÓN DE RIESGOS AMBIENTALES 27

2.3.1 Explicación de la matriz 29

2.3.1.1 Afectación a la salud humana 29

2.3.1.2 Afectación al medio ambiente 29

2.3.2 Análisis de resultados 33

2.4 PRODUCTOS NUEVOS 36

3. OPORTUNIDADES DE MEJORAMIENTO 39

3.1 DISEÑO DE LA OPERACIÓN 39

3.1.1 Oportunidades de mejoramiento 41

3.1.1.1 Control de los Retornos 41

3.1.1.2 Programas de diseño 44

3.2 ALMACENAMIENTO DE PRODUCTOS QUÍMICOS 45

3.2.1 Descripción de la zona de almacenamiento 45

3.2.2 Productos Almacenados 47

3.2.3 Determinación de las áreas de almacenamiento 50

3.2.4 Medidas correctivas o de mejoramiento 54

3.2.5 Productos que no han sido utilizados 60

3.3 MEZCLA DE FLUIDOS 60

3.3.1 Situación actual 60

3.3.2 Oportunidades de mejoramiento 61

3.4 TRANSPORTE DE PRODUCTOS QUÍMICOS 63

3.4.1 Situación Actual 63

3.4.2 Oportunidades de mejoramiento 65

3.5 OPERACIÓN EN LOS POZOS 71

3.5.1 Presentación y almacenamiento de residuos 72

3.5.2 Locaciones 73

3.5.3 Almacenamiento de Productos químicos 74

3.5.4 Operación 74

3.5.5 Oportunidades de mejoramiento 74

3.6 DESMOVILIZACIÓN 77

3.6.1 Descripción del proceso 77

3.6.2 Devolución del material no gastado 78

3.6.3 Almacenamiento de residuos 79

3.6.4 Reuso de envases 80

4. MANEJO DE RETORNOS 81

4.1 FLUIDOS DE RETORNO 82

4.1.1 Fluidos con valor agregado 83

4.2 ALMACENAMIENTO DE RETORNOS 85

4.3 CARACTERIZACIÓN DE RETORNOS 86

4.4 TRATAMIENTO FLUIDOS BASE AGUA 88

4.4.1 Operaciones unitarias 89

4.4.1.1 Caudal de diseño 91

4.4.1.2 Cámara de llegada 91

4.4.1.3 Bomba cámara de llegada 91

4.4.1.4 Tanque de homogenización 92

4.4.1.5 Remoción de grasas y aceites 92

4.4.1.6 Coagulación 93

4.4.1.7 Floculación 93

4.4.1.8 Sedimentación 94

4.4.1.9 Acondicionamiento 95

4.4.1.10 Filtración 95

4.4.1.11 Tuberías de conexión 95

4.4.2 Recomendaciones del tratamiento 96

4.5 TRATAMIENTO FLUIDOS BASE ACEITE 98

4.5.1 Land Farming 99

4.5.2 Tratamiento de fluidos de arranque de pozos 100

5. CONCLUSIONES

6. RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFÍA

ANEXOS

12

11 MANEJO TOTAL DE FLUIDOSMANEJO TOTAL DE FLUIDOS

Halliburton Energy Services (HES) es una compañía multinacional, con sede en el

país, que presta servicios a la industria petrolera. De esta compañía se desprende la

división BAROID, encargada de la perforación de pozos de petróleo, quienes aplican

los programas de TFM (Manejo Total de Fluidos) en sus operaciones. Estos

programas se realizan bajo los principios que se mencionan en este capitulo.

Toda compañía que se encuentre operando actualmente, debe estar comprometida con

la protección del medio ambiente, en cualquiera que sea el sitio donde se desarrollen

sus operaciones. El objetivo es desarrollar actividades que disminuyan los impactos

ambientales generados, lográndolo con la responsabilidad de todos los empleados;

para obtener como beneficio, ser reconocidos como líderes en el campo de aplicación.

Para lograr esta meta será necesario comprometerse no solo para cumplir con los

objetivos y metas de la compañía sino con todas las leyes y regulaciones ambientales

locales y nacionales.

PRINCIPIOSPRINCIPIOS

Para dar cumplimiento a la protección del medio ambiente se deberán tener en cuenta

los siguientes principios, basados en la política de Producción Más Limpia:

13

• Fijar metas significativas para la protección ambiental que sean medibles y puedan

ser monitoreadas para lograr un mejoramiento continuo.

• Destinar recursos suficientes para asegurar un desarrollo ambiental ejemplar.

• Crear conciencia y responsabilidad a los empleados, contratistas, proveedores y

clientes.

• Participar con las instituciones gubernamentales en la creación de

responsabilidades, leyes efectivas, regulaciones y estándares para salvaguardar la

comunidad, el sitio de trabajo y el medio ambiente.

• Avisar a su debido tiempo a entidades oficiales, empleados, clientes y el público en

general sobre los riesgos de la industria referentes a la seguridad, salud y medio

ambiente y recomendar medidas preventivas.

• Diseñar, construir y administrar equipo de tal manera que se proteja el medio

ambiente, la salud y la seguridad de los empleados y del público en general.

• Hacer del medio ambiente, la seguridad y la salud una prioridad en la planeación y

desarrollo de nuevos productos y servicios.

• Apoyar eficientemente el desarrollo y la producción de los recursos naturales y la

conservación de los mismos.

14

1.3 ALCANCES ALCANCES

El alcance que se espera con un programa de manejo integral, es principalmente, el de

proteger los recursos naturales. Para ello se adoptan ¨Los principios de Valdes¨, los

cuales enmarcan las bases de los trabajos y operaciones:

1 Protección de la biosfera

2 Uso sostenible de los recursos naturales

3 Disposición y reducción de desechos

4 Uso racional de la energía

5 Reducción de riesgos

6 Mercadeo de productos y servicios seguros

7 Compensación del daño

8 Revelar incidentes relacionados con las operaciones

9 Crear gerentes y directores ambientales

10 Realizar evaluaciones y Auditorias anuales

Estos principios se desarrollan de manera efectiva teniendo en cuenta las necesidades

de Halliburton, los requerimientos del Estado y las expectativas de los clientes

(empresas operadoras).

1.31.3 OBJETIVOS OBJETIVOS

1.3.11.3.1 Objetivos Objetivos gerenciales.gerenciales.

• Fijar alcances significativos para el desarrollo ambiental que puedan ser

monitoreados y para lograr un mejoramiento continuo.

• Destinar recursos suficientes para asegurar un desarrollo ambiental ejemplar.

15

• Proveer incentivos que estimulen nuevas ideas para la protección ambiental entre

los empleados.

1.3.21.3.2 Objetivos operativos. Objetivos operativos.

• Diseñar, construir y administrar los equipo y facilidades de tal manera que se

proteja el medio ambiente, la salud y la seguridad de los empleados y el público en

general.

• Desarrollar documentos operacionales entendibles de acuerdo con las regulaciones

del Estado, en las áreas de control de desechos sólidos, descarga de agua y control

de la contaminación.

• Soportar el desarrollo y la producción eficiente de los recursos naturales y poner

en práctica la conservación de estos.

• Desarrollar productos y servicios que minimicen el impacto ambiental.

• Suministrar entrenamiento en asuntos ambientales a todo el personal de acuerdo

con la legislación local y del estado y los requerimientos de la compañía.

1.3.31.3.3 Objetivos de regulación ambiental. Objetivos de regulación ambiental.

• Participar con las instituciones gubernamentales en la creación de

responsabilidades, leyes efectivas, regulaciones y estándares para salvaguardar la

comunidad, el sitio de trabajo y el medio ambiente.

• Dirigir a los clientes, transportadores y a otros en el uso seguro del transporte y

disposición de materias primas, productos y residuos.

• Proveer información sobre reglamentación a contratistas.

16

• Cumplir todo marco legal aplicado a la disposición final de los residuos generados.

1.41.4 ORGANIZACIÓN Y PERSONALORGANIZACIÓN Y PERSONAL

A nivel organizacional es necesario crear y mantener una cultura de excelencia

ambiental en cada uno de sus empleados. Es necesario que a nivel gerencial existan

personas líderes comprometidas con el programa, que asignen responsabilidades,

conociendo las habilidades de cada uno de sus empleados. Adicionalmente se deben

tener en cuenta los siguientes puntos:

• Enfocar el gerenciamiento ambiental como parte integral de negocios.

• Involucrar a todos los empleados afectados en la formulación de políticas,

desarrollo, auditoría y revisión de los procesos.

• Asegurar la comunicación efectiva por medio de material escrito y discusiones

abiertas.

• Proveer entrenamiento a los empleados y la asesoría adecuada de especialistas.

• Dar incentivos a los empleados para obtener un excelente manejo ambiental,

por medio de reconocimientos a los empleados.

1.4.11.4.1 Grupo ambiental Grupo ambiental. Es de gran importancia crear un grupo ambiental que lidere

los proyectos y trabajos del manejo integral. Para esto será necesario tener en cuenta

los siguientes puntos:

• Herramientas Técnicas: Para asesorar a la gerencia y las necesidades

operacionales y proveer soluciones a problemas se deberán tener en cuenta los

siguientes pasos:

17

- - Definir los problemas

- - Generar todas las posibles soluciones

- - Selecciona las mejores opciones

- - Desarrollar la solución

- - Auditar el resultado

Esta secuencia de pasos es un principio fundamental del grupo ambiental en el proceso

de toma de decisiones.

1.51.5 DESARROLLO DEL PROGRAMADESARROLLO DEL PROGRAMA

1.5.11.5.1 Planeación. Planeación. El enfoque principal de esta etapa es la reducción de residuos,

cumplimiento de las regulaciones ambientales y dar solución a los problemas

existentes. La planeación se hace conjuntamente con las siguientes áreas:

• Desarrollar las oportunidades de mejoramiento

• Cumplimiento de las regulaciones

• Desarrollo de políticas

• Minimización de riesgos

1.5.21.5.2 Estándares de desempeño Estándares de desempeño. El objetivo del programa es tener metas continuas

y mejor desempeño de acuerdo con las políticas de cada compañía. Todos los

empleados y contratistas deben tener acceso a los programa ambientales. La gerencia

debe liderar con ejemplo y asegurarse que se sigan los procedimientos trazados en los

programa. Los empleados deben contribuir a alcanzar los objetivos y acciones de

estos programas.

18

1.5.31.5.3 Contratación. Contratación. Se debe ser consciente de la responsabilidad asociada con los

contratistas en la disposición de desechos y cualquier otra actividad que involucre a un

tercero. Por esto es necesario llevar a cabo auditorias antes de iniciar contratos con

terceros.

1.5.41.5.4 Disposición de desechos.Disposición de desechos. Debido a las obligaciones con la disposición de

residuos, deben ser examinados para determinar el tipo de tratamiento y disposición

final adecuado que requiera. La disposición final de los desechos se debe realizar en

sitios con las especificaciones locales, según el tipo de material que se genere, en

rellenos de seguridad, convencionales, bioremediación, inyección a pozos, entre otros.

19

2.2. EVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE IMPACTO AMBIENTALEVALUACIÓN DEL POTENCIAL DE IMPACTO AMBIENTAL

El programa de manejo total de fluidos en las operaciones de estimulación de pozos

está enfocado a la sustitución de productos químicos por otros que generen un menor

impacto ambiental, a la disminución de residuos por medio del mejoramiento de las

etapas del proceso, y a la reutilización de fluidos residuales generados. Este programa

debe involucrarse desde la llamada del cliente hasta la utilización y disposición final de

los retornos, por esta razón deben tenerse en cuenta todas las etapas del proceso de

estimulación, que van a interferir en el resultado final de la operación (véase

flujograma 1).

Los productos químicos utilizados en las operaciones de estimulación (Véase Anexo

A) generan un impacto ambiental, el cual se ve reflejado en la salud humana y en el

medio ambiente, por esta razón es importante estudiar el efecto de sus componentes

químicos sobre los recursos naturales (Véase el Cuadro 1). De la unión de estos

estudios se obtiene una alteración completa a un medio ambiente laboral y natural.

2.12.1 EVALUACIÓN DEL RIESGO A LA SALUDEVALUACIÓN DEL RIESGO A LA SALUD

Existen agencias a nivel mundial encargadas del estudio toxicológico de los diferentes

productos químicos que son utilizados en el mundo diariamente.

20

Flujograma No 1. Proceso de Estimulación

MANEJO TOTAL DE FLUIDOS EN LA ESTIMULACION DE POZOS DE PETROLEO

Petición de HOCOL paraestimular el pozo

Determinación del tipo defluido para estimulación Trabajo en pozo

Salmueras

Ácidos Geles Espumas

Recuperación defluidos

ACIDO

GasCrudoAcido gastadoSalmuera

FRACTURA

GasCrudoArenasGeles rotos

ESPUMA

GasCrudoEspuma ó gelSalmuera

SEPARACIÓN DERESIDUOS

TRATAMIENTOREUTILIZACION

DISPOSICIONFINAL

M A T E R I A P R I M A C L A S I F I C A C I O N D E R E S I D U O S

CAMBIO DE CONCENTRACIONES YSUSTITUCION DE MATERIA PRIMA

Producción

RECUPERACIÓN

PROCEDIMIENTO ACTUAL PARA LA ESTIMULACION DE POZOS

PROCEDIMIENTO PARA EL DESARROLLO DE TFM EN

21

Cuadro 1. Productos utilizados en estimulación.

NúmeroNúmero NombreNombre Función Composición

1 ABF Sal para la formaciónde HF

Bifloruro de Amonio

2 AcidoFórmico

Solvente de arenas Acido fórmico

3 Ba-20 Agente Buffer Acido Acético

4 BC-140 Activadores de gelesAcido Borico

MonoetanolaminaEtilenglicol

5 BC-200 Agente encrustante Gasóleo Boratos

6 Be-3 Bactericida Polipropilenglicol Dibromuro Nitroloproplonamida

7 Be-4 Bactericida Hexahidro—hidro etil triazina

8 Cat - 3 Activador de Gel Quelato de CobreCloruro de Aminio

9 Cl 28M Activador de Gel Boratos10 Cl 30 Activador de Gel Oxido de Magnesio11 Cla-Sta FS Estabilizador de finos Cloruro de Amonio

12 Cla-Sta XP Estabilizador dearcillas

Cloruro de AmonioTrimetilamina catemizada con

poliediclorhidrina

13 Clayfix Estabilizador dearcillas

Cloruro de Amonio

14 D-air –3000 Antiespumante Silice amorfa precipitada15 Diesel Solvente gasóleo

16 Fe-1ªControlador de pH,

previene laprecipitación de hierro

Anhidrido AcéticoAcido Acético

17 Fe-2 Secuestrante de hierro Acido cítrico18 Ferchek Reductor de hierro Isoascorbato de sodio

19 FR-28LC Reductor de fricción

Copolimero de acrilamida y clorurode trimetilamonioetilmetacrilito

destilado de petroleo ligerohidrotratado

hidroxietil)octadecenamina

20 Hai-85M Inhibidor de corrosión

IsopropanolSales de AmonioDietilformamida

alcohol propargilicoYoduro Cuproso

Etilocrinol

21 HC-2 Espumante Sal interna de aquil aminaCloruro de Sodio

22 HCl Solvente Acido Clorhídrico

23 Howco-Suds Surfactante Ethoxylated nonylphenolEtil alcohol sulfato

24 Hyflo IV SurfactanteNafta de petróleo aromático

IsopropanolNaftaleno

25 K-34 Solución buffer Bicarbonato de Sodio

22

26 K-35 Solución buffer Carbonato de Sodio27 K-38 Solución buffer Borato de Sodio28 KCl Sal Cloruro de Potasio

29 Losurf – 300 SurfactanteIsopropanol

Aromático ligeroNaftaleno

30 Morflo III Surfactante Acido dodecilbenceno sulfónicoMonometil eter de propinelicol

31 MO-67 Controlador de pH Hidroxido de Sodio

32 MSA II Inhibidor de corrosiónAmina de Colofoniamixtur

EtilenglicolTiourea Acetona

33 Musol Solvente orgánico Eter monobutílico de etilenglicol,etilienglicol

34 Optiflo III Rompedorencapsulado

Persulfato de amonioSilice pirógena amorfa

35 Parachek-160 Inhibidor de ParafinasDisolvente de Nafta aromática pesada

Alcohol TridecilicoTolueno

36 Paragon Solvente Xileno

37 Parasperse LR SolventeEter Monobutilico de etilenglicol

metilpirrolidonaEter monobutilico de dietilenglicol

38 Pen –5M Surfactante Isopropanol

39 Pen –88M SurfactanteEtermonobutilico de etilenglicol

Ethoxylated nonylphenolOxido de Etileno

40 SGAHT Agente Gelificante Mineral Aceite41 Soda Caustica Neutralizante Hidróxido de Sodio42 Sp-breaker Interruptor Persulfato de Sodio43 Targon Solvente Ethylene diamida44 TBA-110 Agente Rompedor Cloruro de Sodio

45 Vicon HT Rompedor de gelesSal de sodio del ácido cloroso

Cloro de SodioClorato de Sodio

46 WG-11 Agente gelificante 60-100% goma Guar47 WG-17 Agente gelificante Derivado de celulosa48 WG-22 Agente gelificante Goma Guar49 WG-33 Agente gelificante Derivado de celulosa

50 Xileno Solvente de asfaltenos Xileno Etil benzeno

Fuente: Compañía Halliburton.Estas investigaciones determinan los efectos nocivos de los agentes físicos, químicos,

biológicos y de las alteraciones en las estructuras y respuestas del ser humano.

Los riesgos de afectación a la salud humana ya están identificados y calificados por

estas organizaciones, tal como se muestra a continuación:

23

SALUDSALUD4 – Materiales los cuales a una corta exposición pueden causar lamuerte o grandes lesiones residuales después de un largotratamiento.3 – Materiales los cuales a una corta exposición pueden causarserias lesiones temporales o irreversibles después de untratamiento médico dado.2 – Materiales los cuales ante una exposición intensa o continuapodría causar incapacidad temporal o causar lesionesirreversibles si no se da un tratamiento médico oportuno. 1 - Materiales los cuales ante una exposición podrían causarirritación pero solamente menores lesiones residuales aún sintratamiento médico dado.0 – Materiales los cuales ante una exposición no ofrecen peligrosmayores que los materiales combustibles ordinarios.

Fuente: NFPA.

Estos mismos valores ya están estandarizados por las siguientes agencias:

OSHA: (Occupational Health and Safety Administration) estudia los riesgos

ocupacionales para el manejo de las diferentes sustancias químicas y su efecto en la

salud humana.

NFPA: (National Fire Protection Association) estudia el riesgo de inflamabilidad y

selecciona las sustancias según sus características de peligrosidad.

NIOSH: : (Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo) desarrolla las fichas

internacionales de seguridad para los productos químicos; determina los peligros,

síntomas y medidas de prevención.

ACGIH: (American Conference of Governmental Industrial Hygienists) evalúa los

riesgos a la salud y al medio ambiente que presentan las sustancias químicas.

24

2.22.2 EVALUACIÓN DEL RIESGO AMBIENTALEVALUACIÓN DEL RIESGO AMBIENTAL

Para determinar la magnitud de la exposición e impacto ambiental de cualquier

componente natural se deben conocer los siguientes puntos:

• Las propiedades físicas y químicas que determinan la cinética ambiental.

• Las concentraciones ambientales de las sustancias en los ecosistemas afectados.

• Los volúmenes de producción, los patrones de uso (dosis y frecuencia), las

características geográficas de aplicación e información de los organismos presentes.

2.2.12.2.1 Propiedades fisicoquímicas. Propiedades fisicoquímicas. Existen parámetros fisicoquímicos para evaluar el

potencial impacto ambiental de un contaminante y determinar sus concentraciones en

el medio:

• Volatilidad: El punto de ebullición y la presión parcial son los indicadores de la

volatilidad de las sustancias y por esto de su movilidad en el ambiente.

Esta característica se determinó mediante la información que presentan las MSDS del

punto de ebullición de cada sustancia y se calificó según sus propiedades

fisicoquímicas (Anexo B).

• Solubilidad: Indica la movilidad a través de los sistemas hídricos. Las sustancias

más solubles tienden a alcanzar estos sistemas y no son lixiviados a través del

suelo. Las sustancias poco solubles tienen la capacidad de acumularse en los

sedimentos y en los organismos acuáticos.

25

Se determinó mediante la información de solubilidad de las sustancias en agua dulce

según las MSDS sin tener el valor de esta característica en mg/lt de cada sustancia.

• El coeficiente de partición n-octanol/agua: Indica la bioacumulación en los

organismos vivos.

• Bioacumulación: Es la tendencia que tienen las sustancias químicas a ser retenidas

en los organismos vivos a través de los fluidos y los tejidos de los organismos.

Para este parámetro, no se pudo tener información concreta y se adoptó según el

comportamiento del componente principal de cada sustancia (Véase Anexo B).

• Adsorción y desorción: Indican la movilidad de las sustancias a través del suelo.

La adsorción es la adhesión de las sustancias por las partículas del suelo y la

desorción es la facilidad con que las sustancias se desprenden de las partículas del

suelo a través de las aguas lluvias o del riego.

De estos parámetros no se obtuvieron datos que permitieran este estudio porque

dependen del tipo de terreno y otros estudios complementarios para cada sustancia.

• Persistencia: Indica el tiempo de permanencia de la sustancia en el componente

ambiental y su residualidad, está relacionado con el coeficiente de partición n-

octanol/ agua y la baja degradabilidad.

Al no tener información de estos parámetros se trabajó la persistencia con la

bioacumulación.

26

2.2.22.2.2 Concentraciones ambientales. Concentraciones ambientales. Este estudio partirá de la idea que todas las

sustancias químicas tienen un alto potencial de peligrosidad, debido a la posible

alteración que se generen a las condiciones naturales de los ecosistemas y las cadenas

tróficas. Las concentraciones de estos químicos van a depender de la naturaleza

reversible o irreversible, del proceso de toxicidad, de la bioacumulación, persistencia y

residualidad de cada sustancia.

En los trabajos de Estimulación se necesitan varios productos químicos para aumentar

la producción en los pozos. Estos utilizan un tipo de fluido determinado según la

operación que se vaya a llevar a cabo, pero en general es una mezcla de productos que

son inyectados en sectores de la formación que no van a estar en contacto con las

fuentes de agua; posteriormente estos fluidos retornan a la superficie con gran cantidad

de crudo o fluido de desplazamiento.

Las concentraciones de las sustancias químicas durante las operaciones de inyección

no presentan niveles que generen una contaminación inmediata a los recursos

naturales. Además el tiempo de permanencia de los productos en los pozos no

representa un riesgo alto puesto que no tienen posibilidad de interactuar con los

diferentes recursos antes que sean retornados con el crudo de producción.

En el momento de los retornos, esas pequeñas concentraciones se convierten en un alto

riesgo de contaminación por el volumen generado en la operación; en ciertos casos

llega a hacer de 2.5 veces el volumen de tratamiento bombeado ó más.

Se concluye que la contaminación generada por los trabajos de Estimulación se daría

por los derrames generados con el mal uso de los fluidos en otras etapas de proceso,

como en el almacenamiento, mezcla, transporte y operación de los productos; y no por

la inyección de estos al subsuelo. Debido a que es en estas etapas es donde se manejan

27

concentraciones altas y peligrosas que van a afectar de manera directa a los

ecosistemas.

Al no existir estudios completos de la toxicidad de cada sustancia utilizada, se debe

tener una conciencia ambiental muy alta que vaya hasta el final de cada proceso. Es

decir, la responsabilidad de la compañía en el manejo total de sus residuos y los que

sus actividades han generado. De allí nacen las iniciativas para sustituir los productos

que pueda generar un impacto ambiental negativo.

2.32.3 CARACTERIZACIÓN DE RIESGOS AMBIENTALESCARACTERIZACIÓN DE RIESGOS AMBIENTALES

Con los dos puntos tratados anteriormente se realizó una matriz en donde se da para

cada producto utilizado en las operaciones de Estimulación sus características de

riesgo para la salud y medio ambiente (Véase matriz de sustitución de productos).

Matriz No 1. Sustitución de productos

SALUDSALUD MEDIO AMBIENTEMEDIO AMBIENTE

NÚMERO NOMBRENOMBRE S CSCS LPLP SOSO BABA VOVO PP CACACTCT

1 ABF 3 A S MV C M AA2 Acido Fórmico 4 A S MV C, T A AA3 Ba-20 2 B S MV B B4 BC-140 1 M X MB T M M5 BC-200 1 B X I AB M M6 Be-3 3 A X S MB MV C, T A AA7 Be-4 1 B S B B8 Cat – 3 1 M S T B M9 Cl 28M 1 B S MV B B

10 Cl 30 0 B I MB M M11 Cla-Sta FS 2 B S MV T B B12 Cla-Sta XP 1 B X S MB M B13 Clayfix 1 B S MV T B B14 D-air –3000 2 M I MB M M15 Diesel 1 M X I AB MV M M16 Fe-1A 2 M S MV C M M17 Fe-2 1 B S NB B B18 Ferchek 0 B T B B19 FR-28LC 1 B D BB B B20 Hai-85M 3 A X D AB MV C, T A AA

28

21 HC-2 1 B S NB B B22 HCl 4 A S MV C, T A AA23 Howco-Suds 1 B X S MB IO, T A M24 Hyflo IV 2 M X I AB T A AA25 K-34 0 B S NB B B26 K-35 2 B D BB B B27 K-38 1 B B B28 KCl 1 B S B B29 Losurf – 300 2 A X D AB T A AA30 Morflo III 3 A X S MB C, T A AA31 MO-67 3 M S MV C, T M M32 MSA II 2 M X D MB T M M33 Musol 2 M X D AB MV T A A34 Optiflo III 1 B S NB M M35 Parachek-160 2 M X I AB MV T A AA36 Paragon 2 M X I AB MV T A AA37 Parasperse LR 2 M X D AB T M M38 Pen –5M 3 A X D AB MV T, IO A AA39 Pen –88M 2 M X D AB T, IO A AA40 SGAHT 1 B D BB BV M M41 Soda Caustica 3 A S MV C, T A AA42 Sp-breaker 1 B S NB O M M43 Targon 1 B S MV C M M44 TBA-110 0 B S B B45 Vicon HT 1 B S O, T M M46 WG-11 1 B NB B B47 WG-17 0 B NB B B48 WG-22 1 B NB B B49 WG-33 1 B S NB B B50 Xileno 2 M X I AB MV T A AA

2.3.12.3.1 Explicación de la matrizExplicación de la matriz

2.3.1.1 Afectación a la salud humana. La calificación para el riesgo a la salud

humana se expresa en números del cero al cuatro, para el manejo de la matriz se

manejará por medio de letras de la siguiente manera:

Cuadro 2. Calificación salud.

