REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD DEL ZULIA

FACULTAD DE INGENIERIA DIVISION DE POSTGRADO

PROGRAMA DE POSTGRADO EN CIENCIAS DEL AMBIENTE

ESTUDIO COMPARATIVO ENTRE LAS TÉCNICAS DE DESORSION TÉRMICA, ENCAPSULAMIENTO Y BIORREMEDIACION PARA LA

DISPOSICION FINAL DE DESECHOS CON HIDROCARBUROS

Trabajo de Grado presentado ante la Ilustre Universidad del Zulia

para optar al Grado académico de:

MAGISTER SCIENTIARUM EN CIENCIAS DEL AMBIENTE

Autora: Lic. Janeth Carolina Luzardo Tutora: Dra. Altamira Díaz

Maracaibo, enero de 2009

96

Luzardo de Rosendo, Janeth Carolina. Estudio comparativo entre las técnicas de desorsión

térmica, encapsulamiento y biorremediación para la disposición final de desechos con

hidrocarburos (2009) Trabajo de Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniería. División

de Postgrado. Maracaibo, Venezuela. 135 p. Tutor: Dra. Altamira Díaz

RESUMEN

La contaminación producida por la generación de residuos peligrosos industriales constituye un

problema fundamental que va en aumento con la industrialización. En la industria petrolera

específicamente en las actividades de perforación, se generan gran cantidad de volúmenes de

desechos sólidos impregnados con hidrocarburos considerados como peligrosos. Esta

investigación presenta una revisión bibliográfica de las principales tecnologías a objeto de

estudio para el tratamiento de fluidos de perforación base aceites como lo son: Encapsulamiento,

Biorremediación y Desorción Térmica, realizando esfuerzos para obtener una guía de orientación

que comparen las diferentes tecnologías existentes a fin establecer una matriz comparativa la

cual presentará variables de análisis como lo son: efectividad, riesgos de perisología, reducción

de desechos, reuso del material, pretratamiento, post tratamiento, tiempo de tratamiento, costos

asociados, área requerida para el tratamiento, limitaciones técnicas donde se establecerán las

ventajas, desventajas con el objeto de recomendar que tipo de tratamiento es el mas adecuado

para ser aplicado en el Distrito Barinas. Como parte complementaria de esta investigación, se

documento las actividades que se desarrollaron de un proyecto prueba piloto llevada a cabo en

el campo Borburata PDVSA Centro Sur en la localización B2-W12B Barinas, Estado Barinas,

donde se aplicó la tecnología de desorción térmica para el tratamiento de los desechos generados

de las actividades de perforación, establecidas en varias etapas; la primera etapa consistió en

establecer el procedimiento de la recopilación y evaluación de los desechos desde el sitio de

generación. En la segunda etapa se caracterizaron los desechos y en la tercera etapa se llevó a

cabo ensayos en suelo para determinar el impacto de las cenizas. Para luego establecer las

conclusiones y las recomendaciones esperando que sirva como aporte científico para la selección

de los tratamientos en las diferentes áreas que demanden esta necesidad.

Palabras Claves: Desorción térmica, aceite sintético, ripios de perforación, encapsulamiento,

biorremediación

E-mail del Autor: janethluzardo@hotmail.com

97

Luzardo de Rosendo, Janeth Carolina. Comparative study among the techniques of thermal

desorption, encapsulation and bioremediation for the final disposition of waste

hydrocarbons. (2009) Trabajo de Grado. Universidad del Zulia. Facultad de Ingeniería. División

de Postgrado. Maracaibo, Venezuela. 135 p. Tutor: Dra. Altamira Díaz.

ABSTRACT

Contamination produced by the generation of industrial dangerous waste is a fundamental

problem that increases with industrialization in the industrial oil, especially in the drilling

activities a great amount of solid wastes impregnate with hydrocarbons considered as dangerous

is generated. This investigation presents a literature review to the main technologies to study the

treatment of oil base drilling fluids such as: encapsulation, bioremediation and thermal

desorption, carrying out efforts to obtain an orientation guide, that compare different

technologies in order to establish a comparatives matrix which will present variables analysis

such as: effectiveness, permition risk, waste reduction, material reuse, pre treatment, post

treatment, treatment cost, time associate, required area for treatment, technical limitations where

advantages and disadvantages will be establish in order to recommending what kind of treatment

is the most convenient to be implemented in Barinas District as a complementary part of this

investigation, the activities developed of the pilot project carried out in the Borburata PDVSA

field center south division in the localization B2- W12B Barinas were documented, where

technology of thermal desorption for treatment of generate waste of drilling activities was applied

managed in several steps: first step consisted in establishing the procedures of the summaries and

evaluation of the waste from the original place, a second step waste was characterized in the third

steps rehearsals in soil to determine the impact of the ashes were carried out, finally, conclusions

and recommendations were addressed expecting them to be a scientific contribution for the

selection of the treatment in the different areas that could need those technologies.

Key words: thermal desorption, synthetic oil, drilling waste, encapsulation, bioremediation.

Autor’s e-mail: janethluzardo@hotmail.com

98

DEDICATORIA

A mis hijos, a quienes dedico todos mis esfuerzos ellos me han servido de inspiración para seguir

adelante deseo que tomen el ejemplo de la constancia para lograr cada uno de los objetivos de su

vida.