Salud (S)Salud (S) Calificación (CS)Calificación (CS)

4 - 3 AA

2 M

1 - 0 B

29

2.3.1.2 Afectación al medio ambiente. Al igual que para determinar la afectación

sobre la salud humana por los productos químicos utilizados, es necesario tener otros

parámetros para calificar el impacto que se puede generar por la introducción de estas

sustancias químicas al medio. Los parámetros escogidos son los siguientes:

• LP: Califica la liposolubilidad de cada producto, de este parámetro no se tiene un

valor cuantitativo, su valor cualitativo se muestra con una X para aquellos

productos que sean liposolubles. Esta característica se da según el componente

principal de cada producto y debido a que no se tiene información sobre cada uno

se debe asumir este comportamiento de acuerdo a lo que se conoce para cada

familia química en donde se agrupe cada componente principal.

• SO: Muestra la solubilidad de cada producto con S para las solubles en agua dulce,

I para las insolubles y D para las parcialmente solubles ó dispersantes. Esta

característica no tiene en cuenta la solubilidad en mg/l debido a que casi ningún

producto tiene esta información en sus MSDS.

• BA: Determina la bioacumulación de cada producto. Para determinar esta

propiedad se partió de la liposolubilidad de los productos y de su grado de

solubilidad.

Se determinó una Alta Bioacumulación (AB) para las sustancias que se asumen

liposolubles e insolubles (I) o dispersantes (D) debido a que estas tienden a acumularse

en los sedimentos o recursos sin perder su peligrosidad al contacto con el agua, por ello

al ser acumulada en los organismos vivos (Liposoluble) no se va a degradar sino a

acumular hasta llegarlo a intoxicar.

La media bioacumulación (MB) se tomó para los productos que se determina su

solubilidad y que se asume su liposolubildad, estos significa que son productos que se

30

mueven fácilmente en el agua pero que los organismos vivos pueden acumularlos, al

ser diluidos en el agua la peligrosidad y la concentración del contaminante

disminuyen y por ello su clasificación de bioacumulación es media.

Una bioacumulación baja (BB) se presenta cuando no se conoce o no es determinada

la liposolubilidad de una sustancia, pero presenta una solubilidad D (dispersante), con

esto se espera que las sustancias al no solubilizarse totalmente pueda, en ciertos casos,

acumularse en algunos recursos y con ello pueda retenerse en algunos organismos. Al

ser todos estos parámetros tan subjetivos la calificación va a ser baja.

• Volatilidad (VO): Al no conocer los valores de presión de vapor para las

sustancias esta propiedad sólo se va a determinar por el punto de ebullición, lo

que no puede llevar a una calificación exacta. La mayoría de los productos

presentan un punto de ebullición en el rango de volatilidad media (MV) y existen

algunos en el de volatilidad baja (BV).

• Peligrosidad (P): Se presentan las características adicionales de los productos que

tengan información según las MSDS, entre estas se presentan la corrosividad (C)

según la EPA (Agencia para la Protección del Medio Ambiente), la toxicidad

según la lista de la SARA 313 de la EPA (T), si son materiales oxidantes (O) y si

son materiales que forman espumas al mezclarse con ciertos fluidos (IO), estos

últimos se manejan y presentan los problemas de los detergentes (Véase Anexo B).

• Calificación de la afectación a los recursos naturales (CA): Califica de manera

total el riesgo de impacto ambiental hacia los recursos naturales.

31

Para determinar la calificación de la afectación a los recursos naturales (CA) se

tuvieron en cuenta las propiedades de cada producto como SOSO, BABA, VO VO y PP;

dependiendo de estas propiedades se determinó la calificación por:

Cuadro 3. Calificación riesgo ambiental Alto.

Alto (A)Alto (A)

SOSO BABA VOVO PP

D ó I AB C, T

X Ó no MB T, OINo

InfluyeT

Estas combinaciones en cualquier orden se califican como un alto riesgo para los

recursos, debido a que su peligrosidad no es disminuida al no presentar biodegradación

y por lo tanto es tomada directamente por los organismos vivos siendo acumulada en

ellos. Al ser productos corrosivos, tóxicos y con potencial de bioacumulación, son

productos que van a afectar de manera permanente a los seres vivos influyendo en el

cambio de pH de los sistemas, modificando sus estructuras y otras alteraciones

irreversibles de los ecosistemas y cadenas tróficas. En este cuadro existe la excepción

de la combinación MB - T que es considerada como una afectación media, debido a

que el organismo receptor puede ir eliminando las sustancias por medio de sus

sistemas.

La calificación de mediano riesgo de afectación al medio se determina para los

siguientes valores combinados solo de manera horizontal.

Cuadro 4. Calificación riesgo ambiental medio.

M (Medio)M (Medio)BABA PP

C ó C,TMB ó AB

MB T ó C

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El riesgo existente para los recursos naturales, llega a ser el mismo que en la

explicación de riesgo alto, pero este ocurre en un nivel más bajo debido a que si existe

toxicidad esta no se va a acumular y si existe acumulación lo que se va a acumular no

tiene tantas características de peligrosidad como en el caso anterior ó los organismos

pueden ir eliminando parte del contaminante.

El valor medio de afectación implica un daño a los recursos naturales que se ve con el

tiempo y no de manera directa, además este sería un daño que se puede recuperar con

ayuda de controles y medidas apropiadas.

La calificación de riesgo de afectación baja para el medio se da para los productos en

donde solo se tienen un parámetro de medición o ciertos parámetros que unidos

disminuyen la peligrosidad de los productos:

• Soluble

• Tóxico

• Baja Bioacumulación

• Soluble y tóxico.

Aunque existe toxicidad en estos, los productos no son bioacumulables presentando

problemas al estar en contacto directo con los organismos vivos. Al encontrarse estos

productos en un ecosistema la peligrosidad disminuye debido a su posibilidad de

biodegradación ó de dispersión.

2.3.22.3.2 Análisis de Resultados. Análisis de Resultados. En la matriz se presentan parámetros que no tienen

calificación debido a la falta de información de los productos. Por estudios

33

complementarios se puede llegar a encontrar que estos productos carecen de estas

propiedades ó encontrar los valores que hasta el momento son indeterminados.

La calificación total (CT) del impacto ambiental se determinó mediante la

combinación de la afectación a la salud de las personas (CS) y el riesgo de afectación a

los recursos naturales (CA), con estos dos parámetros se da el valor total mediante:

• Alto por Alto = AltoAlto

• Alto por Medio = AltoAlto

• Alto por bajo = Medio

• Medio por Medio = Medio

• Medio por Bajo = Medio

• Bajo por Bajo = Bajo

Con los resultados obtenidos de la matriz se presentan 16 productos que generan un

alto riesgo de impacto ambiental, impacto que en concentraciones elevadas o con

tiempo de contacto elevado pueden generar alteraciones irreversibles al medio

ambiente.

Para disminuir el riesgo de generación de este impacto ambiental se puede establecer

mecanismos de sustitución para aquellos productos que presenten una peligrosidad

elevada. Esta sustitución debe sustentarse; primero, en que se cumpla la función del

producto; segundo, que su composición y características no presente un riesgo de

impacto ambiental tan alto como su antecesor; tercero, la sustitución debe ser

económicamente viable y por último que sean productos más fáciles de manipular y la

producción de los pozos sea la misma ó se incremente.

34

Mediante las iniciativas de la compañía se genera la necesidad de sustituir los

productos que puedan causar un impacto ambiental importante, buscando un

equilibrio entre las actividades petroleras y los recursos naturales. Los programas de

sustitución de estos productos pueden hacerse mediante el intercambio de información

con otras bases ó con investigaciones desarrolladas dentro de la compañía. También se

debe tener en cuenta que esta sustitución no debe hacerse solo por iniciativas de la

compañía sino también por el compromiso de cumplimiento con la legislación

ambiental local, que aunque en el momento no es tan rigurosa debido a la falta de

información sobre la actividad petrolera, en el futuro estos organismos van a ser más

rigurosos.

En el momento se están manejando 16 productos con un riesgo de generar un impacto

ambiental medio. Aunque este impacto no es alarmante, se debe tener un control sobre

estos para disminuir la probabilidad del impacto ambiental que están generando.

Se tienen 20 productos que presentan una calificación baja, la cual debe ser revisada en

el momento que se tenga mayor información sobre estos. Esta calificación actual

puede ser baja debido a la falta de información o realmente por las características de

los productos; por lo cual este estudio será la base para la calificación del impacto

ambiental generado por los productos químicos.

Esta matriz presenta algunas limitantes generadas por la falta de información que

existe de cada producto; en el Anexo B se presenta la información que se necesitaría

para desarrollar un estudio ambiental con todas las bases científicas. Esta información

se cita en las MSDS de los productos pero carece de la información y es difícil

conseguir una base de datos con toda la información de los productos utilizados en la

industria.

35

En la calificación ambiental (CA) no se manejan los datos obtenidos en la volatilidad

de los productos, no porque esta característica carezca de importancia, sino que ella no

varía la peligrosidad pero si determina el recurso que va a ser afectado por la movilidad

del contaminante. Los productos alta y medianamente volátiles persisten mucho más

tiempo si se incorporan en el suelo que si se dejan en la superficie, debido a que en esta

puede escaparse y diluirse en la atmósfera transfiriéndose a otros medios. Al ser

inyectado en el suelo su transferencia se interrumpe y todo el potencial de

contaminación queda dentro del recurso.

Con este estudio se dan la bases para determinar el impacto ambiental que genera cada

uno de los productos químicos utilizados en las operaciones de Estimulación; pero la

afectación real al medio ambiente depende de otros factores como las propiedades

físicas y químicas de cada producto, la manera en que este ingresaría al medio

ambiente y los patrones de uso. Casi todos estos productos van a tener un flujo

continuo pasando de un componente ambiental a otro hasta terminar en los

organismos receptores como:

• Si una sustancia de estas se aplica al suelo dependiendo de su adsorción y

desorción contaminará las aguas superficiales o se percolará hasta las aguas

subterráneas.

• Si estos productos se aplican a las aguas superficiales ó estas se contaminan a

través de la escorrentía, dependiendo de su liposolubilidad y solubilidad va a ser

bioacumulable si se deposita en los sedimentos y presentará sus efectos en los

bentos, algas, peces y otros organismos acuáticos.

36

Para encontrar la toxicología de cada producto se necesitan estudios sobre el grado de

toxicidad de cada tipo de organismo y con esto de cada ecosistema afectado; en

general se determina la toxicidad en mamíferos, aves, peces y algas; por vía oral,

dérmica e inhalatoria según sea el tipo de estudio (Véase Anexo B).

2.42.4 PRODUCTOS NUEVOSPRODUCTOS NUEVOS

El siguiente cuadro muestra otros productos que existen como posibles sustitutos. De

cada uno de estos se muestran los parámetros más importantes que se tuvieron en

cuenta en la matriz de impacto ambiental:

Cuadro 5. Calificación de productos sustitutos.

Características de Productos SustitutosCaracterísticas de Productos SustitutosProductoProducto Posible sustitutoPosible sustituto SaludSalud SolubilidadSolubilidad PeligrosidadPeligrosidad BioacumulaciónBioacumulación CalificaciónCalificación

Acido Fórmico NS

Be-3 NS

Hai 42LC 2 S T M Medio

Hai – 81M 2 I T M MedioHai 85M

Hai-OS 2 D T M Medio

HCl E

Hyflo IV Hyflo Supercel 1 I B Baja

Losurf-2000s 1 S B Baja

Losurf-357 1 S T M MedioLosurf-300

Losurf-396 1 D T M Medio

Morflo III NS

Musol NS

Parachek-160 Parachek-120 2 I T M Medio

Paragon-100E+ 1 I T M MedioParagon

Paragon-EA 1 I M Baja

Parasperse LR

Pen 5M Pen-10c 2 S B Baja

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Pen 88M Pen-10d 1 S B Baja

Soda Cáustica E

Xileno NS

Fuente: Compañía Halliburton

NS: No existe producto sustituto en el momento.

E: Se encuentra en estudio su sustitución

T: Tóxico

S: Soluble

I: Insoluble

D: Dispersante

La forma de calificación para estos nuevos productos, se basa en la matriz de

sustitución presentada anteriormente. Como se puede observar la calificación de

algunos productos pudiera llegar a ser alta pero se califica como media, debido a su

disminución de componentes químicos potencialmente contaminantes.

La calificación de salud disminuyó en todos los casos con respecto a los productos que

se tenían, lo que significa que estas sustancias van a generan una menor afectación a la

salud humana.

Para encontrar los sustitutos de los 16 productos que presentaron un riesgo de impacto

ambiental alto, se buscó en la red interna (intranet) de la compañía los que cumplieran

con las funciones de estos. En el cuadro solo se muestran los productos que presentan

un impacto ambiental menor que el compuesto utilizado actualmente.

Para que estos nuevos productos puedan entrar al proceso deberán ser evaluados por

ingenieros y personal de laboratorio, en los aspectos de efectividad, costos y volúmenes

con respecto a los productos que se están utilizando.

38

Como se puede observar, el impacto ambiental que puede generar estas nuevas

sustancias no es mínimo, por esta razón la sustitución de productos no debe quedar

solo en esta fase y se deben seguir buscando nuevas alternativas.

39

3.3. OPORTUNIDADES DE MEJORAMIENTOOPORTUNIDADES DE MEJORAMIENTO

Dentro del proceso de estimulación de pozos existen las siguientes etapas operativas:

1. Diseño de la operación

2. Almacenamiento de productos químicos

3. Mezcla de fluidos

4. Transporte de fluidos

5. Operación en los pozos

6. Producción de retornos

Para determinar un proyecto de TFM (Manejo Total de Fluidos) en los trabajos de

estimulación se debe tomar cada una de las etapas y desarrollar en ellas las

oportunidades de mejoramiento que se presenten para disminuir residuos y generar la

menor alteración posible a los recursos naturales. Bajo este planteamiento a

continuación se tratará cada etapa con las oportunidades que en estas se puedan

presentar.

3.13.1 DISEÑO DE LA OPERACIÓNDISEÑO DE LA OPERACIÓN

La compañía en el país realiza dos tipos de tratamientos generales que son la

acidificación y el fracturamiento (Véase Anexo A). De estos se desprenden otros

tratamientos en los cuales lo que varía son las concentraciones y los tipos de fluidos a

utilizar.

40

El tipo de trabajo a realizar, como se ha mencionado con anterioridad, depende del

daño que presente la formación, el tipo de mineralogía y si existe o no asfaltenos o

parafinas en esta. Este tipo de información es manejada principalmente por las

empresas operadoras del pozo, quienes tienen estudios avanzados de cada uno de estos

o saben qué tipo de daño es frecuente.

Al interior de la compañía se maneja la Orden ¨Llamado al Cliente¨ de las empresas

operadoras de realizar algún tipo de trabajo, esto quiere decir que las empresas

operadoras son quienes definen los tipos de tratamiento a realizar en cada uno de los

pozos. En la compañía prestadoras de servicios se hacen estudios para determinar las

concentraciones y cantidad necesaria de los productos, para cumplir con las

condiciones del tratamiento.

La información limitada manejada por la empresa de servicios hace que se deba

realizar el trabajo solo como sea pedido por el cliente. En el caso que se tuviera más

información se podrían realizar programas que hicieren más efectivos los trabajos con

lo cual se optimizaría el uso de productos, la cantidad y tipo de tratamiento necesario,

debido a que se manejarían datos precisos sobre el tipo de daño.

Este último problema se presenta especialmente en los procedimientos de

acidificación, los cuales presentan gran cantidad de mezclas de productos para tratar el

daño de la formación; mientras que en los fracturamientos son siempre los mismos

productos los que se utilizan y lo que varía es su cantidad.

Otro de los inconvenientes que se presenta por la falta de información de las

características de los pozos, es que alguno de estos son muy viejos y no se cuenta con

la información precisa para hacer un estudio más detallado del tipo de tratamiento que

serviría.

41

La información brindada por las empresas operadoras, en ciertos casos, lleva a

requisiciones de volúmenes innecesarios que deben ser manejados y almacenados en

los pozos, perdiendo así las características del fluido inicial.

3.1.13.1.1 Oportunidades de mejoramientoOportunidades de mejoramiento

3.1.1.1 Control de los Retornos. Las empresas operadoras están obteniendo de los

trabajos de acidificación un gran volumen de retornos con un pH por debajo de dos, lo

que significa un residuo ácido que debe ser neutralizado. Para esta neutralización se

utilizan grandes cantidades de soda cáustica que es un producto difícil de manejar por

sus características de corrosión, pH alto y otras. Esta neutralización genera problemas

de residuos por el tipo de reacción produciendo precipitados y un aumento de sólidos

suspendidos en el retorno.

Por otra parte se pretende extraer retornos hasta que estos presenten un pH de siete

(neutro), con lo cual se asume que todo el ácido inyectado reacciona y está en la

superficie; esta práctica aumenta hasta 1.5 veces la cantidad de fluido bombeado, es

decir que se tienen 2.5 veces el volumen del tratamiento para ser manejado como

residuo.

De esto se genera la necesidad de disminuir el volumen de retorno determinando la

eficiencia del tratamiento mediante otras pruebas diferentes al cumplimiento del pH. Si

se estudia la concentración de ciertos iones en el agua de la formación, en el fluido del

tratamiento y en los retornos se puede tener un control sobre el comportamiento del

fluido, su eficiencia y la posibilidad de disminuir ó aumentar la concentración del

ácido utilizado.

42

Para esto se estudian los siguientes iones:

1. Mg+2

2. Ca – CO3

3. SO4 –2

4. Fe (+2 y +3)

5. pH

6. Ba+2

7. Concentración del ácido

Para analizar las muestras de los retornos se toman de los siguientes fluidos:

• Agua de formación

• Fluido del tratamiento en la base

• Los primeros 50 barriles de retorno bombeado

• Las siguientes cinco muestras se toman en diferentes intervalos de los retornos,

dependiendo de la cantidad de retorno esperado.

Del análisis de las muestras de estos fluidos se determina la variación de los

compuestos mencionados anteriormente. Con esto se pretende:

• Optimización de la concentración del ácido que en el momento es del 7.5 % y antes

estaba en 10%, si es posible llevarla hasta el 5%, el cual es un valor de trabajo,

teniendo en cuenta que se maneja una concentración de mínimo 3% que es

utilizado como margen de operación. Se debe retornar el fluido con esta

concentración de mínimo 3% para garantizar que todo el fluido reaccionó con el

daño de la formación.

43

• Conocimiento y control sobre la efectividad de los tratamientos. Los compuestos

de Ca – CO3 y Mg+2 representan el taponamiento de la formación y la presencia de

estos en los retornos demuestran la remoción producida por el tratamiento.

• Disminución del volumen de los residuos generados en los retornos. Esto se espera

al bombear los retornos hasta obtener una remoción máxima del daño de la

formación (aproximadamente 1.5 veces el volumen del tratamiento) y no al

conseguir un pH neutro.

Adicional a estos análisis, se va a realizar un seguimiento de cada uno de los pozos que

sean intervenidos. El proceso a seguir sería el siguiente:

• Después de hacer un trabajo de estimulación se haría el análisis de los retornos

para determinar si en los próximos trabajos que se realicen, en el mismo pozo, se

pueda modificar la concentración o el volumen del tratamiento.

• Cada seis meses se haría un análisis de los fluidos de la formación para determinar

la efectividad del tratamiento, por medio de los iones y precipitados que se

encuentren en la muestra. Las muestras realizadas en este periodo demuestran la

eficiencia del inhibidor de scale utilizado en los pozos (LP 55), este producto tiene

una vida útil en la formación cercana al año.

• Con estos resultados se puede determinar si la concentración y el volumen fue el

adecuado, si el tipo de tratamiento fue el correcto y si funcionó el tratamiento.

Se debe tener una base de datos de cada pozo para tener la información de los tipos de

tratamiento que se han realizado para hacer un seguimiento del comportamiento de la

44

producción del pozo. Cuando se vea en el registro una disminución en la producción

se puede determinar, por medio de los análisis, si es un problema debido al

tratamiento.

3.1.1.2 Programas de diseño. Existen en la compañía varios software que ayudan

al diseño de los trabajos de estimulación; estos requieren información que en ciertos

casos no se tienen, o a veces no aplican a las condiciones que se presentan en los

pozos. Los programas utilizados por la compañía son los siguientes:

• Stim 2001:Stim 2001: El programa en la actualidad no se está aplicando para las operaciones

realizadas a la empresa operadora Hocol, debido a ciertas incompatibilidades en

los fluidos y daños de la formación. Se utiliza principalmente cuando el

tratamiento es ácido para la remoción de scale. El programa está diseñado para

trabajar con el Acido Fluorhídrico, y en el país se usa el Acido Clorhídrico. El

programa da las especificaciones del tipo de fluido que se debe utilizar, lo que

ayuda a que el trabajo sea más eficiente; igualmente ayuda a presentar un mejor

informe del trabajo a las empresas operadoras.

En el momento Hocol en su área de yacimientos conoce los tipos de daño que

presentan sus pozos, en los cuales los más importantes y frecuentes que ameritan un

tratamiento son por asfaltenos, parafinas y carbonatos, daños que se presentan en la

cara de la formación y no en la matriz. La aplicación de la versión actual de este

programa es para el tratamiento de daños matriciales, lo cual no es aplicable para estos

pozos productores. En la actualidad está en proceso la nueva versión del software que

tendría mayor aplicación para este tipo de daños y fluido de tratamiento, con lo que se

mejorarían los tratamientos en concentraciones y productos necesarios.

45

La empresa operadora Hocol está utilizando pozos inyectores para el aumento de

presión en los productores, presión que debe estar por encima del punto de burbuja. Si

esta presión esta por debajo de este punto se van a generar daños en la formación por

asfaltenos, parafinas, carbonatos, entre otros. Además esta agua de inyección puede

generar Scale por el arrastre de partículas.

El programa presenta mayor posibilidad de utilización para los daños presentes en los

pozos inyectores ya que estos son matriciales y se tienen la posibilidad teórica de

utilizarlo.

• Frack Trop: Sirve para diseñar la totalidad del fracturamiento, en este se obtienen

registros de volúmenes y otros parámetros.

Aunque se tengan varios programas que puedan ayudar a optimizar los procesos, el

mejor sistema para lograr esto es el de tener un control y análisis de los retornos de

cada uno de los trabajos; porque es esto en realidad lo que ayuda a determinar si se

puede o no variar las concentraciones y cantidades de cada uno de los productos

utilizados en las estimulaciones ácidas.

3.23.2 ALMACENAMIENTO DE PRODUCTOS QUÍMICOSALMACENAMIENTO DE PRODUCTOS QUÍMICOS

3.2.13.2.1 Descripción de la zona de almacenamiento. Descripción de la zona de almacenamiento. En las instalaciones de la

compañía en la ciudad de Neiva, existen cuatro zonas de almacenamiento de los

productos químicos utilizados en los procesos de Estimulación; estas bodegas son

compartidas con otras líneas operativas de la compañía. En cada zona se almacenan

productos teniendo en cuenta su incompatibilidad y frecuencia de uso.

46

La ventilación de estas zonas es por medio de espacios entre las vigas y el techo,

existen ventanillas en todo el entorno de las bodegas. Adicional a esta ventilación, la

zona de almacenamiento de ácidos cuenta con un sistema de hélices. Se cuentan con

ventiladores para los casos en que se generen vapores, y poderlos dispersar por medio

de este sistema (Véase Anexo C).

La iluminación que presentan estas zonas en el día, es buena, penetra por las zonas de

aireación y la ubicación permite su ingreso. Se cuenta con la iluminación artificial

adecuada con sistemas eléctricos especiales para evitar que se puedan iniciar alguna

chispa. Los productos están protegidos de la luz directa del sol. La altura de las

bodegas es la suficiente y permite una aireación y un espacio suficiente de

almacenamiento. En todas las bodegas existen segundos contenedores para evitar

derrames de productos químicos en estado líquido (Véase Anexo C).

Los canales de aguas lluvias de una de las bodegas esta por dentro, lo que puede

generar, en un aguacero, que este agua ingrese a donde se encuentran los materiales

sólidos, los cuales están empacados en bolsas de papel (Véase Anexo C).

En general el piso de las bodegas se encuentra en buen estado lo que permite que sea

fácil de limpiar y mantener en buenas condiciones. Se cuenta para cada una de las

bodegas con equipos contra incendios, los extintores se encuentran en buen estado y

son cargados cada año. Existen pequeños lugares del piso que se encuentran

deteriorados por causa del goteo de los productos químicos almacenados en estas

bodegas; aunque los envases se encuentran sobre estibas se permite el goteo de los

productos sobre el piso.

Se están presentando productos obsoletos que se encuentran almacenados en esta

misma zona, esto se da por el cambio de nuevos productos o por que ya ha pasado su

47

tiempo de vida útil. Para evitar la generación de más productos químicos obsoletos se

ha creado, por parte de la compañía, un almacén virtual donde se pone en venta los

productos que lleven más de 6 meses de almacenamiento, para que sean adquiridos por

otras bases en el mundo.

3.2.23.2.2 Productos Almacenados. Productos Almacenados. Para realizar las operaciones de estimulación es

necesario el almacenamiento de varios productos químicos (Véase el Cuadro 6). Este

cuadro se realizó con la información que se encuentra en las MSDS para cada

producto y se tuvieron en cuenta las siguientes características:

• Nombre del productoNombre del producto: Determina el nombre de cada producto químico

utilizado.

• Función:Función: Presenta la función general de cada producto en las operaciones de

estimulación.

• Inflamabilidad (I)Inflamabilidad (I):: Determina el riesgo de inflamabilidad de cada sustancia.

• Reactividad (R):Reactividad (R): Determina el riesgo de reactividad que presenta cada

sustancia.

• Peligrosidad (P): Peligrosidad (P): Determina las características peligrosas que presenta cada

producto, siendo CC corrosivo, OO oxidante y TT tóxico (según la EPA).

• Estado de los productos (E):Estado de los productos (E): Identifica el estado en el que se presentan y

manejan los productos químicos.

• Tiempo de Almacenamiento (TA):Tiempo de Almacenamiento (TA): Identifica el tiempo máximo de

almacenamiento de cada producto, antes que puedan cambiar sus propiedades

y presentan problemas en las operaciones.

• Incompatibilidad (I):Incompatibilidad (I): Indica la incompatibilidad que presenta cada material y

por ello debe almacenarse lejos del producto citado.

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Tabla 6Tabla 6Almacenamiento de Productos QuímicosAlmacenamiento de Productos Químicos

NombreNombre FunciónFunción II RR PP EE TATA II

ABF Sal para la formación de HF 0 0 C Sólido AlcalisAcido Fórmico Solvente de arenas 0 1 C, T Líquido Alcalis

Ba-20 Agente Buffer 1 1 C Líquido Alcalis

BC-140 Activadores de geles 0 0 T Líquido 36 mesesOxidantes

BC-200 Agente encrustante 1 0Líquido

6 mesesOxidantes

Be-3 Bactericida 1 0 C, T Líquido Alcalis

Be-4 Bactericida 1 0 LíquidoAcidos /

Oxidantes

Cat - 3 Activador de Gel 0 0 TLíquido

24 meses Oxidantes

Cl 28M Activador de Gel 0 0 Líquido 24 mesesCl 30 Activador de Gel 0 2 Sólido 6 meses

Cla-Sta FS Estabilizador de finos 0 0 T Líquido OxidantesCla-Sta XP Estabilizador de arcillas 0 0 Líquido Oxidantes

Clayfix Estabilizador de arcillas 0 0 T Sólido 60 meses AlcalisD-air –3000 Antiespumante 1 0 Líquido 24 meses

Diesel Solvente 2 0 Líquido Oxidantes

Fe-1AControlador de pH, previene

la precipitación de hierro2 1 C Líquido

Alcalis/Oxidantes

Fe-2 Secuestrante de hierro 0 0 SólidoFerchek Reductor de hierro 0 0 T Sólido 24 meses Oxidantes

FR-28LC Reductor de fricción 1 0 Líquido OxidantesHai-85M Inhibidor de corrosión 3 0 C, T Líquido 36 meses Oxidantes

HC-2 Espumante 1 0 Líquido OxidantesHCl Solvente 0 1 C, T Líquido Alcalis

Howco-Suds Surfactante 0 1 C, T Líquido OxidantesHTA-710 Retardador de acción ácida 1 0 T Líquido Alcalis

49

Hyflo IV Surfactante 3 0 T Líquido 24 meses OxidantesK-34 Solución buffer 0 0 Sólido AcidosK-35 Solución buffer 0 0 Sólidos AcidosK-38 Solución buffer 0 0 SólidoKCl Sal 0 0 Sólido

Losurf – 300 Surfactante 4 0 T Líquido Oxidantes

Morflo III Surfactante 3 0 C, T Líquido 24 mesesAlcalis/

OxidantesMO-67 Controlador de pH 0 1 C, T Líquido AcidosMSA II Inhibidor de corrosión 0 0 T Líquido OxidantesMusol Solvente orgánico 2 0 T Líquido Oxidantes

Optiflo III Rompedor encapsulado 0 0 Sólido OxidantesParachek-160 Inhibidor de Parafinas 2 0 T Líquido Oxidantes

Paragon Solvente 3 0 T Líquido OxidantesParasperse LR Solvente 2 0 T Líquido Oxidantes

Pen –5M Surfactante 2 0 T Líquido 36 meses OxidantesPen –88M Surfactante 2 0 T Líquido 24 meses OxidantesSGAHT Agente Gelificante 1 0 Líquido Oxidantes

Soda Caustica Neutralizante 0 2 C LíquidoLíquidos

inflamables,ácidos

Sp-breaker Interruptor 0 1 O Sólido CombustiblesTargon Solvente 1 0 C Líquido

TBA-110 Agente Rompedor 0 0 Sólido

Vicon HT Rompedor de geles 1 1 O, T Sólidos 24 mesesAcidos/

ReductoresWG-11 Agente gelificante 1 0 Sólido OxidantesWG-17 Agente gelificante 0 0 Sólido OxidantesWG-22 Agente gelificante 0 0 Sólido 24 meses OxidantesWG-33 Agente gelificante 1 0 Sólido 12 meses OxidantesXileno Solvente de asfaltenos 3 0 T Líquido Oxidantes

50

3.2.33.2.3 Determinación de las áreas de almacenamiento. Determinación de las áreas de almacenamiento. Para determinar las áreas de

almacenamiento se toma en cuenta la incompatibilidad de los productos que se

manejan, esta incompatibilidad la utiliza la compañía según sus normas de Salud y

Seguridad de Manejo de Químicos Peligrosos (C5S2C5S2).

También va a tenerse en cuenta el sistema IMO 1 para la ubicación de los productos

químicos en un almacén.

Estos dos sistemas de separación presentan una misma base de funcionamiento que es

la separación de los productos químicos según sus características peligrosas; de esto se

presenta la siguiente clasificación:

1. Explosivos2. Gases Comprimidos2.1 Gases Inflamables2.2 Gases No Inflamables/ No Tóxicos2.3 Gases Tóxicos3. Líquidos Inflamables4. Sólido Inflamable4.1 Fácilmente Combustible4.2 Espontáneamente Combustible4.3 Peligrosos al Contacto con Humedad

5. Sustancias oxidantes5.1 Sustancias oxidantes5.2 Peróxidos orgánicos6. Sustancias tóxicas7. Sustancias radioactivas8. sustancias corrosivas9. Otros peligros

Dentro de los productos utilizados en la línea de estimulación no se encuentran

productos explosivos, gases comprimidos ni sustancias radioactivas; por lo que no se

incluirán en este estudio. Así mismo las sustancias del grupo nueve tienen una

variedad de propiedades muy amplia y no puede emitirse un concepto general

referente a su separación.

Por lo anterior se clasifica cada producto en uno de los grupos anteriores:

1 Normas de almacenamiento de productos químicos de la ONU.

51

Cuadro 7. Líquidos inflamables.

Grupo 3 Líquidos InflamablesGrupo 3 Líquidos Inflamables

Diesel Musol

Hai- 85 m Paragón

Hyflo IV Parasperse

Losurf- 300 Pen –5M

Morflo III Xileno

MSA II

Cuadro 8 Sustancias corrosivas

Cuadro 9. Sustancias oxidantes. Cuadro 10. Sustancias toxicas.

Grupo 5.1 Grupo 5.1 Sustancias Oxidantes

Optiflo III Vicon HT

SP Breaker

Grupo 5.2Grupo 5.2 Peróxidos Orgánicos

Soda Cáustica

Esta selección de grupos se hizo mediante la información que presentan las etiquetas

que tienen los productos y las características citadas en las MSDS.

Grupo 8 Sustancias CorrosivasGrupo 8 Sustancias Corrosivas

ABF HCl

Ba 20 HF

Be –3 MO -67

Fe 1a Targón

Howco – Suds

Grupo 6 Grupo 6 Sustancias Tóxicas

Cat 3 HTA - 710

Cla – Sta FS Paracheck– 160

Clayfix Pen – 88M

Fercheck

52

Algunos de los productos presentan varias de las características anteriores, su selección

del grupo se hizo por su peligrosidad, siendo más importante la corrosividad que la

toxicidad, debido a que esta última es tomada más para los ecosistemas y sistemas

bióticos según la EPA.

Para obtener esta información se tuvo en cuenta las MSDS de los productos que

maneja la compañía, las cuales cuentan con un numeral de almacenamiento y

adicionalmente presentan las etiquetas que debe tener el producto para ser

transportado y manejado. Para esto se debe tener muy clara la naturaleza del producto

y sus características por lo cual se deben buscar en ciertos casos varias fuentes de

información.

De los cuadros anteriores y las características de los productos se encontró que los

materiales sólidos manejados en estos procesos no presentan un riesgo de

inflamabilidad.

Con la caracterización anterior se puede ahora elaborar la siguiente matriz dematriz de

Incompatibilidad.Incompatibilidad.

Matriz 2. Incompatibilidad de sustancias químicas.

55ClasificaciónClasificación 33

5.15.1 5.25.266 88

3. 3. Líquidos Inflamables -- 22 33 11 11

22 -- 22 11 115. 5. Sustancias Oxidantes 5.15.1 Oxidantes

5.2 5.2 Peróxido Orgánico 33 22 -- 11 11

6. 6. Sustancias Tóxicas 11 11 11 -- 00

8 8 Sustancias Corrosivas 11 11 11 00 --

Fuente. SURATEP

53

Los números y símbolos que presentan esta matriz significan:

• Los números de la primera fila representan los grupos clasificados en la primera

columna.

• Los números 00 son los productos que la separación puede no ser necesaria, pero los

abastecedores deben ser consultados.

• Los números 1 1 son los productos que deben almacenarse manteniéndolosmanteniéndolos

apartadosapartados. Deben separarse los empaques a por lo menos 3 m3 m o el ancho de un

pasillo, esta norma se puede utilizar para el almacenamiento de otros productos

que presentan baja peligrosidad (los productos que no están separados en los

grupos anteriores).

• Los números 22 son los productos que deben almacenarse de una manera separadamanera separada.

Estas combinaciones no deben ser mantenidas en el mismo compartimento del

edificio. Las paredes de los compartimentos deben ser no perforables y resistentes a

30 minutos de fuego. La construcción puede ser en ladrillo o en concreto.

• Los números 33 son los productos que deben ser AisladosAislados en el almacenamiento. Se

utiliza para los peróxidos orgánicos, para los cuales son recomendados los edificios

separados

• Los símbolos (--) indican que son el mismo tipo de producto y por ello no son

incompatibles.

• Los productos de clasificación 99 presentan los peligros para la salud y/o el medio

ambiente que no pueden ser clasificados en los grupos anteriores, por esto para su

manipulación deben revisarse las hojas de seguridad.

De la matriz anterior se puede concluir:

54

• Teniendo en cuenta que se tienen en la actualidad cuatro zonas de

almacenamiento, se puede seguir con esta práctica, reacomodando los productos.

• 19 de los 50 productos no presentan ninguna característica importante de

peligrosidad por lo que se pueden manejar como materiales que presenten un tipo

de incompatibilidad 11. Estos productos se deben almacenar a una distancia

mínima de 3 metros entre cada uno de ellos.

• Se deben agrupar los productos en cuatro zonas, de la siguiente manera:

Zona 1:Zona 1: Almacenamiento de ácidos y sistemas ácidos.

Zona 2:Zona 2: Almacenamiento de Bases y Soda Cáustica.

Zona 3:Zona 3: Almacenamiento de Líquidos Inflamables

Zona 4:Zona 4: Almacenamiento de productos oxidantes, Sustancias tóxicas y corrosivas, y

productos con baja peligrosidad.

Por la reactividad de los peróxidos orgánicos se deben almacenar de manera

independiente lo más alejado de otros productos.

Por la cantidad de líquidos inflamables se debe tener un lugar de almacenamiento solo

para este tipo de productos. Además al ser este grupo, en su mayoría, compuesto por

líquidos se deben tener las medidas de seguridad apropiadas.

Los productos sólidos y los que no presentan una peligrosidad elevada pueden

almacenarse en el mismo sitio que los oxidantes, pero estos deben estar aislados para

disminuir su reactividad. Al ser esta zona la más amplia en cuanto a volumen de

productos, debe ser la bodega grande. Pero debe tenerse cuidado en la separación de

cada hilera de productos teniendo en cuenta el área que se dispone para esto.

55

3.2.43.2.4 Medidas correctivas o de mejoramiento.Medidas correctivas o de mejoramiento.

• Nueva ubicación de ProductosNueva ubicación de Productos:: El almacenamiento de los productos químicos se

debe realizar teniendo en cuenta sus características de peligrosidad e incompatibilidad.

Aprovechando que se cuenta con cuatro zonas separadas, se deben almacenar en cada

una los productos compatibles. La ubicación para los productos se debe realizar según

lo determinado en el punto de áreas de almacenamiento.

Los materiales que se encuentran empacados en papel o cartón deben tener un cuidado

adicional especial. Deben ser almacenados alejados de las paredes y estibados para

evitar el contacto con el piso, esto se debe hacer para evitar su humedad (Véase Anexo

C).

Las sustancias inflamables deben ubicarse contra la pared; los muros de las bodegas

deben ser siempre incombustibles. La aireación debe ser preferiblemente natural y se

deben tener elementos de extinción de incendios como extintores y arena seca.

Los productos corrosivos y las sustancias más peligrosas deben almacenarse en las

partes más bajas especialmente si son líquidos. Deben mantenerse los productos en los

recipientes originales.

• Contenedores Secundarios:Contenedores Secundarios: Todos los productos líquidos deben contar con

contenedor secundario. Se deben adecuar más zonas de almacenamiento con este

sistema, además previendo que se puedan almacenar más productos líquidos de los

que se encuentran en la actualidad. Estas medidas se deben mejorar en todas las áreas

56

de almacenamiento de productos líquidos, ¨estos contenedores deben almacenar el

110% del volumen total almacenado¨2.

• Material Obsoleto:Material Obsoleto: El sistema de almacén virtual entró en funcionamiento hace

seis meses por lo que no se ha utilizado por el momento, pero se debe poner en marcha

para evitar que los productos se conviertan en residuos, como está ocurriendo en la

actualidad. Igualmente hay que tener en cuenta el tiempo de vida útil de cada producto

y tener un registro de este para que sea usado en el menor tiempo posible.

• Estibas:Estibas: Se debe estibar todo material, sea líquido ó sólido, para facilitar el

transporte y manipulación de los productos, además para evitar el contacto con el piso.

Las estibas que se utilicen deben estar en buen estado, ya que se podría generar

derrames de los productos en su manipulación. El material sólido dependiendo de su

forma de empaque debe colocarse con solo dos niveles ya que si se colocan más

pueden quedar inestables.

Para evitar la corrosión o deterioro del piso se debe almacenar sobre estibas de madera

con un tapete absorbente especial o estibas con contenedores secundarios, para recoger

goteos y evitar el deterioro de la pintura del piso.

• EntrenamientoEntrenamiento:: Todo personal nuevo encargado de la manipulación y

almacenamiento de los productos químicos debe ser entrenado por medio de los

siguientes cursos:

- Químicos usados o almacenados en el lugar de trabajo

- Peligros involucrados en el manejo de químicos y sustancias peligrosas

2 Normas de Salud y Seguridad C5S2, Halliburton.

57

- Manejo de productos ácidos, tóxicos, corrosivos e inflamables

- Almacenamiento

- ¿Cómo seleccionar equipo de protección personal adecuado?

- Medidas contra incendios y derrames

- Otros

• LimpiezaLimpieza: Se debe mantener estas zonas limpias ordenadas, libres de contenedores

y estibas viejas. Se deben desalojar aquellas cosas que no sean productos químicos

como trapos, bicicletas, instalaciones de oficinas, etc.

• EtiquetasEtiquetas: Todo material químico almacenado debe estar etiquetado indicando los

peligros asociados a este y consejos de seguridad, el nombre, símbolo y código del

producto, la fecha de iniciación del almacenamiento y la identificación de las áreas de

manejo. Esto se debe hacer así se ha desocupado o utilizado todo el material, esto

teniendo en cuenta el lavado o posterior uso de los envases. Deben estar siempre en

buen estado y ser legibles.

• Envases: Envases: Si existen materiales que lleven un periodo largo de almacenamiento se

debe inspeccionar sus envases con el fin de evitar deterioro de los mismos y prevenir el

derrame de estos químicos.

Se debe tener un cuidado especial a los productos que se encuentran empacados en

papel o cartón que son más propensos al deterioro. Por esta razón se deben tener

aislados del suelo, tapados, transportarse con mayor cuidado y evitar su acumulación o

retención en la base. Se debe hacer un chequeo continuo del estado de los envases y los

envases plásticos deben transvasarse al cabo de cinco años.

58

• OtrosOtros::

­ Conectar a tierra y entre si los contenedores de química inflamable para prevenir

descargas eléctricas estáticas. Cuando se tienen gran volumen de estos materiales se

debe usar un enmallado que aísle estos materiales y haga la función de polo a

tierra.

­ Debe hacerse una limpieza frecuente a los conductos de ventilación.

­ Se debe señalar cada área de almacenamiento con los peligros y caracterización de

los productos que en esta se manejan, dicha señalización debe ser visible en todas

las zonas de las bodegas.

­ Podrían hacerse gabinetes para el almacenamiento de productos peligrosos como

los corrosivos y los inflamables. Los gabinetes preferiblemente deben ser en forma

de ¨góndola¨ 3 para permitir la circulación en todos los lados; el material más

recomendado es el cemento o el metal con recubrimientos especiales. El estante

debe levantarse lo más cerca del suelo pero nunca directamente sobre él. En la

parte inferior debe tener una bandeja colectora cubierta con tapetes absorbentes; así

mismo debe estar asegurado y contar con una barra de soporte que evite el

movimiento hacia delante de los productos.

­ En la bodega grande existen goteos de agua provenientes del espacio que hay en el

techo, por su diseño, para esto debe disminuirse este espacio ó aumentarse el largo

de las tejas de la parte superior.

­ En la bodega donde se almacenan los ácidos, se encuentra la conexión de un aire

acondicionado, el cual debe ser quitado de esta zona ya que por el goteo de agua

condensada puede dañar las canecas que se encuentran en la zona y es además una

fuente de chispa que puede generar un incendio (Véase Anexo C).

3 ABC de la Seguridad en el Laboratorio. ANDI

59

­ Se debe complementar la información de las hojas de seguridad (MSDS) para cada

producto. ¨Se debe incluir el tiempo máximo de almacenamiento,

incompatibilidad, información ecológica, de desecho, legal y adicional ¨ 4.

­ Se debe revisar la información que se recibe de las empresas que proveen productos

químicos y solicitar al fabricante el envío de los datos que hagan falta según las

necesidades de la empresa.

­ Antes de almacenar cualquier producto, se deben tener en cuenta los factores que

alteran la estabilidad de los productos como la humedad, calor y tiempo.

­ La zona de almacenamiento de productos químicos debe estar separada de

cualquier material combustible como papel, madera, plásticos y catón.

­ Es importante contar con una serie de elementos para atender la eventualidad de

un accidente químico. Para esto se debe mantener suficiente material absorbente

como diques de contención, paños o solidificantes; estos materiales se eligen de

acuerdo a la clase de producto y la cantidad que se maneje.

­ El sistema de alumbrado y electricidad debe ser a prueba de explosiones, se deben

eliminar los cables expuestos y los empalmes.

• Manejo de productos químicos: Manejo de productos químicos: En la manipulación de los productos químicos debe

evitarse la ruptura de los envases, para esto se podría utilizar equipos automáticos y

mecánicos. Los productos sólidos deben ser reempacados después de su uso.

Se debe intercambiar el personal continuamente de las áreas de manejo de productos

químicos para disminuir el tiempo de exposición. El personal encargado de este

manejo debe tener el equipo de protección adecuado para cada tipo de químico. Se

debe tener para la manipulación gafas de seguridad, casco, mascarillas facial, guantes

de nitrilo, petos impermeables y botas de seguridad.

4 Según las Normas vigentes en la Comunidad Económica Europea.

60

Todas las bodegas deben contar con las hojas de seguridad en un solo lugar asequible a

todo personal que labore en estas, este lugar debe ser identificado como centro de

información. Cada uno de estos centros debe contener la información correspondiente

a los productos que se manejan en la zona.

Los sitios de almacenamiento deben tener las paredes secas, un acceso restringido, con

aireación y luz natural, pero protegidos contra la luz directa del sol. Debe hacerse una

señalización correcta de la utilización de los elementos de protección personal y de

elementos para la extinción de incendios, debe contarse con una salida de emergencia

y un sistema de alarma.

3.2.53.2.5 Productos que no han sido utilizados. Productos que no han sido utilizados. En la actualidad existen varios productos

que no se han utilizado en un periodo de más de seis meses y pueden convertirse en

residuos al perder sus características. Para evitar este problema debe buscarse nuevos

usos de estos productos en los diseños de tratamientos ó buscarse otras bases que

puedan necesitarlos. Estos productos son:

Cuadro 11. Productos no utilizados.

ProductoProducto VolumenVolumen

Vicon HT 635 lb

Optiflo III 670 lb

Fr 28 20 gal

Parachek 456 gal

WG 17 1650 lb

Howcosuds 350 gal

K 35 600 lb

K 38 850 lb

Clasta xp 261 gal

Pen 88 110 gal

Cl 28m 250 gal

Clayfix 11000 lb

61

Soda Cáustica Sólida 8250 lb

Paraspers 1595 gal

3.33.3 MEZCLA DE FLUIDOSMEZCLA DE FLUIDOS

3.3.13.3.1 Situación actual. Situación actual. La mezcla de fluidos se realiza en un área de la base de

Halliburton en donde se tiene acceso a las zonas de almacenamiento de ácidos y de

productos líquidos.

Esta zona presenta un contenedor secundario que es común para la planta de ácidos, la

ventilación e iluminación están en las mismas condiciones del almacenamiento, es

decir, es una iluminación a prueba de explosión y existe una ventilación local

adecuada por la distribución y ubicación de esta área (Véase Anexo D).

La mezcla de los diferentes productos que necesiten ácido clorhídrico se hacen

mediante el uso de bombas Wilden (Véase Anexo D), que llevan el fluido hasta las

unidades de transporte, estas bombas también se utilizan para la adición de fluidos de

grandes volúmenes como agua, musol, xileno, entre otros. Con esta práctica se

garantiza el correcto manejo de los fluidos. Las bombas cuentan con un sistema de

contenedor que evita el goteo de válvulas y conexiones (Véase Anexo D).

La mezcla y manipulación de los productos químicos, cuando se tienen volúmenes

pequeños, se realiza de la siguiente manera:

• Los fluidos son pasados de los envases originales a envases modificados (cortados y

con bocas anchas). Estos envases son llevados por el operador hacia las unidades

sin sistema de sellado (Véase Anexo D).

62

• Los productos en polvo son golpeados con una varilla hueca para romper los

grumos que se han formado dentro del empaque. De la misma manera que con los

fluidos estos productos son llevados sin tapa hacia las unidades.

3.3.23.3.2 Oportunidades de MejoramientoOportunidades de Mejoramiento

• Para evitar el riesgo de derrame de los productos sólidos, se debe buscar un envase

redondo plástico, no muy alto, en el que quepa la bolsa donde se empaca el

producto y sea fácil la manipulación de este. El nuevo envase debe tener una tapa

para el transporte del producto, dicha tapa se coloca después de homogenizar el

producto y se retirará en el momento que se vaya a agregar a la unidad. Para evitar

la salida de la bolsa del envase este debe tener un diámetro cercano al de la bolsa

para hacer un doblez que una los dos materiales.

• Para el manejo de los líquidos en pequeños volúmenes se debe dejar de utilizar

frascos cortados y transportar todos los líquidos mediante mangueras y bombas

apropiadas para el uso de estos productos, que en general son corrosivos. De esta

referencia existen bombas Wilden para bajos caudales y poca altura, que resisten

estos productos; con estos instrumentos y adecuados tubos de succión se evitan los

reenvases de productos y la manipulación inadecuada disminuyendo el riesgo para

los operadores.

• Los residuos que se tengan en esta zona deben llevarse al lugar de almacenamiento

e informar para que se le haga un seguimiento al residuo y determinar su

63

generación para corregir estas acciones. La zona debe estar libre de envases y

obstáculos que pueden generar derrames en la manipulación de los materiales.

• Al utilizar solo las mangueras necesarias y el envase para los sólidos, se disminuye

el número de estos, generándose más espacio para la manipulación de los químicos

y evitando obstáculos que lleven al derrame de los productos. Igualmente se

disminuyen los volúmenes de productos en los envases (volúmenes muertos) y se

generan menos recipientes con residuos peligrosos que deban ser tratados

posteriormente.

3.43.4 TRANSPORTE DE PRODUCTOS QUÍMICOSTRANSPORTE DE PRODUCTOS QUÍMICOS

3.4.13.4.1 Situación Actual. Situación Actual. En el momento en la compañía existen varios tipos de

transporte de productos químicos.

• Los acid trailers (Véase Anexo E) llevan los fluidos de los tratamientos ya

preparados y mezclados para ser inyectados directamente a los pozos. Estos

vehículos tienen varios compartimentos en donde cada uno puede llevar un tipo de

fluido especial, poseen manifold y válvulas para regular el flujo de los productos y

presentan un sistema de identificación del químico para cada compartimento que

presenta un recubrimiento especial.

• Transporte de Nitrógeno: Se realiza por medio de unidades especiales que sirven

para el transporte de sustancia criogénicas y para la manipulación del producto en

las operaciones en los pozos. Al tener estas unidades esta función determinada es

más sencillo su control y no presentan problemas si la unidad se encuentra en buen

estado.

64

• Muchos de los productos son transportados por contratistas en camiones que llevan

los envases amarrados y asegurados, estos contratistas son previamente escogidos y

se le hace un chequeo a los camiones antes de entrar a la base para asegurarse del

buen estado de estos; para esto se llena el formato de Inspección de Camiones que

tiene la compañía. Además se le dan unas charlas a los conductores y se les educa

sobre el transporte y las medidas que deben tener en caso de accidentes.

• En los últimos meses se han realizado auditorías por parte de Halliburton a las

empresas contratistas, para determinar si se está cumpliendo con los

procedimientos de transporte para químicos peligrosos. En algunos casos existe

solo una compañía que puede prestar ciertos servicios, lo que ocasiona que no se

pueda buscar otro tipo de alternativas para la adquisición del producto, por esta

razón Halliburton ha querido trabajar en conjunto con estas empresas para ir

mejorando los procedimientos de transporte y almacenamiento de los productos.

• En ocasiones se necesitan en las operaciones pequeños volúmenes de productos

químicos, que son enviados en las camionetas de la empresa amarrados y en

posición vertical.

• Todos los productos transportados son enviados con la información necesaria para

casos de emergencias, esta información se da mediante una versión simplificada de

las hojas de seguridad de cada producto (MSDS) que se está transportando. Esta

información es la siguiente:

­ Nombre del producto y número de parte

­ Teléfonos para comunicarse en caso de emergencias

­ Peligrosidad del producto según la NFPA

65

­ Precauciones relevantes

­ Primeros auxilios

­ Medidas contra incendios

­ Control contra derrames

­ Instrucciones de uso

Adicionalmente se informa al transportador el tipo de producto que lleva y su

peligrosidad. Para todas las personas que tienen contacto con productos químicos, la

compañía ha realizado capacitaciones que ayudan a tener una actitud adecuada ante

las emergencias que se puedan presentar y ante el manejo de estos productos,

recalcando no solo en tomar la información básica de cada producto sino en que se

analice las MSDS para complementar la información. Estas MSDS se tienen en la

bodega de materiales, en el laboratorio, en las oficinas de ingeniería y en la red interna

ó intranet de la compañía.

Para cada operación se presenta un plan de manejo en el que se incluyen las

actividades y planes de emergencia para el transporte de los productos. La lista

completa de estos planes se encuentra en la red en la dirección:

http://halworld.halnet.com/wrk/wrkhms/wrkhms_HES/wrkhms_HESla/wrkhms_

HESla_colombia/HSE/htm/MSCOLSSHSE001.htm

A sí mismo en esta dirección se presentan varios planes de emergencia y planes de

manejo que tiene la compañía para las diferentes actividades que realiza. Entre estas se

encuentran:

­ Plan de Manejo Ambiental Frac PL-COL-SS-HSE-005

­ Plan de Manejo Ambiental Ácido PL-COL-SS-HSE-007

66

­ Plan de Manejo y Transporte de productos Especiales PL-COL-SS-HSE-009

3.4.23.4.2 Oportunidades de mejoramientoOportunidades de mejoramiento

• Formatos.

En la compañía se manejan varios formatos que ayudan a determinar los problemas

como los pre-viajes, post-viaje, los lista de chequeo de inspección y de mantenimiento

preventivo a los carrotanques. Por la importancia de estos formatos, se debe exigir al

personal el cumplimiento de estas normas y la realización de auditorias en las

locaciones y en las bases para revisar estas actividades.

• Señalización.

­ En las cuatro caras del contenedor debe colocarse el símbolo de acuerdo con el

tipo de producto que se transporte y el letrero de peligro correspondiente, letrero de

fondo rojo con pintura reflectiva y letras blancas.

­ El contenedor debe tener en su parte posterior los números telefónicos de

emergencia a contactar.

­ Se deben utilizar los símbolos adecuados para cada producto, de acuerdo con la

clasificación de las Naciones Unidas (IMO), además se debe asegurar marcar los

recipientes con el nombre del producto.

67

La Clasificación de la IMO es la siguiente:

Clase 1 EXPLOSIVOSEXPLOSIVOS1.1 Peligro de Explosión en Masa

1.2 Peligro de Proyección

1.3 Peligro Predominante de Incendio

1.4 Bajo Peligro de Detonación

1.5 Insensibles; agentes Detonantes

1.6 Muy Insensibles

Clase 2 GASESGASES

2.1 Gases Inflamables

2.2 Gases no Inflamables, no Tóxicos, gases

Comprimidos.

Clase 3 LÍQUIDOS INFLAMABLESLÍQUIDOS INFLAMABLES

Clase 4 SOLIDO INFLAMABLE, ESPONTANEAMENTE COMBUSTIBLE YSOLIDO INFLAMABLE, ESPONTANEAMENTE COMBUSTIBLE YPELIGROSO CON LA HUMEDADPELIGROSO CON LA HUMEDAD

4.1 Sólidos Inflamables

4.2 Material Espontáneamente combustible

4.3 Material Peligroso en Presencia de Humedad

Clase 5 OXIDANTES Y PEROXIDOS ORGANICOSOXIDANTES Y PEROXIDOS ORGANICOS

5.1 Oxidantes

5.2 Peróxidos Orgánicos

Clase 6 MATERIAL TOXICO Y SUSTANCIAS INFECCIOSASMATERIAL TOXICO Y SUSTANCIAS INFECCIOSAS

6.1 Veneno ó Tóxico (Peligro Inmediato)

6.2 Sustancia Infecciosa

68

Clase 7 MATERIAL RADIOACTIVOMATERIAL RADIOACTIVO Clase 8 MATERIAL CORROSIVOMATERIAL CORROSIVO

Clase 9 MISCELANEO, OTROS PELIGROSMISCELANEO, OTROS PELIGROS

• Incompatibilidad al Transportar.

Tomando la matriz de incompatibilidad mostrada en el almacenamiento de productos

químicos se encuentra que los productos oxidantes deben transportarse de manera

separada con los líquidos inflamables y tenerse cuidado cuando se transportan

productos oxidantes con sustancias tóxicas y corrosivas. Aunque esta información no

excluye tener en cuenta instrucciones especiales de los fabricantes para el manejo de

estos productos.

• Otras.

­ Se deben mantener los recipientes bien cerrados y se debe asegurar que no estén

llenos, que se encuentre con el 95% del volumen.

­ Se debe utilizar en lo posible los envases originales en donde vienen los

productos para evitar daños en envases, que generen derrames de los materiales.

­ Se debe realizar cada 3 meses una revisión completa de los acid-trailers

especialmente de su recubrimiento. Estas inspecciones se dejarán consignadas en

69

carpetas para cada vehículo y serán llevadas por el supervisor a cargo, para una

revisión posterior del Departamento de Mantenimiento.

­ Esta revisión o mantenimiento se debe hacer para todas las unidades y se debe

llevar un control escrito de este.

• Plan de Manejo.

En el plan de manejo que se deben mejorar varios aspectos como la vinculación de este

en cada operación que se realice, debido a que en los job folders 5 no está presente este

documento; así mismo aunque los operadores ya manejan varios de sus aspectos, no se

está cumpliendo con la totalidad de este. Al personal que ingrese se le debe hacer una

capacitación mostrando las ventajas y funcionamiento de este plan, para garantizar

que sus acciones sean realizadas.

Así mismo este plan de manejo fue realizado para otra base y para otro tipo de cliente,

por lo cual se debe actualizar la información que se presenta en él, aunque los

productos y servicios que se necesitan son los mismos se debe buscar lo siguiente:

§ Buscar una serviteca en Neiva certificada para dar las revisiones a las

unidades y vehículos utilizados en las operaciones.

§ No se está revisando que los materiales e instrumento que se citan sean

llevados a las locaciones.

§ Se debe actualizar la información de las direcciones y teléfonos con los

cuales contactarse en caso de emergencia.

5 Archivo de documentos que se maneja en cada operación.

70

§ En el plan se definen las concentraciones que deben utilizarse de productos

neutralizantes para actuar en caso de emergencia, pero no determinar que

volumen debe ser llevado, por lo cual se hizo el siguiente análisis:

En la compañía se tienen unos estándares que determinan la información de cierta

cantidad de derrames para que sean tomados como relevantes y tomen acciones

especiales. De estos los que más se relacionan con la manipulación de productos de

estimulación son los siguientes:

Cuadro 12. Volúmenes de derrames.

ProductoProducto InformarInformar RegistrarRegistrar

Aceite o crudo 5 galones 25 galonesAcido clorhídrico 50 galones 500 galones

Fe 1A 50 galones 500 galonesXileno 10 galones 100 galones

De los anteriores, que son los fluidos más utilizados en los trabajos de estimulación,

los sistemas ácidos son los que deben ser neutralizados durante la emergencia. Para

estos tipos de derrames se maneja una neutralización con Bicarbonato de Sodio a una

concentración de 0,75 lb por cada galón derramado. Por lo cual en el plan de

emergencia para el transporte debe llevarse el volumen para manejar los derrames

antes de que estos tengan condiciones especiales, es decir manejar menos de los

volúmenes registrables.

Para accidentes mayores la base tiene el suficiente material neutralizante para tratarlos

y se hacen ciertos procedimientos especiales. Por estos, en los planes de contingencia

se debe tener el volumen suficiente de neutralizante para manejar menos de 500

galones de sistemas ácidos derramados. La cantidad de material neutralizante a llevar

es la siguiente:

71

500 x 0,75 = 375 lb de Bicarbonato de Sodio,

Es decir aproximadamente 3 sacos3 sacos de este material.

Por lo anterior en cada transporte de material mayor a 500 galones de Fluidos ácidos

se debe llevar para la contingencia 3 sacos de Bicarbonato de Sodio en el carro escolta.

• En los procesos de transporte y de manipulación en las locaciones se debe evitar lo

máximo que se pueda el uso de canecas para movilizar productos cuyo volumen

necesitado pueda ser transportado por carrotanques.

3.53.5 OPERACIÓN EN LOS POZOSOPERACIÓN EN LOS POZOS

Los trabajos de estimulación comprenden el uso de un fluido que se bombea a los

pozos para remover o limpiar la zona de permeabilidad alterada (zona de daño) que se

presenta en las vecindades del pozo. Estos tipo de trabajo tiene por objetivo el

recuperar o aún mejorar la permeabilidad natural del yacimiento.

Consideraciones que deben ser tenidas en cuenta en las operaciones de estimulación:

• Los conductores, operadores y auxiliares deben haber sido entrenados para el

manejo de las sustancias que se vayan a utilizar en las operaciones.

• Se debe dar a conocer el contenido de las hojas de seguridad a cada empleado

presente en la operación.

• Antes de iniciar la manipulación y transporte de los ácidos se hace una reunión

preoperacional de cinco minutos, en donde se afianzan los conocimientos sobre

la actividad a realizar y los riesgos a que se va ha estar expuestos.

72

• Se asignan funciones a todo el personal determinando responsabilidades según

los turnos y unidades presentes.

• Cada nueva jornada se leen las tarjetas Stop y Verdes generadas, se discuten los

actos inseguros observados y se da solución a las medidas que se puedan tomar

dentro de la locación. Las tarjetas Stop sirven para notificar actos inseguros

correspondientes a la seguridad física y las tarjetas verdes para actos inseguros

hacia el medio ambiente.

• Ubicar todos los equipos, en especial los acid trailers y los Frac-tank dentro de

la plataforma del pozo.

• Debe hacerse una revisión diaria de unidades, cuando estos se encuentren con

productos químicos. Se debe hacer especial énfasis en las fatigas del material de

la carcaza, conexiones y válvulas de descarga.

• Se utilizarán contenedores en cada una de las unidades, para el control de

posibles fugas de los mismos durante las operaciones de arme y desarme.

• Se debe realizar inspección de canecas y contenedores de los aditivos llevados a

la locación.

• Utilizar bombas de transferencia de aditivos líquidos, necesarios para la mezcla.

• Se utilizarán contenedores en cada una de las bombas, para el control de

posibles fugas de las mismas.

• Revisar los elementos de protección personal para cada tipo de producto

químico que se vaya a manipular.

3.5.13.5.1 Presentación y almacenamiento de residuosPresentación y almacenamiento de residuos. Los residuos sólidos generados en

las locaciones se clasifican por colores. Se contará con un sistema de clasificación de

residuos utilizando bolsas plásticas, de acuerdo a los siguientes colores:

73

Verde: Material Reciclable

Rojo: Material Contaminado

Negro: Material Orgánico

Estos materiales son recogidos en las bolsas plásticas, las cuales una vez llenas se

cierran y se acumulan hasta completar un viaje (uno o dos días máximo) y son llevadas

al lugar de presentación de residuos sólidos de la población más cercana en las

camionetas de la compañía.

Durante los trabajos de Work Over no se generan aguas residuales domésticas, los

residuos líquidos son manejados directamente por las empresas operadoras a quien se

les da todo material sobrante mezclado que se haya generado durante la operación, por

lo cual toda unidad debe retornar a la base sin ningún tipo de residuo químico. Por lo

general las empresas operadoras utilizan unas unidades de vacío llamadas chupa

manchas que succiona el material presente y lo lleva a la zona de tratamiento.

3.5.23.5.2 Locaciones.Locaciones. Existen muchas locaciones que deben tener un cuidado especial al

ser zonas naturales importantes por ser áreas de recargas de acuíferos, o regiones de

microcuencas en las que se desarrollen fuentes de aguas superficiales.

Para el control de estas zonas naturales se cuenta en las locaciones con un canal

perimetral que conduce los fluidos a unos separadores en donde se retienen los aceites

y lo sólidos suspendidos. Los fluidos tratados son llevados fuera de la locación a

cualquier fuente de agua o se esparcen por el terreno.

El estado normal de la locación es de una zona plana y descapotada en donde el pozo

se localiza en el centro de esta. Estas áreas no presentan un recubrimiento

impermeable que evite la infiltración de los fluidos al suelo. En su mayoría la superficie

74

de la locaciones es en arena que permite absorber cualquier tipo de derrame. El

formato para inspeccionar la locación es el FO-COL-HES-PE/ZI-004, que se llama

Inspección y Entrega de la Locación.

3.5.33.5.3 Almacenamiento de Productos químicosAlmacenamiento de Productos químicos. El almacenamiento de los productos

químicos en las locaciones consiste en la agrupación de los envases sobre estibas al

lado de una unidad protegida por una cubierta plástica.

3.5.43.5.4 Operación.Operación. Existen varios métodos para la manipulación de productos

químicos como es el uso de bombas Wilden de poca potencia que se utilizan para los

fluidos que son transportados en envases de 55 galones, envases que por su peso no

permiten otro tipo de manipulación.

Los envases de 5 galones por la facilidad de manipulación, debido a su tamaño, no

necesitan el uso de bombas, pero presentan remanentes en su interior debido a la forma

que presentan.

Los productos sólidos son agregados directamente a las unidades de mezclado sobre

las rejillas de seguridad, sus empaques son desocupados y almacenados para ser

retornados a la base.

3.5.53.5.5 Oportunidades de MejoramientoOportunidades de Mejoramiento

• Las unidades Frac-tank deben ubicarse con una pequeña inclinación hacia la

válvula de salida para evitar que queden remanentes y facilitar el movimiento de

los fluidos, esta pendiente no debe modificar la lectura del volumen en los tanques,

por lo cual se aconseja del 1%.

75

• En lugares de paso frecuente, las líneas de presión pueden ir enterradas, pero en el

momento de utilizarlas debe cerrarse el paso en las zonas cercanas a estas.

• Todo personal que ingrese a la compañía deberá recibir los cursos de medio

ambiente, manejo de MSDS y control de derrames.

• Debe tenerse en toda locación una zona en donde se almacenen los residuos

químicos generados de las operaciones, esta zona debe estar señalizada,

impermeabilizada y controlada para que las otras empresas no presenten allí sus

residuos. De esta manera se tendrá un solo lugar en donde los tanques de vacío

deban recoger los residuos generados y asegurar con ello la recolección total de los

fluidos mezclados. Además se concientiza al personal del manejo de los residuos

que se generen en cada trabajo.

• En la zona de almacenamiento de residuos de cada locación, se deben tener

envases en buenas condiciones, con tapa y etiquetados. Con esto se evita el riesgo

de derrame de estos residuos y su posible utilización por personal ajeno a los

trabajos.

• En el momento de la finalización de los trabajos, los químicos y residuos deben ser

almacenados en los lugares señalados con las condiciones mencionadas en el punto

anterior.

• Al no presentarse en las locaciones controles reales para evitar la contaminación

del suelo y del agua, se debe acondicionar un área de la locación para realizar todo

el manejo de productos químicos por parte del personal de la compañía. Esta área

se debe delimitar e impermeabilizarse por medio de geomembrana o plástico, para

impedir el paso de estas sustancias químicas al suelo. La impermeabilización debe

76

hacerse enterrada en el suelo con una capa superior de éste, por encima, de unos

pocos centímetros para evitar el daño del material debido al movimiento de los

envases. Esta zona debe ser señalizada y demarcada, para obligar el manejo de

todos los productos dentro de ella.

• Se deben hacer pruebas de las líneas de baja presión en la locación y en la base,

para garantizar su correcto funcionamiento. Estas pruebas deben hacerse según los

procedimientos de la compañía, a una presión de 5 PSI.

• Antes de salir a algún trabajo las unidades deben ser inspeccionadas para que no

presenten residuos en ellas y que estén en buenas condiciones. Existen los formatos

de la lista de chequeo, pero se debe tener más cuidado con las mangueras y

accesorios que conduzcan aceite hidráulico. Estos accesorios deben tener un

tiempo de vida útil y un programa de mantenimiento preventivo.

• Para evitar el desperdicio de sustancias se puede utilizar pequeñas bombas

manuales que transporten los productos de sus envases hasta las unidades. Estas

bombas deben ser de materiales compatibles con los fluidos que van a movilizar.

• Se debe hacer una inspección a todas las unidades verificando el estado de las

válvulas para evitar derrames en el momento del transporte de fluidos.

• En los momentos que se presenta un derrame se debe contar con los elementos

apropiados para su control; deben revisarse los planes de manejo ambiental que

tiene la compañía, los cuales deben incluirse en todos los trabajos (carretilla, palas,

envases acondicionados material absorbente y agentes químicos como

neutralizantes ó rompedores de gel).

77

• A la unidad del blender se le debe colocar un aditamento para evitar la dispersión

de partículas en el momento en que se mezclen productos sólidos.

3.63.6 DESMOVILIZACIÓNDESMOVILIZACIÓN

La desmovilización corresponde a la etapa donde se desarman las líneas y equipos que

se encuentran en una locación para ser transportados a la base en donde se

acondicionan para el siguiente trabajo. Esta etapa se maneja en el sistema HMS

(Halliburton Management System) según el procedimiento PM-COL-HES-STIM-500.

3.6.13.6.1 Descripción del proceso. Descripción del proceso. Esta etapa comienza desde el momento en que se

acaba la operación y se debe empezar a desmontar los equipos. El primer paso es

desalojar los fluidos de las líneas de conducción (tanto de baja como de alta presión) y

de las unidades donde quedan volúmenes muertos.

Después de esta operación, se debe realizar las siguientes tareas:

• Desmonte de líneas y piezas

• Verificación de volúmenes en las unidades

• Inventario de productos químicos

• Inspección de equipos

En el desmonte de líneas se debe evitar las liberaciones de productos en el momento de

la desconexión. Los volúmenes de productos que quedan en las unidades, no son

propiedad de Halliburton, por lo cual deben ser recolectados por la empresa operadora

por medio del tanque de vacío.

78

3.6.23.6.2 Devolución del material no gastado. Devolución del material no gastado. Para devolver a la base los productos que

no fueron gastados en su totalidad e ingresarlos al inventario de materiales, se debe

diligenciar un formato de devolución que es suministrado por el personal de

materiales.

El producto que va a ser devuelto es revisado tanto física como químicamente; su

envase debe estar en condiciones óptimas, debe ser lavado y revisada su tapa. Para el

control del producto se comunica al laboratorio de estimulación para que haga una

revisión de las propiedades fisico-químicas. Estas pruebas deben analizar el estado,

olor y apariencia del producto y cuando se presenten volúmenes mayores de 5 galones

debe medirse la densidad y otras características para que sean comparadas con la

MSDS. Si el producto cumple con estos requisitos es aceptado por materiales y

reincorporado al inventario.

Para evitar el deterioro del material que se va a devolver se deben asignar responsables

de esta tarea. Estas personas deben pertenecer a la cuadrilla que desarrollo el trabajo

para que exista una inspección desde el momento de la operación hasta la devolución a

materiales.

Para asegurar la calidad de los trabajos, los supervisores deben estar pendientes de todo

movimiento de productos en la base, en los momentos de llegada y salida de estos

hacia los pozos; semanalmente estas personas deben hacer un informe de los asuntos

pendientes generados en la desmovilización de los trabajos u otras acciones que

necesiten ser lideradas por los FSQC6 (Field Service Quality Coordinators), quien hará

las inspecciones y dará soluciones a los acontecimientos necesarios.

6 Coordinador de servicios de calidad en campo.

79

3.6.33.6.3 Almacenamiento de residuos. Almacenamiento de residuos. En el último año se construyó una bodega para

el almacenamiento temporal de las canecas que contengan productos químicos, y así

protegerlas del clima y de un uso inapropiado. Anteriormente estas canecas no eran un

problema pues una empresa las trataba, esta práctica se dejó de hacer, debido a

problemas en el tratamiento de estos envases.

La construcción de esta bodega estuvo acompañada de varias capacitaciones al

personal sobre el modo de presentar un residuo y los costos que implican su transporte

y tratamiento por parte de la compañía, siendo estos responsabilidad del cliente.

Igualmente se enfatizó en la importancia de marcar los envases con el producto que

contiene, su cantidad y fecha de almacenamiento.

Al no tener la compañía un contacto legal para la disposición de estos residuos, su

manejo se limita a un almacenamiento y control de derrames. Esta área presenta un

contenedor secundario y un formato en el cual se coloca el responsable y la generación

del residuo, esto con la idea de encontrar las fallas y corregir lo necesario para evitar

esta recurrencia. Este almacenamiento ha generado una concientización del personal y

se han venido generando menos residuos que en trabajos que se hacían el año pasado.

Además de esto se presenta un problema con los envases de los productos químicos ya

que por su diseño no permite el flujo de los productos generando remanentes, por ello

en los productos viscosos se están presentando volúmenes que varían entre ¼ y ½

galón. Este residuo se mantiene en los envases y se lleva al sistema de lavado cuando

se hace necesario reutilizar los envases para otra actividad.

Para evitar estos remanentes y su manejo como residuos, se diseñó un sistema para

dejar decantar los fluidos el tiempo necesario; este permite voltear los envases y

dejarlos un tiempo adecuado. Por el diseño de los envases de 5 galones, con voltearlos

80

no es suficiente y es necesario además hacer un orificio en la parte superior del envase

al otro lado de la tapa. Con esto se asegurará el vaciado de estos envases.

3.6.43.6.4 Reuso de envases. Reuso de envases. La compañía maneja varios tipos de envases:

• Plásticas de 55 galones

• Metálicas de 55 galones

• Plásticas de 30 galones

• Plásticas de 16 galones

• Plásticas de 5 galones

Para evitar el gran volumen de canecas a almacenar, se realizo un inventario y

determinar los proveedores de cada tipo de canecas para establecer un convenio en el

cual los proveedores se llevan los envases desocupados en los camiones que traen

nuevos productos.

Existen envases de productos químicos de Halliburton que deben almacenarse en la

base, debido a que no se pueden enviar a sus países de origen. Para el control de estos

envases, se están reutilizando al interior de la compañía para almacenar ACPM,

aceites gastados y otros materiales que se necesiten transportar. Para el uso adecuado

de estos, se deben lavar los envases en el sistema de lavado, escogiendo para los

envases con menor volumen de remanente. Además se está llevando un control por

medio de un formato en cual se determina el uso antiguo de la caneca, su uso nuevo,

su destino y su fecha de retorno.

81

4.4. MANEJO DE RETORNOSMANEJO DE RETORNOS

Un retorno son los fluidos que llegan a la superficie después de haber cumplido su

función dentro del pozo; son productos químicos inyectados que han reaccionado con

materiales de la formación y otros compuestos. Por esta razón los retornos no

presentan una caracterización constante y pierden gran parte de su valor agregado.

Estos fluidos en la actualidad son manejados por las empresas operadoras, pero en el

momento en que entre en funcionamiento el programa de TFM pasarán a ser parte de

la compañía Halliburton, quien será la encargada de su recolección, transporte,

manejo, reutilización y si es el caso disposición final.

Las empresas operadoras a nivel mundial realizan en la actualidad tratamientos

sencillos, que debe cumplir con los parámetros para pozos inyectores, pero no poseen

tratamientos que cumplan con la normatividad vigente.

El transporte y movilización en el subsuelo de estos fluidos inyectados no se conoce, al

igual que no se han estudiado las consecuencias de esta inyección, ni el impacto

ambiental que estos productos generan en las aguas subterráneas u otros recursos

naturales; aunque es una práctica utilizada para la disposición de residuos de las

actividades petroleras, se deberían investigar los problemas que se han generado

durante todos estos años con la inyección de estas sustancias.

Los trabajos de Estimulación cuentan con una diversidad de fluidos que generan

retornos con características variables, esto debido a la participación de varias empresas

82

en una misma operación de Work Over 1; siendo los retornos la reunión de todos los

productos utilizados en la operación.

La caracterización de estos retornos es manejada únicamente por la empresa

operadora, quien utiliza esta información de manera confidencial; por tal razón este

proyecto tomará ciertos parámetros que puedan ser estudiados según los objetivos

planteados por la empresa operadora Hocol.

Otro factor que altera la composición de los retornos es la variedad de trabajos

realizados en los pozos, los cuales dependen del tipo de daño y las características que

presente la formación. Aunque la concentración de los productos utilizados en los

tratamientos pueden ser similares, existen formaciones que necesitan otros aditivos

para dar el resultado esperado.

4.14.1 FLUIDOS DE RETORNOFLUIDOS DE RETORNO

De los trabajos realizados en las operaciones de Estimulación se generan cuatro tipos

de fluidos generales como ácidos gastados, salmueras, geles rotos y fluido base aceite.

Dependiendo del tratamiento que se lleve a cabo para cada pozo, las características de

estos van a variar. Los fluidos en el pozo, después de haber reaccionado con la

formación, son extraídos y conducidos a los frac tanks en donde se dejan decantar

para separar la fase agua y aceite, creada esta fase se retira el crudo y se neutraliza la

fase acuosa.

1 Mantenimiento y acondicionamiento de pozos de petróleo.

83

Estos fluidos son transportados a las baterías en donde la exigencia de recepción es

mínima y se aceptan cualquier tipo de crudo; para el agua exigen un pH entre 6 y 8.

Los fluidos base agua son conducidos a una unidad llamada gumbarrel, en la cual se

rompe la fase aceitosa de la fase agua; el fluido base agua es conducido a un sistema

de filtración y desnate para ser llevado posteriormente a los pozos de inyección (pozos

que mantienen y mejoran la presión de producción de los yacimientos). Los fluidos

que llegan a la batería deben tener un pH menor a 7 para que no se formen

aglomerados o aglutinamientos durante el tratamiento.

Los fluidos base aceite que se obtienen de la separación en los frac tanks son

conducidos a un tanque lavado en donde se adicionan surfactantes, rompedores,

inhibidores de corrosión, antiespumantes, entre otros, que limpian el crudo y lo dejan

en las condiciones para ingresar al oleoducto; a estos fluidos se le agrega los aceites

generados en el gumbarrel.

4.1.14.1.1 Fluidos con valor agregadoFluidos con valor agregado. Los fluidos que retornan después de realizar un

trabajo de Estimulación pueden presentar una posibilidad de reuso según las

características que presenten en superficie.

La mayoría de los fluidos en el momento de retornar han perdido sus características, y

deben ser tratados si se quieren involucrar a un nuevo proceso; el tratamiento debe

eliminar cualquier tipo de elemento o característica nociva para la formación.

El tratamiento de los fluidos retornados buscará acondicionarlos, de tal manera que

sean utilizados como la base para nuevos fluidos de operación. Los fluidos base agua

son apropiados para realizar este tipo de recuperación, aunque es más costoso su

reacondicionamiento que la adquisición de un nuevo fluido.

84

Las formulaciones de los fluidos utilizados pierden la totalidad de sus propiedades en

el momento de retornar, debido a la reacción de sus componentes en el momento del

tratamiento, lo cual hace difícil que estos fluidos puedan ser utilizados en posteriores

trabajos como materia prima; igualmente no existen trazadores que demuestren el

tiempo de vida de cada producto.

Los fluidos utilizados en las operaciones de Estimulación pueden utilizarse en otros

procesos tales como:

Cuadro 13. Fluidos reutilizables.

Tipo de FluidoTipo de Fluido PosibilidadPosibilidadde de ReusoReuso

ViabilidadViabilidad TratamientoTratamiento

Aceite SiOleoducto, fluido base para

perforaciónSeparación de la emulsión

Salmuera Si Proceso de Estimulación Fisico-químicoAcidos No Pozos Inyectores Neutralización, fisicoquímico

Pad – Acid No Pozos InyectoresSeparación fluidos base agua-

aceite y fisicoquímicoFluidos no

gastadoSi Fluido base Acondicionamiento

Geles No Pozo Inyector FisicoquímicoGas No Quemadero Separación

Como se puede observar en la tabla anterior, para reutilizar estos fluidos es necesario

la separación de cada uno de ellos en el momento de ser retornados a la superficie, lo

cual involucra la necesidad de utilizar varios tanques de menor volumen que un frac-

tank, que mejoren las condiciones de separación, mezcla y homogenización. Existen

tanques de forma cilíndrica que serían los que presentan mejores características para

este almacenamiento.

El volumen de los retornos no se puede determinar de una manera exacta, el retorno

siempre va a depender del diámetro de inyección, longitud de los perforados que se

van a tratar, profundidad del tratamiento y características que se obtengan en el

retorno. En la actualidad se está retornando 1.5 veces más que el volumen del

85

tratamiento, estos fluidos corresponden al retorno del tratamiento bombeado más un

50% para garantizar el dejar la formación con un fluido limpio libre del fluido de

tratamiento, más el volumen correspondiente al fluido de carga del pozo.

4.24.2 ALMACENAMIENTO DE RETORNOSALMACENAMIENTO DE RETORNOS

Cuando los retornos llegan a superficie pasan a diferentes unidades que buscan

separar la fase gaseosa y líquida. Para esto, los fluidos son transportados a través de

líneas a diferentes unidades en las que se destacan un manifold, separadores, tanques

de control de presión y Frac-tanks; estos últimos, encargados de almacenar los fluidos

líquidos. Mientras tanto los fluidos gaseosos son conducido a los quemadores (véase

Anexo F).

Para separar la fase acuosa de los aceites se agregan surfactantes y se deja reaccionar

los fluidos, posteriormente el crudo, que se encuentra en la parte superior de los

tanques, es llevado por medio de los tanques de vacío a las baterías en donde se envía

al oleoducto.

Los residuos acuosos después de ser separados son homogenizados y neutralizados

utilizando tanques de vacío y soda cáustica. Estos residuos son transportados hasta la

batería en donde son tratados para ser utilizados como agua de inyección.

El traspaso de los frac-tanks hacia los tanques de vacío se realiza por medio de una

conexión de mangueras especiales para el manejo de fluidos corrosivos, los fluidos

deben presentarse a la batería con un pH entre 6 - 7 (neutro); cuando no se cumple

esta condición se debe neutralizar el fluido con soda cáustica o ácido clorhídrico.

86

4.34.3 CARACTERIZACIÓN DE LOS RETORNOSCARACTERIZACIÓN DE LOS RETORNOS

En cuanto a la información de la caracterización de estos retornos, la empresa

operadora Hocol es quien ha realizado estudios concretos sobre estos fluidos, pero esta

información no puede ser suministrada por ser de carácter privado. Por esta razón, los

análisis realizados por Halliburton y los conocimientos de su personal de laboratorio

son la única base para dar una caracterización básica de estos fluidos.

A continuación se presenta una lista de trabajos realizados en los pozos de Hocol, en

donde se muestran las características básicas de sus retornos.

Cuadro 14. Caracterización de los fluidos de retorno.

PozoPozoTipo deTipo de

TratamientoTratamientoVTVT

((bbl)bbl)VRVR

((bbl)bbl) pHpHFeFe103

mg/Lt

ClCl103

mg/Lt

SOSO44

mg/Lt

CaCOCaCO33

103

mg/Lt

SF-11Pad- Acid

Inhibidor deincrustaciones

147 348 1.59 1.3 23.6 68 4.8

Pad-acid 70/30 47.3 152 1.73 12,6 90 100 27.5SF-17

Desplazamiento 52.2Pad-acid 64.5 120 - - - - -

SF-16Salmuera 2% 15.8

SF-47 Pad-acid 70-30 91 140 2.16 1.5 57 14 7.5Pad-acid 70% acido y

30% orgánico61.5 546 1.07 - - - -

SF-65Salmuera espumada 54

SF-67Pad-acid 60/40Fe-acid 7.5%Salmuera 4%

125 292 2.94 2.6 54 300 16.6

Nver-sperse 80 540 1.92 - 31 - 3.5SF-68

Salmuera 200SF-69 Fe-acid 125 277 2.96 8.7 27.5 900 154

SF-94Orgánico 84%

Ácido 10%215 314 2.58 10.3 337 1000 155

Orgánico Nver-sperse 30 204 - - - - -Ácido fórmico-

Acético30

BN-8Desplazamiento

(Crudo)80

Fuente. Base de Datos Halliburton.

87

De la tabla anterior se puede determinar que no hay un promedio válido para la

caracterización de los retornos, tanto de los parámetros fisico-químicos como de

volumen; esto debido a que nunca se van a encontrar las mismas condiciones de

tratamiento para diferentes pozos. Con estos datos y por observación propia de los

retornos se puede tener la siguiente caracterización general:

• Fluido AcidoFluido Acido: pH entre 1 - 4.

• Alta turbiedadAlta turbiedad: Debido a la cantidad de sólidos disueltos provenientes de

productos químicos y finos de la formación.

• Sólidos suspendidosSólidos suspendidos: Alto porcentaje de estos por la cantidad de sólidos

removidos por el tratamiento y por la presencia de geles rotos.

• Materia orgánicaMateria orgánica: Porcentaje bajo generado por la composición orgánica de los

productos utilizados.

• DQODQO: Porcentaje alto por la presencia de productos químicos y materiales de la

formación.

• Grasa y aceitesGrasa y aceites: Por la presencia de fluidos base aceite.

• HierroHierro: Se presenta una concentración entre 1000 – 3000 mg/lt.

• ClorurosCloruros: Se presentan una concentración entre 20000 – 60000 mg/lt.

• SulfatosSulfatos: Se presentan una concentración entre 50 – 500 mg/lt.

• DurezaDureza: Se tienen una concentración entre 5000 – 20000 mg/lt de CaCO3.

• Metales pesadosMetales pesados: Debido a la composición de los productos químicos utilizados.

Para determinar el volumen de los trabajos se puede hacer un promedio de los datos

anteriores, que da como resultado 294 bbl, lo que se puede aproximar a 300 300 bbl.bbl.

Este volumen es el promedio de una operación de Estimulación, la compañía está en

la capacidad de realizar dos operaciones diarias simultaneas, por lo cual el volumen

88

del tratamiento será de 600 600 BblBbl diarios para los fluidos base agua. Aunque con este no

se garantice el tratamiento inmediato de todos los retornos, se puede adecuar una zona

de almacenamiento que evitaría hacer una planta de mayor capacidad y aseguraría el

posterior tratamiento de estos fluidos almacenados.

Al ser cada trabajo y caracterización de los retornos diferentes, se debe manejar estos

fluidos de manera independiente; por ello cada vez que se vayan a tratar los retornos

de un trabajo se debe realizar una caracterización y modificar la dosificación de

productos utilizados en el tratamiento.

4.44.4 TRATAMIENTO FLUIDOS BASE AGUATRATAMIENTO FLUIDOS BASE AGUA

Halliburton hasta el momento responde por entregar los fluidos de retorno en la

superficie del pozo, en donde terceras empresas se encargan de su manejo; como

estrategia de servicios, la compañía quiere manejar estos fluidos para reincorporarlos

al sistema operativo. Para cumplir este objetivo, se debe contar con una planta de

tratamiento que acondicione los retornos buscando las características deseadas.

Por la caracterización mencionada anteriormente, el tratamiento que se realice para

estos, debe ser capaz de eliminar grasas, aceites, espumas, sólidos, patógenos, materia

orgánica y ciertas sustancias químicas.

El tipo de tratamiento adecuado para este afluentes es fisicoquímico, debido a la

variedad de sus características y la cantidad de sustancias químicas utilizadas; otra

razón que impide realizar otro tipo de tratamiento es la concentración de cloruros la

cual es mayor de 10.000 mg/lt que limita el uso de microorganismos, los cuales

pueden explotar al absorber esta cantidad de sales.

89

Con el tratamiento fisicoquímico, se espera cumplir con las siguientes características:

Cuadro 15. Parámetros de inyección para fluidos base agua.

ParámetroParámetro Rango PermitidoRango PermitidoPH 5 – 9

Cloruros < 50,000 mg Cl/ltSulfatos < 200 mg SO4/ltBacterias < 100 col/ml

Fuente: Hocol

Con estas características el agua puede llevarse a los pozos inyectores, y cuando se

cumplan los siguientes parámetros puede ser utilizada como salmuera en operaciones

posteriores de Estimulación:

Cuadro16. Parámetros fisicoquímicos para agua de salmuera.

ParámetroParámetro LimiteLimiteBacterias Menores a 10 –5 /mL

PH 6 – 8Temperatura 40 – 100 °FBicarbonatos Menores a 300 ppm

Calcio y Magnesio Menores a 2000 ppmHierro Menor a 10 ppmFosfato Menor a 5 ppm

Agentes Reductores Cero ppmSulfatos Cero ppm

Fuente: Compañía Halliburton.

Debido a los intervalos amplios existentes en los parámetros, es necesario realizar un

ensayo de jarras para cada tipo de retorno que llegue a la planta, con el fin de hacer

más eficiente el sistema, y así obtener un efluente con las características necesarias.

4.4.14.4.1 Operaciones unitariasOperaciones unitarias. A continuación se mostrarán los procesos unitarios

de esta etapa del tratamiento:

90

Diagrama 2. Porcentaje de Remoción para las Operaciones Unitarias

SS : Sólidos Suspendidos

C, F, D : Coagulación, Floculación y Decantación.

Ayudantes del Tratamiento

La remoción total del sistema sería la siguiente:

Cuadro 17. Remoción Total.

ParámetroParámetro Remoción TotalRemoción Total

Sólidos suspendidos 94.4 %

Grasas 94%

DQO 81%

DBO 60%

Microorganismos 97%

Metales 80%

Tanque deEcualizacióny Rejilla

DAFRemoción de

Grasas yAceites

Fisico-Químico

C,F,D

Acondicio-namiento

Filtración

ÁcidosBases

SS = 60%Grasas = 85%DQO = 15%DBO = 25%

Polímeros

SS = 80%Grasas = 60%DQO = 70%DBO = 30%Metales = 80%

CalPolímeros

Microorganismos= 97%

Hipoclorito deSodio

ÁcidosBases

SS = 30%DQO = 25%DBO = 15%Microorganismos

= 97%

91

4.4.1.1 Caudal de Diseño. Determinando el volumen del tratamiento de 600Bbl en un

día de trabajo, se establece el tiempo de tratamiento en seis horas para tener dos horas

de trabajo para desarrollar la caracterización del fluido a tratar y el ensayo de Jarras.

Qdiseño = 95.4 m3 / 6 Horas = 16 m16 m33/h./h.

A continuación se mostraran las dimensiones de cada unidad necesaria en el

tratamiento. Los cálculos correspondientes a cada item se encontrara en el anexo H.

4.4.1.2 Cámara de llegada. La primera operación unitaria que tiene lugar en el

tratamiento, va a ser la cámara de llegada, en la cual se va a disipar la energía que trae

el fluido de las unidades de transporte. Las dimensiones de este tanque son las

siguientes:

Profundidad = 0.8 m

Ancho = 1m

Largo 1m

Borde Libre = 0.2 m

Esta cámara debe tener una malla metálica con orificios de 1.5 cm de lado2, para

retirar los sólidos de gran tamaño. La malla debe poderse retirar para limpiarla o

cambiarla cuando se dañe.

4.4.1.3 Bomba cámara de llegada. Esta bomba tendrá su succión en la cámara de

llegada. Dispondrá de una válvula de pie con coladera que evita el taponamiento de la

misma. Debe ser una bomba para manejar aguas residuales industriales y su impulsión

llevará el agua hasta el tanque de homogenización.

92

Diámetro de Succión = 3.5 pulgadas

Diámetro de Impulsión = 3 pulgadas

Caudal de Trabajo = Caudal de Diseño = 16 m3/h

Altura Total = 3.85 m

4.4.1.4 Tanque de homogenización. Este será u tanque aerobio con un aireador de

turbina; debe tener un revestimiento de pintura poxica. El tiempo de retención del

fluido será de dos horas.

Volumen del Tanque = 32 m3 (Cilíndrico)

Altura = 3 m

Diámetro = 3.7 m

Potencia del aireador = 1 KW

Borde Libre = 0.5 m

4.4.1.5 Remoción de grasas y aceites: La remoción de estos parámetros se hará por

medio del sistema DAF (Flotación por Aire Disuelto) donde el aire se disuelve en el

agua residual a una presión de varias atmósferas, y a continuación se libera la presión

hasta alcanzar la atmosférica. Una vez las partículas se encuentren en la superficie se

recogen por medio de un sistema de barredora mecánica.

Este sistema es una patente de sus fabricantes y se vende según las características y

caudal del fluido a tratar, con este sistema se dimensiona la bomba que suministra el

fluido a la unidad, por ello no se determina sus dimensiones.

2 Ingeniería Sanitaria y de Aguas Residuales, Ediciones Ciencia Técnica.

H = 3 m

93

4.4.1.6 Coagulación. Se usa principalmente para mezclar una sustancia con otra

completamente. En el sistema mecánico se pueden modificar las velocidades de giro,

ocupa poco espacio y su energía es externa.

Volumen = 0.266 m3

Ancho Útil = 0.6 m

Profundidad Útil = 0.9 m

Diámetro de la Paleta = 0.2 m

Gradiente de Velocidad = 200

Área de la Paleta = 0.01 m2

Altura de la Paleta = 0.05 m

Motor del Sistema = 152.78 RPM

4.4.1.7 Floculación. Tiene como objetivo aumentar la posibilidad de contacto entre

partículas, tras la adición de los productos químicos. El sistema mecánico de eje

vertical debe tener energía externa, pero presenta variaciones en el gradiente de

velocidad y ahorra espacio.

iempo de Retención = 25 min Volumen = 6.7 m3

Ancho Útil de la Cámara = 1.65 m (cuadrado)

Profundidad = 2.48 m

Diámetro de la Paleta = 0.55 m

Gradiente de Velocidad = 60

Velocidad = 0.035 m/s

Altura de la Paleta = 1.71 m

Dimensión de la tablas = Cuatro tablas de 43 cm x 55 cm.

94

Motor del Sistema = 22.83 RPM

4.4.1.8 Sedimentación. Consiste en la separación por acción de la gravedad de las

partículas suspendidas cuyo peso específico es mayor que el del agua. Se utilizará un

sistema con barredora para aumentar la eficiencia de remoción.

Diámetro = 3 m

Área = 7.06 m2

Velocidad de Decantación = 2.26 m/h

Altura Útil = 3.39 m

Diámetro de Entrada = 6 pulgadas

Diámetro Bafle 1 = 1.7 m

Orificios de Salida = 4

Altura Orificios = 0.5 m

Base Orificios = 0.0261m

Diámetro Bafle 2 = 1.19 m

Base Zona de Lodos = 1.9 m

Altura de la Pendiente = 0.033 m

Altura de la lámina de agua en el vertedero = 4.13 x 10 –3 m

Ancho del Canal = 0.25 m

Altura de Agua en el Canal = 0.059 m

Borde Libre = 25 cm

4.4.1.9 Acondicionamiento: Elimina los microorganismos mediante la adición de

hipoclorito de sodio, con esta adición también se oxidan ciertas sustancias química,

formando aglomerados que son más fáciles de retirar en la filtración. En esta fase se

3.39m

95

debe verificar el pH final del efluente. Debe haber un dosificador mecánico de cloro y

cal para modificar el pH del agua.

Volumen = 4 m3

Profundidad = 1.5 m

Ancho = 2 m

Largo = 2 m

Borde Libre = 0.5 m

4.4.1.10 Filtración. Consiste en separar las partículas suspendidas en el agua

haciéndolas pasar por un medio filtrante que las retiene y deja fluir el agua, libre de un

gran porcentaje de turbiedad. Existe gran cantidad de filtros dependiendo del medio

filtrante, del sentido del flujo y la velocidad de filtración. Los filtros utilizados por

Halliburton en las operaciones de Estimulación, serán los usados para la planta de

tratamiento; estos retienen partículas hasta de 3 micras, que es una eficiencia alta de

remoción. Poseen flautas de lona (Véase el Anexo F) donde se retienen las partículas y

20 flautas de estas alcanzan a filtrar entre 15.000 – 20.000 galones de agua.

4.4.1.11 Tuberías de conexión: Las unidades del tratamiento deben ir conectadas por

medio de tuberías en galvanizado que eviten la corrosión de las misma. Estas tuberías

no deben funcionar a presión sino como flujo libre3 (por gravedad); por esta razón se

calcula como un alcantarillado y pueden llenarse hasta un 80% de su capacidad.

Diámetro de las tuberías = 4 pulgadas

Caudal de las tuberías = 4.44 LPS

Altura de flujo en la tubería = 79%

Velocidad en la tuberías = 0.65 m/s

96

4.4.24.4.2 Recomendaciones del Tratamiento.Recomendaciones del Tratamiento.

­ Se deben utilizar polímeros para mejorar la remoción de DBO, DQO, S.S y grasas,

estos se pueden adicionar en la mezcla rápida y a la entrada del DAF.

­ Debe tenerse un laboratorio para la planta, donde se realicen las pruebas de jarras

y la caracterización del afluente y efluente, para así determinar su disposición.

­ En la floculación se debe agregar Cal para precipitar los metales pesados que

presente el agua. El pH que se debe tener es de 8.5.

­ Para la adición de cloro en el acondicionamiento se deben hacer pruebas según la

cantidad de microorganismos presentes, el pH del agua y el cloro residual que se

quiera mantener.

­ Los sistemas de bombeo deben tener en la succión una válvula de pie, codos de

radio largo, reducción excentrica; en la impulsión debe contar con válvulas de

check, válvulas manuales y codos de radio largo.

­ El almacenamiento de los fluidos tratados será por medio de dos frac tanks

conectados directamente a las unidades de filtrado.

3 Diseño de Redes Hidráulica y Desagües, Rafael Pérez

97

Diagrama 3. Planta de tratamiento de los fluidos base agua.

TANQUE DE ECUALIZACIÓN CAMARA DE LLEGADA DAF

COAGULACIÓN

FLOCULACIÓN

ALMACENAMIENTO

DECANTADOR

ACONDICIONAMIENTO

FILTRACIÓN

DOSIFICADORES

BOMBAS CON CHECK

TUBERÍA DE 4¨

98

4.54.5 TRATAMIENTO FLUIDOS BASE ACEITE TRATAMIENTO FLUIDOS BASE ACEITE

Entre los productos base aceite se encuentran todos los que tengan como componentes

sustancias orgánicas como Alcoholes, Glicoles, Éteres, Aminas, Amidas e

Hidrocarburos. Estas sustancias tienen, por sus características químicas, una afinidad

mayor con los productos base aceite que con el agua y por ello al estar en contacto con

esta formarán una interfase y afectarán la dosificación de coagulantes para realizar el

tratamiento deseado.

Para esto cada tipo de fluido debe ser separado, llevando los fluidos base aceite a un

tanque diferente al de los fluidos base agua. Esta separación puede hacerse mediante

sistemas que permitan un tiempo de retención mayor a una hora que ayuda a la

separación de las dos fases o con el uso de surfactantes que agilizan este proceso.

Al ser el crudo, uno de los fluidos manejados en los retornos, se le debe realizar

igualmente, un acondicionamiento para que pueda ser enviado al oleoducto; en la

actualidad este procedimiento se lleva a cabo, en parte, por las empresas operadoras

en sus baterías (Hocol).

El crudo generado en los trabajos de Estimulación, en el contrapozo y arranque de

pozo no cumple con las características para ser inyectados al oleoducto, por tal razón

estos fluidos deben ser tratados para recuperar los fluidos con valor agregado.

Este tratamiento comienza desde la separación de los fluidos base agua y base aceite

en la locación. Cuando el crudo sale como retorno de los tratamientos es separado

mediante el uso de frac tanks y un tiempo de retención. Los fluidos que se encuentran

en el contrapozo deben ser extraídos con el chupa manchas para ser almacenados en

los tanque y separar las dos fases cumpliendo con el mismo tratamiento (utilizando

99

surfactantes), el agua generada de estos contrapozos será vinculada al tratamiento de

los fluidos base agua y el crudo generado se llevará a otro tipo de tratamiento.

El crudo que ha tenido contacto con el agua forma emulsiones que deben ser retiradas,

este tratamiento se puede llevar a cabo mediante un quemador de crudo vertical en el

cual se inyecta calor para separar las dos fases, dejando un crudo libre de emulsiones

que puede ser vinculado al oleoducto. Como resultado de este tratamiento se genera

un lodo con un contenido alto de materia orgánica que debe ser tratado

adecuadamente. Estos lodos se pueden mezclar con los lodos y grasas generados en los

procesos de tratamiento de los fluidos base agua, que se generan del proceso DAF,

sedimentación y filtración.

Diagrama 4. Tratamiento de fluidos base aceite

4.5.14.5.1 Land Land FarmingFarming. Un método para el tratamiento de los lodos generados en lo

dos tratamientos de fluidos base agua y aceite puede ser deshidratados por medio de

un secadero de lodos, esta práctica es aconsejable en esta zona debido a la temperatura

y radiación solar existente. El lodo seco generado puede ser involucrado en el proceso

de biorremediación por medio de la técnica de Land Farming.

Frac Tank

Vapor de aguaLodos

AceiteTratado

Adición de Ayudantes Químicos

100

La biodegradación de hidrocarburos en suelos es una alternativa que puede emplearse

tanto para el tratamiento como para la disposición final de los residuos producidos por

las actividades petroleras.

Las tecnologías conocidas como Landfarming, Land Treatment o Land Application,

son métodos de remediación de hidrocarburos del petróleo a través de la

Biodegradación. Estas tecnologías consisten en el saneamiento de los suelos, donde el

suelo contaminado se trata con microorganismos, mediante la aplicación de una capa

de tierra de aproximadamente 50 cm de espesor que se ara varias veces para que se

creen condiciones óptimas para el desarrollo bacteriano Oilfarming, acelerando así el

proceso de degradación. La efectividad de estas metodologías dependen de

innumerables factores, entre ellos, las características agronómicas, topográficas y

microbianas del suelo receptor, características y composición de los residuos aplicados,

condiciones climáticas, etc.

4.5.24.5.2 Tratamiento de fluidos de arranque de pozosTratamiento de fluidos de arranque de pozos. El crudo proveniente de los

arranques de pozo, es otro fluido que debe ser tratado debido al gran porcentaje de

sólidos suspendidos que presenta; estos materiales son consecuencias del tratamiento

de Estimulación, quedando atrapados en la formación y sin ser bombeados a través de

los retornos. Para vincular el crudo al oleoducto se deben cumplir los siguientes

parámetros:

Cuadro 18. Criterios para el reacondicionamiento de fluidos.

ParámetroParámetro MétodoMétodo VariabilidadVariabilidad Rango PermitidoRango PermitidoGravedad API MPMS *9 19.0 – 28.0 >12.0

Sedimentos ASTM D 96 0.1 - 4.0 % <1.0 %Emulsiones ASTM D 96 0.0 - 2.0 % 0.0%

Fuente: ECOPETROL

101

Según la tabla anterior, el crudo proveniente de los arranques de pozo debe ser tratado

para retirarle los sólidos suspendidos y las emulsiones que presenten. Este crudo es un

fluido operacional que debe ser tratado mediante la remoción de sus sedimentos.

El tratamiento para la remoción de los sedimentos, necesita de un sistema que permita

la decantación de los sólidos en un tiempo razonable. Los fluido de arranque de pozo,

se generan en grandes proporciones, lo que implica tener una infraestructura física

para su tratamiento, que tendría un costo elevado, por ello el tratamiento se puede

realizar en la locación mediante una serie de tanques que ayuden a la decantación del

crudo. Estos tanques pueden ser los frac tank que se han venido utilizando para el

manejo y almacenamiento de fluidos, o tanques cilíndricos (de volumen y

características similares) que mejoren las condiciones del tratamiento; estos tanques

deben contar con compuertas por la parte superior e inferior que permita la separación

de los sólidos y fluidos.

Para aumentar la eficiencia de este tratamiento, se deben colocar una serie de estos

tanques para que cada uno funcione como etapa individual de decantación, con dos o

tres de estos tanques se cumplirá con la eficiencia esperada. Igualmente para aumentar

la eficiencia en la decantación, se pueden usar polímeros compatibles con el crudo,

que aceleren este proceso y aumente la efectividad. Siendo esta la última actividad que

se lleva a cabo antes de la producción del pozo, no habría problema en la ubicación de

los equipos puesto que los equipos utilizados en la operación ya habrán sido retirados,

esto permite el fácil manejo de este tratamiento en la locación.

Los lodos generados de este tratamiento pueden vincularse con los generados en el

tratamiento de los fluidos base agua, los cuales serán llevados a biodegradación

mediante la técnica de landfarming.

102

5. CONCLUSIONES5. CONCLUSIONES

­ Con el desarrollo de un programa de TFM se puede sustituir y disminuir el uso de

materias primas, reutilizando residuos y determinando el impacto ambiental de los

productos actuales; con esta nueva manera de relacionarse con el medio ambiente

se pretenden disminuir costos en el manejo de residuos, cumplir y exceder los

parámetros de regulaciones ambientales y mejorar la posición de la compañía ante

las empresas operadoras, lo que genera nuevas posibilidades de negocios.

­ El programa de TFM busca disminuir el impacto ambiental asociado a la actividad

en la que se genere; para ello debe estar ligado a todas las etapas de proceso, y

dándoles un mejoramiento continuo.

­ Al manejar todo el proceso en un programa de TFM se hace necesario reevaluar

continuamente las oportunidades de mejoramiento que se hayan generado.

­ Los estándares de la compañía deben ser aplicados en todas las actividades que se

realicen, así mismo, el conocimiento del personal a cargo puede colaborar en la

generación de nuevos procedimientos.

­ Para sustituir un producto químico se debe tener en cuenta el impacto ambiental

que este genere, el análisis económico de su uso y los resultados que presente en las

operaciones.

­ El 32% de los productos utilizados en las operaciones de estimulación generan un

impacto ambiental alto.

103

­ El 57% de los productos que generan un alto impacto ambiental pueden llegar a ser

sustituidos.

­ Con la sustitución se presentan 7 productos con un riesgo de alto impacto

ambiental, 20 con medio y 23 con bajo. Lo que genera una disminución en la

contaminación en un 12%.

­ Existen dentro de la actividad ciertos residuos que presentan un valor agregado

importante, para los cuales su reutilización puede representar un beneficio

económico; esta se puede realizar mediante un tratamiento que los convierta en

materia prima para otros procesos.

­ Toda empresa operadora necesita manejar los residuos generados en sus

operaciones, por lo cual va a existir una aceptación del programa de TFM, lo que

aumenta la factibilidad del desarrollo de este.

­ En las operaciones de Estimulación se generan dos tipos de fluidos de retorno, los

fluidos base agua y base aceite; para su reutilización se deben tratar de manera

independiente debido a sus características.

­ Con el tratamiento de los fluidos generados de los retornos, se pretende reutilizar

más del 80% de estos.

­ La eficiencia en la remoción de sólidos suspendidos en el tratamiento es del 95%.

­ Si se sigue con el programa de caracterización de los retornos no se va a necesitar la

información de la empresa operadora y la compañía va a ser la única con la

información suficiente para realizar una reutilización de los fluidos.

104

­ La eficiencia que se da para el tratamiento de los fluidos base agua es teórica

debido a la falta de información de los parámetros fisicoquímicos, esta información

es manejada como clasificada por la empresa operadora.

­ Con las oportunidades de mejoramiento planteadas en las diferentes etapas del

proceso, la contaminación ambiental se generaría solo por fallas del personal o por

imprevistos; lo cual disminuye el riesgo de contaminación ambiental en la

manipulación de productos químicos a un 25% (5-10% de imprevistos, 15-20% de

falla de personal y de equipos).

­ Para disminuir el incumplimiento de los estándares se deben hacer más cursos de

conscientización ambiental al personal y revisiones continuas a las unidades y

procesos llevados a cabo en la operación.

­ Se deben fortalecer las relaciones clientes – empresa de servicios, para fomentar el

uso de nuevas técnicas y productos que busquen la preservación del medio

ambiente.

105

6. RECOMENDACIONES6. RECOMENDACIONES

Dentro del documento se han mencionado las oportunidades de mejoramiento para

cada una de las etapas que involucra una operación de Estimulación. A continuación

se presentan otras recomendaciones que pueden fortalecer el programa de Manejo

Total de Fluidos, planteado en este proyecto.

­ Para la sustitución de los productos químicos, se debe hacer una análisis

físicoquímico y económico de los nuevos productos sugeridos según su impacto

ambiental y compararlo con el comportamiento de los productos que se usan

actualmente.

­ Los programas de sustitución de productos deben ser continuos, teniendo en cuenta

los nuevos productos y las experiencias de otras bases de la compañía en todo el

mundo.

­ Se deben hacer diferentes pruebas para verificar el resultado de los tratamientos, de

los fluidos de retorno, mencionados en este documento, con esto se logrará

determinar las condiciones óptimas de tratamiento.

­ Teniendo las dosificaciones de productos, el tipo de operaciones unitarias y las

herramientas necesarias, se puede realizar un análisis económico y determinar así

el costo de los fluidos a reutilizar.

106

­ Debido a la diferencia de fluidos presentes en los procesos de Estimulación, existen

tratamientos menos complejos que el mencionado en este documento, para los

cuales, es necesario solo ciertas etapas del tratamiento general. Su eficiencia y la

posibilidad de reutilización solo se determina mediante pruebas de campo.

­ Buscando el fortalecimiento del programa de TFM para Estimulación, la compañía

debe contar con personas encargadas del cumplimiento del programa, en cada una

de las operaciones que se realizan en esta línea.

­ Cuando se desarrolle el programa de TFM en Estimulación, se deben mostrar los

beneficios y alcances ambientales de este, a otras empresas operadoras.

­ Se deben mejorar los estudios para la caracterización de los retornos, buscando el

análisis de sólidos suspendidos, DBO, DQO, metales pesados, porcentaje de grasas

y aceites, entre otros.

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

ACODAL. Normas para el diseño de acueductos y alcantarillados. EdicionesACODAL, 1992

CANTER Larry W. Mnual de evaluación de impacto ambiental. Bogotá : McGrawHill, 1998

CEPIS. Tratamiento y Disposición de residuos. Perú : CEPIS, 1993

CHOW Ven Te. Hidraulica de canales abiertos. México : Ediciones Diana, 1982

FAIR Gordon, GEYER John. Purificación de aguas, tratamiento y remoción de aguasresiduales. México : 1979

GARAVITO Luis Felipe. Diseño de acueductos y alcantarillados. Bogotá : 1989

GESSNER G. Diccionario de química. Barcelona : Ediciones Omega, 1993

GOMEZ Marco José. Química orgánica. Bogotá : Universidad Nacional deColombia, 1985

HALLIBURTON. Cursos de inducción. Duncan : Halliburton, 2000

Curso de estimulación. Ecuador : Halliburton, 1997

Política Halliburton Energy Services : Halliburton, 2000

Política y plan de manejo ambiental : Baroid, 2000

Cursos master: Halliburton, 1999

Normas de salud y seguridad de manejo de químicos peligrosos.

www.Halworld.halnet.com

HERNANDEZ David, AYALA Rosa Helena. Ecología: y contaminación ambiental.Mexico : McGrw Hill, 1993

INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TECNICAS Y CERTIFICACIÓN.Tesis y otros trabajos de grado. Bogotá : ICONTEC., 1998

MAPFRE. Manual de seguridad en el trabajo. Fundación MAPFRE, 1992

MERCK. El ABC de la seguridad en el laboratorio. Varios Autores. Bogotá : ANDI,1996.

METCALF & EDDY. Ingeniería de aguas residuales. Madrid : McGraw – Hill, 1998

Tratamiento y depuración de las aguas residuales : Barcelona:Labor, 1977.

MICROSOFT. Enciclopedia ENCARTA. Brasil : Bandeirantes Industria Gráfica,1997 y 2000.

MINISTERIO DEL MEDIO AMBIENTE. Política de producción más limpia, 1998

Resolución 189, 1994.

www.minambiente.gov.co

MINISTERIO DE SALUD. Decreto 1594, 1984.

MINISTERIO DE TRANSPORTE Resolución en proceso de aprobación. Por el cualse reglamenta el transporte terrestre de mercancías peligrosas por carreteras.

MORRIS Levin, MICHAEL A. Gealt. Biotratamiento de residuos tóxicos ypeligrosos. Santafe de Bogotá : McGraw – Hill, 1997.

QUIJANO L., QUIZA L. Seguimiento microbiológico de la técnica de Landfarmingempleada en la biorremediación in-situ de lodos aceitosos en el área de campo DinaBogotá : Pontificia Universidad Javeriana, 1997

TCHOBANOGLOUS George, THEISEN Hilary, VIGIL Samuel A. Gestión integralde residuos sólidos, Volumen 1. Santafé de Bogotá : McGraw – Hill, 1994

VALLEJO ROSERO Maria del Carmen. Toxicología ambiental. Bogotá : FondoNacional Universitario, 1997

OTRAS PAGINAS WEB. www.osha.org

www.ONU.org

www.NFPA.org

www.EPA.org

www.CEPIS.org.pe

www.mintransporte.gov.co

www.NIOSH.org

www.ACGIH.org

www.banrep.gov.co

www.croem.es/WcrMedAm.nsf/DiccionarioL

www.cepis.org.pe/eswww/fulltext/rechidr/biodeg/biodeg.html

ANEXO AANEXO AESTIMULACIÓN DE POZOSESTIMULACIÓN DE POZOS

Los procesos de Estimulación son los encargados de aumentar la producción de lospozos, cuando estos han perdido su gradiente de generación ó cuando se quiere extraerel crudo en el menor tiempo posible.

Los tipos de procedimientos de Estimulación se dividen principalmente enacidificación y fracturamiento hidráulico. La acidificación se lleva a cabo cuando eldaño existente, en la formación, es menor a 5 pies y el fracturamiento hidráulicocuando este es mayor de 5 pies.

DAÑO DE LA FORMACIÓNDAÑO DE LA FORMACIÓN

Para seleccionar un tratamiento de estimulación se debe conocer el mecanismo dedaño posible de la formación. Las formas predominantes de daño se presentan pormedio de estos mecanismos:

Hinchamiento. Hinchamiento. Este mecanismo se asocia con la presencia de arcillas (como laesmectita o mixed-layer). El grado de hinchamiento depende de la naturaleza de laarcilla, los cationes asociados y la cantidad y tipo de sal disuelta en el agua presente enla formación o agua que entre en contacto con ella. Este mecanismo se debe considerarpara todos los fluidos que entren en contacto con la formación y se debe seleccionar lasalmuera apropiada para evitar este hinchamiento.

Migración. Migración. Algunas arcillas se hinchan en presencia de agua; pero los cambios desalinidad o movimientos de agua de formación pueden inducir a la migración dearcillas poco adheridas y otros minerales de las paredes del pozo. Las partículasliberadas fluyen hasta que se aglomeran y taponan áreas de convergencia de las líneasde flujo.

Si se presenta una diferencia fuerte en la concentración de sales se puede generar unShock el cual produce un intercambio iónico y un desprendimiento de finos de la paredde la formación.

Precipitados. Precipitados. Son los compuestos insolubles de una solución causados por un cambioen la condición de equilibrio (en la composición química, termodinámica, cinética ocualquier otra). El precipitado puede presentarse en la formación, en fracturasnaturales o inducidas, en el pozo o en la línea de producción. Estos se clasifican enorgánicos e inorgánicos.

La remoción de las incrustaciones inorgánicas se puede lograr mediante el uso de lossiguientes ácidos y sistemas:

• Ácido clorhídrico: Se utiliza HCl en una concentración del 15-28 % para remover lamayoría de las incrustaciones de hierro y carbonato de calcio. Se incorporanagentes antiemulsionantes (surfactantes) e inhibidores de corrosión apropiados.

• Ácido Fe: Se utiliza para prevenir las precipitación de sales de hierro. Este ácidocontiene ácido clorhídrico y una mezcla de agente inhibidor y agente de control depH, los cuales evitan el precipitado de hierro férrico manteniéndolo en solución. Esefectiva para los compuestos de hierro; el control de pH está basado en la acción deun ácido débil que reacciona de manera más lenta con las incrustaciones de caliza ycon otros materiales ácidos a excepción del clorhídrico. El pH permanece bajo y elhierro no reprecipitará.

• Ácido de servicio múltiple (MSA): Este ácido Fe-1 A, se usa en una concentracióndel 10%. El mayor atributo de este tratamiento es que no daña las partes cromadaso los aceros de aleación que se encuentran en el equipo de bombeo del fondo depozo. Las incrustaciones de carbonato de calcio reaccionan fácilmente con el ácidode servicio múltiple, al igual que otras incrustaciones solubles en ácidos.

• Dispersión de Paragón en ácido (PAD): El Paragón es un solvente aromático muyefectivo en la disolución de parafinas. La dispersión de Paragón en ácido es unamezcla que contiene paragón (o xileno mezclado con diesel), ácido y surfactante.La fase ácida puede prepararse en base a una serie de soluciones ácidas, laselección de esta fase depende de las condiciones implicadas. En las aplicaciones deremoción de parafinas, petróleo coagulado y otros depósitos, permitiendo que elácido entre en contacto con la incrustación y reaccione en forma más completa.

• Incrustaciones insolubles en ácido: En estas se encuentran los Sulfatos de calcio,Sulfato de bario, Sulfato de estroncio, Sulfato de bario-estroncio. Los Sulfatos debario o estroncio pueden removerse por métodos mecánicos como la limpieza porchorro de agua a alta presión. El desintegrador líquido de depósitos (LSD) es unasolución orgánica la cual ha sido diseñada para la remoción de depósitos de sulfatode calcio como yeso (CaSO4.H2O) y anhidrita (CaSO4). Este precipitado es solubleen ácido hasta una concentración de 1.2 lbs/galón de HCl 15%.

La remoción de los materiales orgánicos se puede realizar de la siguiente forma:

Métodos mecánicos: El uso de métodos mecánicos como raspadores, cuchillas,ganchos y otras herramientas en la eliminación de parafinas da buenos resultadoscuando la acumulación de cera está ubicada en los pozos.

• Solventes: El mejor solvente de parafinas es el bisulfuro de carbono (CS2), pero porla facilidad de inflamarse y la toxicidad de sus vapores es muy difícil de usar en loscampos. Otro solvente es el tetracloruro de carbono (CCl4) que no se utiliza por los

efectos que generan los cloruros en los catalizadores de las refinerías. Se hadeterminado que los solventes aromáticos como el Xileno disuelven tanto las cerascomo los asfáltenos, por lo que estos representan el mejor tipo de solventes para losdepósitos de parafina cruda.

• Vapores: estos métodos dependen de la transmisión de calor al petróleo y a laparafina en la sarta y del derretimiento de la parafina para que pueda fluir con elpetróleo fuera del pozo. Este calor se genera mediante la adición de vapor.

Invasión de partículas. Invasión de partículas. El daño producido por estas depende de la porosidad, tamañode las partículas y presión en el pozo. En la mayoría de casos la profundidad del dañoestá limitado a unas pocas pulgadas, pero esta puede ser mayor cuando es unaformación de gran permeabilidad o se inducen microfracturas en la perforación ocompletamiento del pozo.

Para remover estos sólidos se debe diseñar cuidadosamente el sistema de cañoneo paraejercer una presión favorable a la formación (underbalance) que facilite la remoción deldaño. Otros mecanismos serían la circulación de pozo o el bombeo a altas presiones.

Bloqueo por emulsiones. Bloqueo por emulsiones. Las emulsiones tanto de agua como de aceite y la faseexterna pueden encontrarse en el pozo o en la formación y llegar a reducir la tasa deflujo en el pozo. Además de la presencia de la fase agua y la fase aceite otros factoresfavorecen la formación de emulsiones como:

• Agitación: la agitación favorece la dispersión de una fase en la otra.• Surfactantes: algunos de estos favorecen la creación de emulsiones en la formación.• Sólidos: estos ayudan a estabilizar las emulsiones. Una partícula puede formar un

núcleo del cual se adhiere una fase líquida. Estas partículas pueden ser finos,parafinas, escamas y otros; pero si su tamaño es lo suficientemente pequeño parapermanecer suspendidos puede ayudar a homogeneizar la emulsión.

Bloqueo por invasión de agua. Bloqueo por invasión de agua. Un volumen de agua puede presentarse alrededor deun pozo por invasión de un acuífero por un tratamiento. Para recuperar el agua se deberomper el mecanismo que mantiene el agua invasora (presión capilar).

La presión capilar se define como la caída de presión entre dos fases de fluidos, loscuales permanecen estáticos en un sistema capilar. En el yacimiento sería la presiónentre el aceite y agua, aceite y gas o agua y gas. En la actualidad existen surfactantesque disminuyen la tensión superficial y alteran el ángulo de contacto para disminuir lapresión capilar, lo que genera un mayor recobro de fluidos de estimulación con baseacuosa.

Bacterias. Bacterias. Las bacterias pueden generar partículas de materia que pueden llegar areducir drásticamente la permeabilidad de la matriz. La corrosión por ellas a través dela oxidación o reducción de diferentes compuestos ocasionará daño en los equipos y enlas diferentes líneas de conducción.

El daño por bacterias a la permeabilidad es de unas pocas pulgadas, cuando el tamañode la bacteria es similar o más pequeño que el poro promedio de la formación estaspueden penetrar alguna distancia y causar mayor daño.

Algunos organismos anaerobios derivan su nutrición de compuestos de hierro,produciendo depósitos de óxido de hierro hidratado. Otro tipo de bacterias lleva a lacorrosión por sulfuros y depósitos sulfúricos. El daño de formación ocurrirá sicualquiera de estos productos se inyectan a la formación y su remoción será muycomplicada.

Flujo de fases múltiples. Flujo de fases múltiples. Se genera un daño cuando se incrementa la saturación y flujode una fase no deseada tal como el agua o gas, los cuales afectan la permeabilidadrelativa del aceite.

ACIDIFICACIÓN DE FORMACIONES DE ARENISCASACIDIFICACIÓN DE FORMACIONES DE ARENISCAS

Tipos de ácidos y sus reacciones químicas. Tipos de ácidos y sus reacciones químicas. Se utilizan dos tipos de ácidos en areniscas,ácido clorhídrico sólo y mezclas de fluorhídrico / clorhídrico, ambas tienenaplicaciones útiles en la estimulación de areniscas.

El ácido clorhídrico disuelve cualquier carbonato que pueda estar presente en laformación y también deshidrata parcialmente las arcillas expandidas por el agua.

El ácido clorhídrico se combina generalmente con un surfactante para producir MCA(Mud Clean Acid). El ácido clorhídrico en MCA encoge las partículas hidratadas dearcillas y el surfactante las dispersa a la vez que ejerce una reducción en la tensiónsuperficial e interfacial, favoreciendo así la dilución de la emulsión y una recuperaciónmás rápida de fluidos invasores.

En cuanto al ácido fluorhídrico, este tiene la capacidad de disolver sílice o silicatoscomo arcillas, limo, lutitas y feldespatos. Las formaciones que tienen daños depermeabilidad debido a las migraciones de arcillas o lodo de perforación de bentonita,pueden generalmente mejorarse con este tipo de tratamiento.

El ácido fluorhídrico se bombea generalmente como una mezcla de ácidoClorhídrico/Fluorhídrico (Acido HF), obteniéndose el ácido fluorhídrico de lareacción del ácido clorhídrico con el bifloruro de amonio.

Aditivos más usados en la acidificación matricialAditivos más usados en la acidificación matricial

Surfactante. Son productos químicos compuestos por un grupo soluble en petróleo(grupo lipofílico) y un grupo soluble en agua (grupo hidrofílico). Estos productostienen la habilidad de disminuir la tensión superficial de un líquido al adsorberse en lainterfase de un líquido y un gas. También pueden disminuir la tensión interfacial al

adsorberse en las interfases de dos líquidos misibles y puede reducir el ángulo decontacto y tensión superficial en las interfases de un líquido y un sólido.

La solubilidad de un hidrocarburo en agua es obtenida introduciendo grupos solublesdentro de la cadena. La solubilidad de los surfactantes depende de la relación de losgrupos solubles en agua y grupos solubles en aceite. Por lo tanto, un incremento en larelación de los grupos solubles en aceite produce más solublidad en aceite, y unincremento en la relación de los grupos solubles en agua producen más solubilidad enagua.

Aditivos para el control de Hierro. Existen tres métodos para ayudar a mantener elhierro en solución, cualquiera o todas pueden ser utilizadas dependiendo de la fuente ycantidad de la solución del hierro que es anticipada:

• Control del pH: Se logra utilizando un ácido débil, como el ácido acético, quereacciona mucho más lento sobre la caliza, incrustaciones y otros materialessolubles.

• Agentes secuestrantes: Es una sustancia que puede físicamente conectarse por simisma a un ion metálico con dos o más uniones. El ion metal es retenido en lasolución y no puede reaccionar con ningún otro elemento o compuesto.

• Agentes reductores: Tiene como propósitos remover el oxígeno libre del fluido lacual ayuda a prevenir la oxidación del hierro ferroso a hierro férrico y actuar comoun agente reductor el cual reduce cualquier hierro férrico disuelto presente a hierroferroso.

Inhibidores de corrosión. El ataque del ácido en los aceros se manifiesta por medio dela disociación del ion hidrógeno de la solución ácida. El ataque del ácido en lasuperficie del metal origina la oxidación y disolución del hierro.

La función del inhibidor de corrosión es minimizar la cantidad de corrosión sobre lasuperficie del metal en contacto con el medio corrosivo. Algunos factores que influyenen la velocidad de corrosión son la temperatura, tiempos de contacto, tipo de acero,presión, tipo de ácido, concentración del ácido y la proporción de volúmenes de ácidoy superficie expuestas del acero.

Estabilizadores de arcillas. Dependiendo de la severidad del daño por migración delas arcillas se debe incorporar un agente estabilizador de arcillas migratorias en el pre-colchon, en el tratamiento principal y en el fluido de sobre desplazamiento.

Existen productos compuestos por polímeros orgánicos (CLASTA) que se adsorbenfuertemente a la cara de las arcillas ejerciendo un bloqueo sobre ellas. Estos productosson muy estables y resisten los tratamientos ácidos, así mismo los polímeros orgánicosse fabrican para solubilidad al agua y al aceite lo que facilita su colocación en muchassituaciones.

Solventes mutuales. Este tipo de productos ayudan a mejorar la mojabilidad al aguade la formación y a mejorar las propiedades para romper emulsiones de lossurfactantes. Además presentan ventajas adicionales como:

§ Mejorar la compatibilidad y solubilidad de otros aditivos utilizados en laacidificación como los surfactantes e inhibidores de corrosión.

§ Disminuye la adsorción de estos aditivos en las areniscas y arcillas, mejorando suacción en el recobro de la solución gastada.

§ Al mantener los surfactantes en solución se favorece un mayor recobro de losfluidos de tratamiento ya gastados ya que se mantienen una baja tensiónsuperficial.

Materiales Divergentes. El uso de éstos ayuda a garantizar un tratamiento uniformeen zonas con amplia variedad de permeabilidades. Existen varios tipos de éstosmateriales:

• Materiales químicos: Existen varios materiales que ejercen una disminucióntemporal de la permeabilidad de la formación (taponar parcialmente la cara) con loque se logra diversificar el tratamiento a otros intervalos que no hayan admitidofluidos. La efectividad de estos agentes depende de la distribución del tamaño delas partículas de la formación.

• Materiales mecánicos: Existen bolas sellantes para la aplicación como divergentes,estas bolas pueden ser de caucho, nylon y recubrimientos fenólicos para altastemperaturas

Sistemas de ácidos retardados. Sistemas de ácidos retardados. Por la gran velocidad de reacción del ácidofluorhídrico o su mezcla del ácido clorhídrico con las arcillas, es difícil lograrpenetraciones mayores de unas pulgadas o un pie antes que el ácido se gaste,especialmente a altas temperaturas. Al aumentar los volúmenes de tratamiento (que esentre 100-200 galones/pie) no se ve representativo el aumento de la penetración. Porello cuando exista un daño profundo se debe considerar un sistema retardado, como:

SGMA. Este es un sistema que utiliza un éster y una solución de bifluoruro deamonio taponada para lograr el retardo. Inicialmente el contenido de ácido es muybajo, pero con el tiempo el éster se hidroliza produciendo ácido fórmico y metanol; elácido fórmico reacciona con la sal fluoruro y produce ácido fluorhídrico, esta reaccióndebe mantenerse a una temperatura entre los 150-180ºF.

Claysol. Este aprovecha el intercambio iónico de las arcillas para generar ácidofluorhídrico en la cara de la arcilla. Se inyecta HCl débil seguido de una solución defluoruro de amonio y se genera HF.Este sistema tiene algunas ventajas como la alta penetración , no tiene limitantes detemperatura, no desconsolida la formación ya que ataca las arcillas sin alterar lasarenas, es menos corrosivo que el HF regular, no requiere tiempo de cierre y sus costosy volúmenes son comparables con un tratamiento de HF regular.

Ácido flúor bórico. Este es un ácido que reacciona con el agua para producir HF yocurre en una reacción de cuatro etapas. En donde la primera hidratación es la únicaretardada hasta una temperatura de 150ºF. Además de esta limitante este ácidoproduce varios subproductos o precipitados secundarios que las mezclas de HF.

RHF. El sistema de HF retardado RHF utiliza cloruro de aluminio agregado a lamezcla de HF/HCl. El aluminio atrapa el fluoruro y lo libera lentamente paracombinarse con el ion hidrógeno y formar HF. Esta es una reacción de tres etapas yfunciona hasta una temperatura de 300ºF.

FRACTURAMIENTO HIDRÁULICOFRACTURAMIENTO HIDRÁULICO

El fracturamiento hidráulico es el proceso por el cual se aplica una presión hidráulica ala roca del yacimiento hasta que se produce una falla o fractura. Después de la falla seaplica una presión hidráulica continua que extiende la fractura desde el punto de lafalla hacia afuera, de tal forma que se crea un canal de flujo nuevo y mayor queconecta las fracturas naturales existentes y suministra un área de drenaje adicionaldesde el yacimiento.

Para prevenir y/o evitar el cierre de la fractura una vez que se detiene el bombeo delflujo de fracturamiento, se agrega a este un sustentador que se utiliza en distintosgrados y en cantidades variables. Estos agentes actúan como soporte para mantener lafractura abierta después del tratamiento y suministrar a la fractura una mejorcapacidad para conducir fluidos hacia el pozo. Entre los agentes sustentadores másutilizados por su eficiencia y costo se encuentran las arenas, las cerámica y bauxita.

El tratamiento de fracturamiento se utiliza cuando se presentan las siguientescondiciones:

• En pozos productivos de baja permeabilidad• En pozos terminados en zonas sucias o de alto contenido de arcillas• Viejos pozos de bombeo en los cuales existe presión en el yacimiento• Fracturas naturales pequeñas o delgadas (el fracturamiento las conecta)• Depósitos o sedimentos de finos, escamas, ceras o parafinas• En zonas productoras delgadas de arenisca o calizas• Pozos de baja permeabilidad y/o alto daño

Fases del tratamiento. Fases del tratamiento. El tratamiento de fracturamiento se compone de cuatro etapas:

• Precolchón: Fluido de base compatible con la formación. Inicia la fractura, baja latemperatura del pozo, lleva aditivos de control de filtrado, surfactantes,estabilizadores de arcilla e inhibidores de precipitación de hierro.

• Colchón: Fluido viscoso, igual al usado para transportar arenas. Genera geometríade fractura (ancho y largo) para permitir la entrada del material de soporte.

• Fluido Acarreador: Gel viscoso, el cual lleva el material de soporte (el mismo queel anterior).

• Desplazamiento: Fluido compatible con la formación y con los aditivos utilizados.

Selección del fluido de Selección del fluido de fracturamientofracturamiento. Depende de la formación que se va a tratar yse deben tener en cuenta los siguientes factores:

• Compatibilidad Roca – Fluido• Compatibilidad fluido del tratamiento – fluido de formación• Pérdidas de filtrado• Propiedades friccionales con la tubería• Capacidad de transporte de apuntalante – viscosidad

Geles de Geles de fracturamiento. fracturamiento. Los geles para fracturamiento hidráulico son compuestos apartir de una gran variedad de aditivos que permiten obtener un fluido con lascaracterísticas necesarias.

Existen fluidos de fracturamiento base agua, aceite, ácido, alcohol y combinacionesfluido – gas (con Nitrógeno y CO2) para formar los geles de dos fases. Los sistemasmás usados son los geles base agua y base aceite, los cuales se explicarán acontinuación:

Geles base agua. Se preparan a partir de agua dulce, y con bajo contenido de iones ensolución. Entre los aditivos principales se tienen:

• Cloruro de Potasio: Inhibe el hinchamiento de arcillas.

• Bactericidas: Disminuye la Tasa de crecimiento bacterial del gel, previniendo surompimiento prematuro y el daño por bacterias anaeróbicas en la formación.

• Aditivos de control de pH: Se usa para controlar y ajustar el pH del fluido base paralograr la gelificación completa, controlar el tiempo y eficiencia del activador,control de la compatibilidad con la formación, estabilidad del gel, evita los cambiosde pH que desestabilicen el gel.

• Gelificante: Da viscosidad al fluido base cuando se forman cadenas lineales alhidratarse.

• Activadores: Produce unos enlaces por ion metálico entre las cadenas lineales delgel base, lo cual incrementa su viscosidad en un orden de magnitud de 10 veces(cross-linkers).

• Surfactantes: Todo fluido base agua se le debe adicionar un surfactante para evitaremulsiones o bloqueos por agua, estos reducen la presión capilar mejorando larecuperación de fluido de tratamiento cuando se ha roto el gel.

• Rompedores: Permite que el gel rompa a una viscosidad cercana a la del fluido, loque genera recuperar el fluido de tratamiento y colocar el pozo a producción.

• Controladores de Pérdida de Filtrado: Para generar una geometría de fracturaapropiada se debe evitar que parte del gel se filtre a la formación, lo que se logramediante un aditivo de control de pérdida de filtrado.

• Reductores de Fricción: De gran importancia para permitir presiones en cabeza pordebajo de los máximos limitantes por las condiciones mecánicas del pozo. De noofrecer bajas propiedades friccionales el fluido de fracturamiento, se requeriría unapotencia hidráulica disponible en cabeza fuera de los límites económicos decualquier operación.

Geles Base Aceite. Estos geles se utilizan cuando el contenido de arcillas de laformación es alto (del orden del 20% o mayor) o cuando en las pruebas de laboratoriose detecta una alta sensitividad de la formación a fluidos base agua.

Entre los fluidos base aceite de estos geles se encuentran el diesel oil, kerosene o crudosde alto API (poco viscosos).

Estos geles presentan una buena viscosidad, excelente reducción de fricción, buentransporte de arenas, compatible con formaciones sensitivas al agua, limpieza rápidadel pozo y es compatible con el nitrógeno líquido.

Fracturamiento ácido en calizasFracturamiento ácido en calizas. Se inyecta un fluido reactivo (ácido) por encima depresión de fractura, con el propósito de crear y prolongar la fractura. La reacción delácido con la cara de la fractura disuelve parte de la roca, generando así conductividadde fractura.

El fracturamiento con ácido tiene aplicación en formaciones calcáreas con bajapermeabilidad y en formaciones de alta permeabilidad donde existe daño de formacióna una profundidad mayor a la que pudiera reaccionar un tratamiento de acidificaciónmatricial.

Para lograr una extensión de fractura y una adecuada capacidad de flujo, se debeutilizar un ácido que tenga una baja pérdida de flujo y que produzca una buenacapacidad de flujo.

Uso de otros Aditivos. Se suele combinar el ácido con otros aditivos para mejorar lageometría de fractura lo cual se logra retardando la reacción del ácido con la roca.Entre otros aditivos se encuentra::

• Gelificantes: Utilizados para dar viscosidad al fluido ácido.

• Espumas: Se usan para tratar formaciones de baja permeabilidad o productoras degas.

• Emulsificantes: Se utilizan emulsiones normalmente aceite como fase externa pararetardar la reacción del ácido y mejorar la penetración del mismo.

Combinación de ácidos. Se puede mezclar ácido clorhídrico con ácidos débilesorgánicos tales como el acético o el fórmico para aprovechar las propiedades de mayorpoder de disolución del clorhídrico en conjunto con el efecto retardador ofrecido porlos ácidos orgánicos.

FRAC–PAC. FRAC–PAC. Este proceso involucra el tratamiento de formaciones pobrementeconsolidadas y/o zonas de alta permeabilidad con arena u otro apuntalante, apresiones excediendo el gradiente de fractura de la formación. Para este tipo detratamiento se utilizan los mismos fluidos que son usados para un fracturamientohidráulico convencional. Los más usados son los geles base agua, preparados a partirde gomas guar modificadas con un activador de tipo sal metálica.

ANEXO BANEXO BTOXICOLOGÍA AMBIENTALTOXICOLOGÍA AMBIENTAL

Las sustancias y elementos que tienen interés por su efecto nocivo, se encuentran en elambiente debido a las siguientes situaciones; la primera debido a los contenidosnaturales de ellos en la corteza terrestre, en el suelo, en las fuentes de agua, en el aire oen la flora, la segunda situación es debida a la producción del hombre que moviliza loselementos naturales mencionados, y además crea nuevas sustancias.

Muchos de los problemas ambientales actuales derivan de la eliminación y dispersiónen gran escala, prolongada y en ocasiones descontrolado, de sustancias naturales ysintéticas al medio.

Figura 1. Dispersión y concentración de los contaminantes en los componentes ambientales y susorganismos receptores.

El movimiento de los contaminantes a través del aire, agua, tierra y biota, así comosus interacciones y modificaciones en cada una de los ámbitos, son procesos complejosy poco estudiados en el mundo, solo para algunos contaminantes ambientales seconoce parte de sus ciclos en los ecosistemas.

Los contaminantes se incorporan en el medio, se dispersan e interaccionan con loselementos pertenecientes a él, se transportan a ciertas distancias y se transfiere haciaotros. En cualquiera de estos casos el contaminante se puede transformar y degradar.

Los organismos vivos están en interrelación con los componentes ambientales, aire,agua y suelo, en mayor o menor grado, por lo que estos contaminantes presentes en elecosistema gravitan sobre los seres vivos. En consecuencia, el hombre se encuentra

MEDIOS DE DISPERSIÓNMEDIOS DE DISPERSIÓN

AIRE AGUA SUELO ALIMENTOSAIRE AGUA SUELO ALIMENTOS

ORGANISMOS RECEPTORESORGANISMOS RECEPTORESTERRESTRES Y ACUATICOSTERRESTRES Y ACUATICOS

afectado en diversas formas por los contaminantes presentes, lo que se ve reflejadoprincipalmente en su salud. El hombre está en contacto con los contaminantes a travésdel aire, el agua y los alimentos; cuando los contaminantes se encuentran en el interiordel organismo pueden acumularse, ser metabolizadas o eliminadas rápidamente.

Los efectos nocivos se presentan debido a que las sustancias no pueden eliminarsefácilmente en el ecosistema y exceden su nivel, o bien por que solo pueden pasar sintransformación de un ecosistema a otro, lo que causa una acumulación de estoscontaminantes, que altera el equilibrio del medio.

La mayor parte de la contaminación ambiental es producida por agentes sintéticoselaborados por el hombre, como es el caso de la contaminación por plaguicidas,detergentes, plásticos, entre otros. Estos contaminantes van a los componentesambientales, aire, agua y suelo, o sea, los medios de dispersión para luego ir a losorganismos receptores como el hombre, fauna y flora.

CONTAMINACIÓN QUIMICACONTAMINACIÓN QUIMICA

La contaminación química surge de la posibilidad que una sustancia química natural osintética entre en un ecosistema a niveles tales que ocasione efectos adversos a la saludy al medio. Según la EPA (Environmental Protection Agency, 1993), las industriasque contribuyen en mayor grado a la contaminación ambiental son:

• Química• Transportes• Metalúrgicas• Petróleos

La industria química es la responsable del 70% de la contaminación ambiental en elmundo. En el mundo se usan aproximadamente 100.000 sustancias químicas y cadaaño se sintetizan unas 6.000 que entran al mercado. En nuestro país hay registradasunas 30.000 para mucha de las cuales no existe ninguna información toxicológica, niregulación, es decir, no se sabe el peligro que involucra su manejo para poderlasmanejar adecuadamente.La industria del petróleo produce contaminación del medio ambiente, específicamentede los ecosistemas terrestres y acuáticos a través de los procesos de la extracción crudoy su refinación.

MAYORES CONTAMINANTESMAYORES CONTAMINANTES

Las Naciones Unidas a través de su Programa para el Medio Ambiente (PNUMA,1993), ha identificado las sustancias de mayor uso en el mundo y que a su vez tienegrandes problemas para la salud humana y el medio, entre ellas se encuentran:

• Plaguicidas o Fertilizantes• Metales• Hidrocarburos y Solventes• Materiales plásticos• Detergentes

Los hidrocarburos y los solventes hidrocarburos y los solventes son ampliamente utilizados como disolventes yagentes de limpieza. Su Volatilidad y liposolubilidad hacen que causen grandesproblemas al Sistema Nervioso Central y perisférico, produciendo cuadros clínicos deneurotoxicidad aguda y crónica, como son efectos narcóticos, anestesiantes yneuropatías.

Los hidrocarburos y los solventes utilizados son muchos, por lo tanto se agrupan enfamilias, como:

Compuestos químicos LiposolublesCompuestos químicos LiposolublesHidrocarburos alifáticos halogenados y no halogenadosHidrocarburos aromáticos: benzeno, tolueno, xilenoEteresAldehidos y cetonasAlcoholes y glicolesAminas, esteresCuadro B1. Compuestos químicos liposolubles

Otro de los mayores contaminantes son los:

Detergentes y jabones en polvoDetergentes y jabones en polvo. El 40% de estos son los sulfanatos de aquilbencenolineales. A excepción de los catiónicos (sales de amonio cuaternario) tienen bajatoxicidad ya que solo producen efectos irritantes sobre la piel y las mucosas, locontrario, de los LAS y los sulfanatos de aquilbenceno que producen cáncer. El efectotóxico ambiental de estos productos se ve reflejado principalmente en los organismosacuáticos.

Los grupos básicos de los detergentes son:• Sulfanatos de aquilbenceno lineares LAS• Sulfanatos de alcohol etoxilatos• Sulfatos y sulfanatos alquílicos• Etoxilatos alquifenólicos

Lista de Sustancias cuestionadas a nivel mundial por producir algunos o varios efectosnocivos para la salud y el medio ambiente:

Efectos:• Cáncer• Mutaciones• Malformaciones y otros efectos reproductivos

• Neurotoxicidad• Explosión• Corrosividad• Otros efectos graves• Bioacumulación• Agotadores de la capa de ozono

Sustancias cuestionadasSustancias cuestionadasMETALES: Cromo, arsénico, niquel, plomo, fluor, cadmio, mercurio, antimonioCOMPUESTOS INORGANICOS: Asbestos, cianuros, amoniaco, sulfuros, fosfatosACIDOS Y BASES FUERTESCOMPUESTOS ORGÁNICOS DE FOSFOROSOLVENTES ORGÁNICOSPEROXIDOS, CLORATOS, NITRATOS ORGÁNICOSISOCIANATOSFENOLES, incluyendo los clorofenolesETERES: Clorometil eter, bisclorometil eter, etres de tilenglicolBROMURO DE METILODIFENILOS POLICLORADOSOXIDO DE ETILENOCOMPUESTOS ORGANICOS HALOGENADOS: Bifenilos Policlorados, Cloruro de vinilo.DIBENZOFURANOS POLICLORADOSDIBENZOPARADIOXINAS POLICLORADASHIDROCARBUROS AROMATICOS POLICICLICOSMEDICAMENTOS Y QUÍMICOS VENCIDOSOTROS: Oxido de Etileno y Formaldehidos.Cuadro B2. Sustancias cuestionadas

ECOTOXICIDADECOTOXICIDAD

La toxicidad es la capacidad de una sustancia para producir un efecto nocivo en unorganismo vivo, la ecotoxicidad es la capacidad de un contaminante de producir undaño sobre los organismos presentes en un ecosistema.

Existen varios factores que varían el grado de toxicidad o ecotoxicidad de unasustancia, estos son:

• El estado físico, la estructura química:El estado físico, la estructura química:

La toxicidad será mayor para las sustancias en forma gaseosa debido a que ingresan alorganismo fácilmente a través de la inhalación. La estructura química de una sustanciatiene relación con su actividad y en varias ocasiones puede predecir la toxicidad de uncompuesto y su comportamiento en el medio ambiente.

- Un grupo amino (NH2) en una molécula alifática o aromática, indica que setrata de un compuesto de gran estabilidad en los ecosistemas que se va abioacumular en los organismos, en el suelo y en los alimentos.

- Uno o varios anillos aromáticos indican gran estabilidad y no polaridad desus moléculas por sus enlaces dobles. Esto hace que estos sean persistentes yliposolubles, estas características son mayores al aumentar el número deanillos. (bioacumulables)

- La presencia de grupos hidroxilos, o carboxilos en cadenas abiertas depocos carbonos indican que son solubles en agua y por ello desapareceránrápidamente del ecosistema y de cualquier organismo vivo (como losalcoholes), la presencia de estos grupos en anillos aromáticos le dan unapolaridad a la molécula que ayuda a su degradación.

- Los enlaces dobles en una cadena abierta (alquenos) son ricos en electronesy por ello van a hacer degradados fácilmente por enzimas.

• Propiedades físicas y químicas:Propiedades físicas y químicas:

El peligro de una sustancia depende en gran medida de estas propiedades ya que hacenparte en un organismo vivo de los procesos de absorción, distribución, metabolismo yexcreción.Tres propiedades fisicoquímica son prioritarias para la evaluación del potencial tóxicode las sustancias:

- Punto de ebullición y la presión de vapor: son las medidas que indican laposibilidad de formar vapores, es decir, de la volatilidad de las sustancias ypor lo tanto el potencial de inhalación o de movilidad en el ambiente.

- El coeficiente de partición n-octanol/agua es la medida de la liposolubilidadde la sustancia e indica la posibilidad de bioacumulación.

Propiedades físicas y químicas Propiedades físicas y químicasVOLATILIDADVOLATILIDAD LIPOSOLUBILIDADLIPOSOLUBILIDAD

Muy VolátilesMuy VolátilesP.E = Menos de 60°CPresión de Vapor = Mayor de 10 –3 mmHg a25°CMediana volatilidadMediana volatilidadP.E = 60 – 200°CPresión de Vapor = 10 –4 – 10 –6 mmHg a25°CBaja volatilidadBaja volatilidadP.E = Mayor de 200°CPresión de Vapor = Menor de 10–7 mmHg a25°C

Muy LiposolublesMuy LiposolublesKow = Mayor de 1 ó Log Kwo igual o mayorde 3

No LiposolublesNo LiposolublesKow = Menor de 1 ó Log Kow menor de 3

Cuadro B3. Propiedades fisicoquímicas.

• La dosis:

Es la cantidad de sustancia administrada a un organismo produciendo un efectodeterminado. Se expresa como la cantidad de sustancia (mg), por unidad de pesocorporal en Kilogramos.

Para determinar la toxicidad de una sustancia se utiliza los estudios de toxicidadaguda los que determinan los efectos tóxicos inmediatos que presentan por una fuertedosis de sustancia cuando es administrado por:

Vía Oral: DL50 (dosis letal media oral)Vía Dérmica: DL50 (Dosis letal media dérmica)Vía Inhalatoria: CL50 (Concentración letal media inhalatoria en mg/L)

Estas mediciones son obtenidas en experimentación animal y ayudan a identificar lossíntomas de la identificación y lesiones orgánicas macro y microscópicas, pero noaportan información sobre efectos acumulativos y crónicos de la sustancia.

Dependiendo del valor de DL50 mostrado por las sustancias se determina su toxicidadpor las agencias internacionales de salud y medio ambiente.

• Las vías de ingreso al organismo son:

InhalatoriaInhalatoria: Todas las sustancias en forma de gases, humos, vapores de líquidosvolátiles, partículas y fibras menores a 10 micras.

DérmicaDérmica: A través de la piel ingresan al organismo todas las sustancias que sonliposolubles, es decir con un Kow mayor a 1 ó Log Kow mayor a 3.

OralOral: Todas las sustancias que se ingieran.

Es importante conocer que hay sustancias que ingresan a través de las 3 vías como losalcoholes y los solventes industriales.

• La magnitud de la exposición:

Muchos químicos pueden ingresar al organismo por varias vías y su exposición totalserá la suma de las exposiciones parciales. La magnitud depende de la vía como de laduración de la exposición y de la concentración de la fuente.

Hay diferentes grados de exposición como la aguda (dosis alta, efectos antes de 24horas), repetida en periodos cortos (dosis bajas durante 8 horas diarias – saludocupacional) y continua por periodos largos la cual se produce por concentracionesmuy bajas de los productos por largos periodos de tiempo y con efectos tardíos quepueden aparecer después de mes o años, esta exposición es frecuente en el medioambienta a través de todos recursos naturales.

• La toxicocinética:

Comprende los procesos que sufre una sustancia en un organismo desde su ingresohasta su eliminación. Comprende los procesos de absorción, distribución, conversiónmetabólica y excreción del agente tóxico.Los agentes tóxicos absorbidos llegan a la sangre donde se distribuyen a diversostejidos del organismo. Cuando la concentración de una sustancia en el plasma eselevada y las barreras celulares impiden su difusión la distribución se orienta hacia losórganos de gran flujo sanguíneo como el hígado, encéfalo y riñón (solventesindustriales).

• La selectividad que tiene la sustancia por un órgano ó sistema del huésped:

Órganos afectadoÓrganos afectado SustanciaSustanciaTejido adiposo Compuestos liposolublesMelanina del ojo Hidrocarburos aromáticosHuesos, dientes, sistema enzimático MetalesSistema nervioso Solventes orgánicos, CO2.Sistema circulatorio y hematopoiético Benzeno, fenoles, nitritos, anilinasSistema hepático Mayoría de químicos por el metabolismoSistema renal Mercurio inorgánico y cadmio

Sistema respiratorio Gases sofocantes, irritantes y todos los tóxicosvolátiles.

Sistema digestivo Todos los tóxicos ingeridosSistema cutáneo Tóxicos irritantes, corrosivos (ácidos y bases)Cuadro B4. Efectos de las sustancias químicas en órganos.

EVALUACIÓN DEL RIESGO AMBIENTALEVALUACIÓN DEL RIESGO AMBIENTAL

El conocimiento del potencial tóxico o efectos adversos que puedan ocasionar loscontaminantes sobre la salud y el medio ambiente se adquieren mediante losparámetros toxicológicos obtenidos a través de estudios apropiados.

La DL50 oral y dérmica, CL50 Inhalatoria sirven para evaluar la toxicidad aguda enmamíferos silvestre, los índices de irritación ocular y dérmica determinan si unasustancia produce este tipo de daños en conejos y por lo consiguientes ayuda aencontrarlo en aves, peces y otros organismos del ecosistema. La toxicidad subcrónicay crónica (tres meses a dos años) identifican los parámetros críticos como el órganoafectado, las alteraciones bioquímicas y los efectos acumulativos o la presencia detumores.

Por lo anterior se determina que los datos de los estudios de toxicidad aguda sirvenpara evaluar los efectos adversos e inmediatos que producen un contaminante engrandes dosis por cualquier vía. Mientras que los datos de los estudios de toxicidadsubaguda evalúa los riesgos que producen las sustancias en dosis moderadas y porperiodos de semanas y meses. Los datos de la toxicidad crónica evalúan los riesgos deuna sustancia a bajas dosis y a largos periodos de tiempo.

Por lo tanto se deben tener en cuanta todos estos tipos de pruebas para cada una de lassustancias peligrosas que se manejen para así establecer los niveles sin efecto adversoobservado o para manifestar los efectos tóxicos que se presenten.

Estos estudios deben realizarse en los organismos bioindicadores de los ecosistemasterrestre y acuáticos los cuales ayudarían a predecir la supervivencia de estosorganismos en ambientes contaminados.

En el libro toxicología ambiental de la doctora María del Carmen Vallejo sedeterminan los pasos para realizar un estudio de toxicidad aguda. De dichodocumento para tener una información ecotoxicológica se deben determinar lasconcentraciones anteriores para aves e invertebrados terrestres, peces, invertebradosacuáticos y algas, aves y mamíferos.

Otro mecanismo que ayuda a determinar la ecotoxicidad de una sustancia es la Ley deHenrry la cual predice la prioridad en el control (emisiones gaseosas o sistemashídricos); cuando se tiene esta constantes en un número igual o mayor a 10 –3atm–/molse tendrá que controlar en mayor grado las emisiones a la atmósfera, en caso contrariocon una constante entre 10-4 – 10-7 la sustancia se solubilizará en agua y tendrá pocavolatilización, y cuando la contante en menor de 10-7 la sustancias se acumularán ensedimentos o en organismos acuáticos.

ANEXO CANEXO CALMACENAMIENTO DE PRODUCTOS QUÍMICOSALMACENAMIENTO DE PRODUCTOS QUÍMICOS

Foto No 1

EQUIPO DE AIRE ACONDICIONADO

EN LA ZONA DE ALMACENAMIENTO

DE PRODUCTOS ÁCIDOS E

INFLAMABLES.

Foto No 2

INESTABILIDAD DE PRODUCTOSPOR MAL ESTADO DE LOSENVASES Y MALALMACENAMIENTOS SINESTIBAS.

Foto No 3

ESTRUCTURA PARA LA

MANIPULACIÓN DE

ÁCIDOS.

Foto No 5

ALMACENAMIENTO DE

PRODUCTOS NO CORROSIVOS EN

ZONA INADECUADA.

Foto No 4

ALMACENAMIENTO DE

CANECAS DE ÁCIDO SIN

ESTIBAS.

Foto No 6

ALMACENAMIENTO DE

PRODUCTOS SOLIDOS

CONTRA LA PARED.

Foto No 7

BODEGA DE QUÍMICOSUTILIZADA PARA ELALMACENAMIENTO DE OTROTIPO DE MATERIALES.

Foto No 8

CANECAS DE ACIDO EN

CONTACTO CON EL PISO

(Sin estibas)

Foto No 9

ALMACENAMIENTO DE

PRODUCTOS SIN TENER ENCUENTA SUINCOMPATIBILIDAD.

Foto No 12

VENTILACIÓN E

ILUMINAICÓN

NATURAL Y ARTIFICIAL.

Foto No 10

DUCTO PARA EVACUACIÓNDE AGUA LLUVIA DENTRO DELA ZONA DEALMACENAMIENTO.

Foto No 11

SEGUNDO CONTENEDOR ZONADE ALMACENAMIENTO DEACIDOS.

Foto No 13

PRODUCTOS SÓLIDOSRESIDUAL DE UN TRABAJOSIN REENVASAR.DESORDEN EN LA ZONA DEALMACENAMIENTO.

Foto No 14

INESTABILIDAD DE LOSPRODUCTOS SÓLIDOS EN SUALMACENAMIENTO.

Foto No 15

ALMACENAMIENTO DEMATERIALES DE OFICINA EN LABODEGA DE PRODUCTOSQUÍMICOS.

ANEXO DANEXO DMEZCLA DE PRODUCTOS QUÍMICOSMEZCLA DE PRODUCTOS QUÍMICOS

Foto No 1

BOMBAS WILDENUTILIZADAS PARA MEZCLADE GRANDES VOLÚMENES.

CONTENEDOR SECUNDARIO.

Foto No 2

UNIDADESALMACENADORAS DE LOSPRODUCTOS MEZCLADOS.

Foto No 3

CONTENEDOR PARA LIQUEOSDE LAS UNIONES DE LASBOMBAS.

Foto No 4

ENVASES UTILIZADOS EN ELMOMENTO DE LA MEZCLA DEPEQUEÑAS CANTIDADES DEPRODUCTOS QUÍMICOSLÍQUIDOS.

Foto No 5

REENVASE DE PRODUCTOSQUÍMICOS

Foto No 6

CARGA Y ADICIÓN DEPRODUCTOS QUÍMICOS AUNIDADES DE GRANTAMAÑO.

Foto No 7

ENVASE UTILIZADO PARAAÑADIR PEQUEÑASCANTIDADES DE PRODUCTOSQUÍMICOS.

ANEXO EANEXO ETRANSPORTE DE PRODUCTOS QUÍMICOSTRANSPORTE DE PRODUCTOS QUÍMICOS

Foto No 2

IDENTIFICACIÓN DE LAUNIDAD ACID TRAILER,SEGÚN LA IMO.

Foto No 1

UNIDAD ACID TRAILER

Foto No 3

OTRAS UNIDADES PARATRANSPORTAR MATERIAPRIMA

Foto No 4

TRANSPORTE DEPEQUEÑOS VOLÚMENESDE PRODUCTOSQUÍMICOS.

ANEXO FANEXO FFLUIDOS DE RETORNOFLUIDOS DE RETORNO

Foto No 1

SEPARADOR DE GAS PARACONDUCIRLO AL QUEMADOR.

Foto No 2

ADICIÓN DE SODA CAUSTICAPAR NEUTRALIZAR LOSFLUIDOS DE RETORNO.

Foto No 3

UNIDADES PARA

ALMACENAR FLUIDOS

Foto No 4

SEPARADOR DE FLUIDOS

Foto No 5 BATERIA CAMPO DINA

Foto No 6

UNIDADES DE FILTRADO

Foto No 7

FILTROS DE LASUNIDADES DE FILTRADO

ANEXO GANEXO GLEGISLACIÓN AMBIENTALLEGISLACIÓN AMBIENTAL

Decreto 1594 / 84Decreto 1594 / 84

Artículo 38:Artículo 38: Los criterios de calidad admisibles para la destinación del recurso humanoy doméstico son los que se relacionan a continuación, e indican que para supotabilización se requiere solamente tratamiento convencional:

ReferenciaReferencia Expresado comoExpresado como ValorValorAmoníaco N 1.0Arsénico As 0.05

Bario Ba 1.0Cadmio Cd 0.01Cianuro CN- 0.2

Cinc Zn 15.0Cloruros Cl- 250

Cobre Cu 1.0Color Color real 75

Compuestos Fenólicos Fenol 0.002Cromo Cr +6 0.05

Difenil Policlorados Concentración de agenteactivo

No detectable

Mercurio Hg 0.002Nitratos N 10.0Nitritos N 10.0

pH Unidades 5.0 - 9.0Plata Ag 0.05

Plomo Pb 0.05Selenio Se 0.01Sulfatos SO4-2 400.0

Tensoactivos Sustancias activas al azulde metileno

0.5

Coliformes totales NMP 20.000 microorganismos/100mlColiformes fecales NMP 2.000 microorganismos/100ml

Artículo 40:Artículo 40: Los criterios admisibles para la destinación del recurso para uso agrícolason los siguientes:

ReferenciaReferencia Expresado comoExpresado como ValorValorAluminio Al 5.0Arsénico As 0.1Berilio Be 0.1

Cadmio Cd 0.01Cinc Zn 2.0

Cobalto Co 0.05Cobre Cu 0.2Cromo Cr+6 0.1Fluor F 1.0Hierro Fe 5.0Litio Li 2.5

Manganeso Mn 0.2Molibdeno Mo 0.01

Niquel Ni 0.2PH Unidades 4.5 – 9.0

Plomo Pb 5.0Selenio Se 0.02Vanadio V 0.1

Parágrafo 1:Parágrafo 1: Además de los criterios establecidos en el presente artículo, se adoptan lossiguientes:

a.a. El boro, expresado como B, deberá estar entre 0.3 y 4.0 mg/L dependiendodel tipo de suelo y del cultivo.

b.b. El NMP de coliformes totales no deberá exceder de 5.000 cuando se use elrecurso para riego de frutas que se consuman sin quitar la cáscara y para hortalizasde tallo corto.

c.c. El NMP de coliformes fecales no deberá exceder 1.000 cuando se use elrecurso para el mismo fin del literal anterior.

Parágrafo 2:Parágrafo 2: Deberán hacerse mediciones sobre las siguientes características:

a.a. Conductividadb.b. Relación de absorción de sodio (RAS).c.c. Porcentaje de sodio posible (PSP).d.d. Salinidad efectiva y potencial.e.e. Carbonato de sodio residual.f.f. Radionucleídos.

Artículo 41Artículo 41: Los criterios de calidad admisibles para la destinación del recurso parauso pecuario, son los siguientes:

ReferenciaReferencia Expresado comoExpresado como ValorValorAluminio Al 5.0Arsénico As 0.2

Boro B 5.0Cadmio Cd 0.05

Cinc Zn 25.0Cobre Cu 0.5Cromo Cr+6 1.0

Mercurio Hg 0.01Nitrato + Nitritos N 100.0

Nitrito N 10.0Plomo Pb 0.1

Contenido de sales Peso total 3.000

Artículo 42:Artículo 42: Los criterios de calidad admisibles para la destinación del recurso parafines recreativos mediante contacto primario, son los siguientes:

ReferenciaReferencia Expresado comoExpresado como ValorValorColiformes fecales NMP 200 microorganismos/100 ml.Coliformes totales NMP 1.000 microorganismos/100 ml

Compuestos Fenólicos Fenol 0.002Oxígeno disuelto 70% concentración de saturación

pH Unidades 5.0 - 9.0Tensoactivos Sustancias activas al azul

de metileno0.5

Parágrafo 1:Parágrafo 1: No se aceptará en el recurso película visible de grasas y aceites flotantes,presencia de material flotante proveniente de actividad humana; sustancia tóxicaso irritantes cuya acción por contacto, ingestión o inhalación, produzcan reaccionesadversas sobre la salud humana.

Parágrafo 2:Parágrafo 2: El nitrógeno y el fósforo deberán estar en proporción que no ocasioneneutroficación.

Artículo 43:Artículo 43: Los criterios de calidad admisibles para la destinación del recurso parafines recreativos mediante contacto secundario, serán los siguientes:

ReferenciaReferencia Expresado comoExpresado como ValorValorColiformes totales NMP 5.000 microorganismos/100 ml

Oxígeno disuelto 70% Concentración de saturaciónpH Unidades 5.0 – 9.0

Tensoactivos Sustancias activas al azul demetileno

0.5

ParágrafoParágrafo:: Además de los criterios del presente artículo se tendrán en cuenta losestablecidos en los parágrafos 1 y 2 del artículo anterior.

Artículo 44Artículo 44:: Los criterios de calidad admisibles para la destinación del recurso parauso estético son los siguientes:

a.a. Ausencia de material flotante y de espumas, provenientes de actividadhumana.b.b. Ausencia de grasas y aceites que formen película visible.c.c. Ausencia de sustancias que produzcan olor.

Artículo 45:Artículo 45: Los criterios de calidad admisibles para la destinación del recurso parapreservación de flora y fauna, en aguas dulces, frías o cálidas y en aguas marinaso estuarias son los siguientes:

ValorValorReferenciaReferencia Expresado comoExpresado como Agua fría yAgua fría y

cálidacálidaAguaAgua

marinamarinaAgua dulce yAgua dulce y

estuariaestuaria

Clorofenoles Clorofenol 0.5 0.5 0.5Difenil Concentración de

agente activo0.0001 0.0001 0.0001

Oxígeno disuelto ---- 5.0 4.0 4.0pH Unidades 6.5 –9.0 4.5- 9.0 6.5 - 8.5

Sulfuro de Hidrógeno ionizado H2S 0.0002 0.0002 0.0002Amoníaco NH3 0.1 CL9650 0.1

CL96500.1 CL9650

Arsénico As 0.1 CL9650 0.1CL9650

0.1 CL9650

Bario Ba 0.1 CL9650 0.1CL9650

0.1 CL9650

Berilio Be 0.1 CL9650 0.1CL9650

0.1 CL9650

Cadmio Cd 0.01CL9650

0.01CL9650

0.01CL9650

Cianuro libre CN- 0.05CL9650

0.05CL9650

0.05CL9650

Cinc Zn 0.01CL9650

0.01CL9650

0.01CL9650

Cloro total residual Cl2 0.1 CL9650 0.1CL9650

0.1 CL9650

Cobre Cu 0.1 CL9650 0.1CL9650

0.1 CL9650

Cromo Hexavalente Cr+6 0.01CL9650

0.01CL9650

0.01CL9650

Fenoles monohídricos Fenoles 1 CL9650 1 CL9650 1 CL9650Grasas y aceites Grasas como

porcentaje deSólidos secos

0.01CL9650

0.01CL9650

0.01CL9650

Hierro Fe 0.1 CL9650 0.1CL9650

0.1 CL9650

Manganeso Mn 0.1 CL9650 0.1CL9650

0.1 CL9650

Mercurio Hg 0.01CL9650

0.01CL9650

0.01CL9650

Niquel Ni 0.01CL9650

0.01CL9650

0.01CL9650

Plaguicidas Organoclorados Agente activo 0.001CL9650

0.001CL9650

0.001CL9650

Plaguicidas organofosforados Agente activo 0.05CL9650

0.05CL9650

0.05CL9650

Plata Ag 0.01CL9650

0.01CL9650

0.01CL9650

Plomo Pb 0.01CL9650

0.01CL9650

0.01CL9650

selenio Se 0.01CL9650

0.01CL9650

0.01CL9650

Tensoactivos Sus. Activas al azulde metileno

0.143Cl9650

0.143Cl9650

0.143Cl9650

Artículo 61:Artículo 61: Se prohibe la inyección de residuos líquidos a un acuífero, salvo que setrate de la reinyección de las aguas provenientes de la exploración y explotaciónpetrolífera y de gas natural, siempre y cuando no se impida el uso actual o potencialdel acuífero.

Artículo 62:Artículo 62: Se prohibe la utilización de aguas del recurso, del acueducto público oprivado y las de almacenamiento de aguas lluvias, con el propósito de diluir losvertimientos, con anterioridad a la descarga al cuerpo receptor.

Artículo 63:Artículo 63: Se permite la infiltración de residuos líquidos siempre y cuando no seafecte la calidad del agua del acuífero en condiciones tales que impida los usosactuales o potenciales.

Las normas de vertimiento serán fijadas teniendo en cuenta los criterios de calidadestablecidos para el uso o los usos asignados al recurso.

En los tramos en donde se asignen usos múltiples, las normas de vertimiento seestablecerán teniendo en cuenta los valores más restrictivos de cada uno de losparámetros fijados para cada uso

Artículo 69:Artículo 69: Los responsables de todo sistema de alcantarillado deberán darcumplimiento a las normas de vertimiento contenidas en el presente Decreto.

Artículo 70:Artículo 70: Los sedimientos, lodos, y sustancias sólidos provenientes de sistemas detratamiento de agua o equipos de contaminación ambiental, y otras tales comocenizas, cachaza y bagazo, no podrán disponerse en cuerpos de aguas superficiales,subterráneas, marinas, estuarinas o sistemas de alcantarillado, y para su disposicióndeberá cumplirse con las normas legales en materia de residuos sólidos.

Artículo 72:Artículo 72: Todo vertimiento a un cuerpo de agua deberá cumplir, por lo menos,con las siguientes normas:

ReferenciaReferencia Usuario ExistenteUsuario Existente Usuario NuevoUsuario NuevopH 5 a 9 unidades 5 a 9 unidades

Temperatura < 40°C < 40°CMaterial flotante Ausente Ausente

Grasas y aceites Remoción > 80% en carga Remoción > 80% en cargaSólidos suspendidos Remoción > 50% en carga Remoción > 80% en carga

DBO5, Industrial Remoción > 20% en carga Remoción > 80% en carga

Artículo 73:Artículo 73: Todo vertimiento a un alcantarillado público deberá cumplir, por lomenos, con las siguientes normas:

ReferenciaReferencia ValorValorPH 5 a 9 unidades

Temperatura < 40°CAcidos, bases o soluciones ácidas o básicas que puedan causar

contaminación; sustancias explosivas o inflamables.Ausentes

Sólidos sedimentables 10 ml/lSustancias solubles en hexano 100 mg/l

ReferenciaReferencia Usuario ExistenteUsuario Existente Usuario NuevoUsuario Nuevo

Sólidos suspendidosRemoción > 50% en

carga Remoción > 80% en carga

DBO Industrial Remoción > 20% en carga Remoción > 80% en cargaCaudal máximo 1.5 veces el caudal promedio horario

Parágrafo:Parágrafo: De acuerdo con las características del cuerpo receptor y del vertimiento,la Autoridad ambiental correspondiente decidirá cuál o cuáles de las normas decontrol de vertimiento anotadas, podrán excluirse.

Resolución 189 / 94Resolución 189 / 94SUSTANCIAS TÓXICAS DE INTERÉSSUSTANCIAS TÓXICAS DE INTERÉS

• Antimonio y sus compuestos• Asbestos en todas sus formas, incluido el amianto• Berilio y sus compuestos• Carbonilos metálicos• Cianógenos y sus compuestos• Compuestos de cobre• Compuestos aromáticos halogenados y no halogenados• Compuestos inorgánicos de flúor• Compuestos orgánicos halogenados, incluidos los bifenilos policlorados y

polibromados• Dibenzofuranes policlorados• Éteres• Fenoles compuestos fenólicos• Fósforo y sus compuestos• Fluoroacetato y fluoroacetamida• Níquel y sus compuestos• Peróxidos, cloratos, percloratos y nitratos orgánicos• Plutonio y sus compuestos• Solventes orgánicos halogenados y no halogenados, incluidos los usados y

residuos de recuperación de los mismos• Talio y sus compuestos• Telurio y sus compuestos• Titanio y sus compuestos• Vanadio y sus compuestos• Zinc y sus compuestos• Medicamentos vencidos• Residuos de plaguicidasFuente: Ministerio del Medio Ambiente. Resolución 189 de 1994.

ANEXO HANEXO HCALCULOS SISTEMA DE TRATAMIENTOCALCULOS SISTEMA DE TRATAMIENTO

Las siguientes formulas se utilizaran en los cálculos de las unidades de tratamiento:

Caudal (Q)Caudal (Q) = Velocidad (V) * Área (A)

Área (A)Área (A) = πDiámetro (D)2 / 4

Volumen (Volumen (∀∀)) = Caudal (Q) * Tiempo de Retención (TR)

Volumen (Volumen (∀∀)) = Altura (H) * Área (A)

H = Altura

a. = Ancho

Las velocidades, coeficientes y longitudes son determinadas por la teoría de diferentesautores (T).

CÁMARA DE LLEGADA:CÁMARA DE LLEGADA:

La profundidad depende de la altura de descarga de las unidades de transporte (chupamanchas), la cual es de 0.8 m. El borde libre es de 0.2 m para evitar la salpicadura delos fluidos.

BOMBA CÁMARA DE LLEGADA:BOMBA CÁMARA DE LLEGADA:

- Diámetro de Succión:Diámetro de Succión:

Velocidad de succión debe estar entre 0.6 – 0.9 m/s (T) (se toma de 0.8 m/s0.8 m/s)

A = (4.44 x 10 –3 m3/s) / 0.8 m/s = 5.55 x 10-3 m2

D = 0.084 m = 3.30 pulgadas = 3.5 pulgadas3.5 pulgadas (aproximación)

Vsucción = 0.71 m/s0.71 m/s ( Esta dentro del rango)

- Diámetro de Impulsión:Diámetro de Impulsión:

El diámetro de impulsión debe ser menor al diámetro de succión y su velocidadmáxima debe ser de 1.5 m/s 1.5 m/s (T).

Con un diámetro de 3 pulgadas3 pulgadas se tiene:

A = 4.56 x 10 –3 m2

Vimpulsión = 0.97 m/s0.97 m/s (es menor a 1.5 m/s, sirve)

La altura total va a ser igual a la altura del tanque de homogenización más un 10%de las pérdidas.

H = 3.85 m3.85 m

TANQUE DE HOMOGENIZACIÓNTANQUE DE HOMOGENIZACIÓN

El tiempo de retención 2 horas (T)

∀ = 16 * 2 = 32 m3

H = 3 m

A = 32 / 3 = 10.66 m2

D = 3.7 m

- Aireador:Aireador: La potencia del aireador se determina mediante un factor (F) según eltipo de fluido. Al tener el fluido de tratamiento alto contenido de grasas elfactor será de 20 (T).

Potencia = ∀ * F = 32 * 20 = 640 W = 1KW

Por gráfica de Metcalf & Eddy, la altura máxima para un aireador de 1KW esde 3.7m y la mínima de 1.1m. la altura del diseño será de 2m.

COAGULACIÓN:COAGULACIÓN:

El tiempo de retención de los fluidos en la cámara es de 1 minuto (T).

∀ = 0.266 * 1 = 0.266 m3

La profundidad es 1.5 veces el ancho (T) y el diámetro de la paleta (D) es 1/3 delancho.

a. = (∀ / 1.5)1/3 = (0.266 / 1.5)1/3 = 0.56 m = 0.6 m0.6 m (aproximación)

P = 1.5 * 0.57 = 0.9 m0.9 m

D = 1/3 a. = 0.2 m0.2 m

Para hallar el área de la paleta se necesita la siguiente formula:

G = ((CD * A * v3) / 2λ * V )1/2 Donde: G es gradiente hidráulico = 200 (T)CD es función del diámetro y la altura dela paleta = 1.2 (T)A es el área de la paletav es el diferencial de velocidadλ es la viscosidad cinemática 1.006x10-6 (T)

v. = 0.75 * Vp Vp es la velocidad perimetral (1.6m/s-3m/s)

Se tomará una velocidad perimetral de 1.6 m/s (T)

v. 0.75 * 1.6 = 1.2

A = 2 * 2002 *1.006x10-6 * 0.266)/ 1.2 * 1.23) = 0.01 m0.01 m22

H = Área de la paleta / ancho de la paleta = 0.01 / 0.2 = 0.05 m0.05 m (Se deja una solapaleta).

N = 2.54 revoluciones en un segundo = 152 RPM152 RPM

FLOCULACIÓN:FLOCULACIÓN:

Se dimensiona de la misma manera que el sistema de coagulación, el tiempo deretención será de 25 min (T).

∀ = 6.7 m3

a. = 1.65 m

P = 2.48 m

D paleta = 0.55 mG = 60

v. = 0.35 m/s

Los valores restantes son iguales a los de la coagulación.

A paleta = 0.9432 m0.9432 m

H paleta = A/D = 0.9432 /0.55 = 1.715 m1.715 m

Se toman 4 tablas de 0.43 m0.43 m, separadas a 0.1 0.1 m.m.

v. = 0.75 * Vp

Vp = 0.35 / 0.75 = 0.46 m/s

Vp = π * Dp * N

N = 0.55 / (π * 0.46) = 0.38 vueltas en un segundo = 0.38 *60 = 22.83 RPM22.83 RPM

DECANTACIÓN:DECANTACIÓN:

VD (Velocidad de Decantación) = Vst * Rm * Rc * Rh * F

Factores tomados de las gráficas de Degremont.

VD = 1.8 * 1.2 * 1.1 * 1 * 1 = 2.376 m/h2.376 m/h

A = Q/V = 16 / 2.376 = 6.73 m2

∀ = 16 * 1.5 = 24 m 24 m 33

Hu = 24 / 6.73 = 3.56 m3.56 m

D = 2.92 = 3 m3 m

Areal = 7.06 m7.06 m22

V Dreal = 2.262 m/s2.262 m/s (menor a la teórica )

Hu real = 3.39 m3.39 m

- EntradaEntrada

Velocidad teórica debe estar entre 0.22 y 0.75 m/s.

A = (16/3.600)/0.3 = 0.014 m0.014 m22

De = 0.13 m = 5.11 pulgadas = 6 pulgadas6 pulgadas

Ve = 0.243 m/s0.243 m/s (se encuentra en el límite)

- Orificios de Entrada:Orificios de Entrada:

Velocidad teórica de 0.085 m/s

A = (16/3600) / 0.085 = 0.0522 m0.0522 m22

Número de orificios = 4

Ho = 0.5 (T)

Ao = b * L

b. = (0.0522 / 4 )/ 0.5 = 0.0261 m ; Perímetro de entrada = π * De = 0.478 m

4b = 0.1044 m que es menor al perímetro de entrada ( 0.478m ), caben los orificios.

- Bafle 1:Bafle 1:

V = 0.016 m/s (T)

A = (16/3600) / 0.016 = 0.277 m0.277 m22

D1 = (((4 * 0.277) /π) + 0.82 ) ½ = 0.996 m0.996 m

H = ½ Hu = 3.39 / 2 = 1.7 m1.7 m

- Bafle 2:Bafle 2:

D2 = 1.2 * D1 = 1.2 * 0.0996 = 1.195 m1.195 m

- Lodos:Lodos:

Espesor del muro 0.2 m (T)

Base de la tolva = 0.02(almacenamiento de lodos) + 0.2(espesor) + 0.4(diámetro de entrada) +0.2(espesor) + 0.2(almacenamiento de lodos) + 2x

x. es la base de la tolva con una pendiente de 55° (T) y una altura de 0.5 m (T).

x. = 0.5 /Tn 55° = 0.35 m

Base total de la tolva (Bt)= 0.4 + 4 * 0.2 + 2 * 0.35 = 1.9 m1.9 m

Altura de la pendiente, debe ser de 3 – 6% (T).

Base de la pendiente =(Diámetro total – Bt) / 2 = (3 – 1.9) / 2 = 0.55 m0.55 m

Altura de la pendiente = 0.06 * 0.55 = 0.033 m0.033 m

- Vertedero de salida:Vertedero de salida:

H = (Q2 /(η2 LL222*g)1/3 Donde : Q = 16 / 3600η = 0.4 (T)L = DT * πG = 9.81 m/s2

H = 4.13 x 10 4.13 x 10 –3–3mm

Base del canal = 0.25 m (T)

BL = 20 cm

Altura sobre la lámina de agua en el canal = 0.1 m (T)

Velocidad en el canal = 0.3 m/s (T)

Área del canal = (16 /3600)/0.3 = 0.01481 m0.01481 m22

Área del canal = Base * Altura (H)

H = 0.01481 / 0.25 = 0.059 m0.059 m

Htotal canal = 0.2 + 0.1 + 0.059 = 0.359 m0.359 m

ACONDICIONAMIENTOACONDICIONAMIENTO

El tiempo de retención en esta unidad será de 15 min (T).

∀ = (16 / 60) * 15 = 4 m3

Profundidad = 1.5 m

Ancho = 2 m

Largo = 2 m

TUBERÍASTUBERÍAS

Ecuación de Manning:

Qlleno = 1/n * AR2/3/3 * S1/2 Donde: n = 0.012 (Galvanizado)S = Pendiente (1-3%) (T)A = AreaR = Area / Perímetro

Con un diámetro de 4 pulgadas4 pulgadas, el caudal a tubo lleno es de 5.59 LPS5.59 LPS, con unapendiente (S) del 1%. El caudal de diseño es de 4.44 LPS.

Qd /Qll = 4.44 / 5.59 = 0.794

Con relaciones hidráulicas d/Dll = 0.79 que es menor al 80%

v./Vll = 0.92, Si Vll es igual a 0.7121 m/s la velocidad en la tubería será de:

v. = 0.92 * 0.7121 = 0.6551 m/s,0.6551 m/s, este valor debe estar entre 0.6 – 3.5 m/s (T)