A mi esposo, gracias por su apoyo

A mis padres, siempre siguiendo velantes mis pasos

99

AGRADECIMIENTO

A ti mi señor Dios, sendero que me dio el aliento y las fuerzas de continuar y cumplir este objetivo

trazado.

A la constancia.

Al Ingeniero Rubén Rendón por su apoyo y confianza.

A la Profa. Altamira Díaz por guiar el desarrollo de esta investigación.

A mi amiga Mireya que en su momento me brindó su mano para seguir adelante

A todas aquellas personas que contribuyeron a la realización de este trabajo.

¡Mil Gracias!

100

TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN…………………………………………………………………………………... 3

ABSTRACT…………………………………………………………………………………. 4

DEDICATORIA…………………………………………………………………………....... 5

AGRADECIMIENTO……………………………………………………………………….. 6

TABLA DE CONTENIDO………………………………………………………………….. 7

LISTA DE

TABLAS………………………………………………………………………….

11

LISTA DE FIGURAS.......................................................................................................... 13

INTRODUCCIÓN…………………………………………………………..…….…............. 14

CAPITULO I………………………………..……………………………………….……...

16

I. FUNDAMENTOS TEÓRICOS…………………………………………….……….…….. 16

1.1 Actividades de perforación..…………………………………………………………… 16

1.2 Fluidos de Perforación……………………………...…………………………….......... 17

1.2.1 Sistemas en base de agua………………………………………………................ 18

1.2.2 Fluidos de perforación en base aceites …………………………………………. 18

1.2.3 Fluidos de perforación sintéticos ……………………………………………….. 18

1.3 Técnicas de tratamiento…..………………………………………………………….. 19

1.3.1 Técnicas fisicoquímicas………………………………………………………… 20

1.3.1.1 Encapsulamiento (Estabilización y solidificación)…………………… 21

1.3.1.2 Materiales y reactivos comúnmente utilizados………. ……………….. 22

1.3.1.2.1 Cemento……………………………………………………… 22

1.3.2.2.2 Cal…………………………………………………………… 23

1.3.2.2.3 Polímeros orgánicos termoestables y termoplásticos………. 24

1.3.2 Caracterización tecnológica para determinar la eficiencia del proceso ………... 25

1.3.2.1 Ensayos de lixiviación y análisis químicos……………………………. 25

1.3.2.2 Ensayos de propiedades físicas………………………………………… 25

1.3.2.3 Ensayos de propiedades técnicas…………………………………….… 26

1.3.2.4 Ensayo de propiedades de durabilidad………………………………… 27

1.3.3 Estudio para la aplicación de la tecnología solidificación/ estabilización………. 27

1.3.4 Técnicas pre-tratamiento en la tecnología solidificación/

estabilización…………

29

1.3.5 Insumos y equipos utilizados……………………………………………………. 29

1.3.6 Usos y aplicación de la tecnología………………………………………………… 30

1.4 Técnica de biorremediación. ……..……………………………………………………. 32

1.4.1 Biorremediación …. ……………………………………………………………….. 32

1.4.2 Valoración de la eficiencia de un tratamiento biológico…………………………. 34

1.4.3 Técnicas para predecir la efectividad del tratamiento biológico…………............. 35

1.4.4 Factores de afectan el proceso de

biorremediación……..…………………………

37

1.4.4.1 Factores físico-químicos……….………..…………………………………. 37

1.4.4.1.1 Disponibilidad de carbono orgánico……………….…………… 38

1.4.4.1.2 Aceptores de electrones…….……………………….…………… 38

1.4.4.1.3 Potencial de oxidación.…….……………………….……………. 39

1.4.4.1.4 Nutrientes inorgánicos...………………………………………… 39

1.4.4.1.5 El pH………………………………………………….………… 41

101

1.4.4.1.6 Contenido de agua………………………………………………. 42

1.4.4.1.7 La temperatura…………………………….………..………......... 43

1.4.4.1.8 La salinidad……………………………………..…………..……. 44

1.4.4.1.9 Textura del suelo …...…………………..…………………… 44

1.4.4.2 Factores biológicos…………………………………..…………………... 46

1.4.4.3 Aplicación de la tecnología de biorremediación…………..……………. 48

1.4.4.4 Degradación microbiológica de hidrocarburos …………………………. 50

1.4.4.5 Ventajas y desventajas de la tecnología…………………………………. 51

1.5 Técnicas de tratamientos térmicos………………………..…………….…………… 54

1.5.1 Desorción térmica ……………………………...…………..………………...... 54

1.5.2 Descripción del proceso ………………………..…………………………..... 56

1.5.2.1 Tratamiento preliminar y movimiento de materiales………….……….. 57

1.5.2.2 Dispositivo de desorción ………………………………………………… 58

1.5.2.3 Sistema de condensación…………………………..…………………….. 58

1.5.2.4 Tiempos en el tratamiento de los desechos……………………………… 59

1.5.2.5 Post – tratamiento………………………………………………………. 60

1.5.3 Aspectos a considerar para la implementación de la tecnología de desorción

térmica…………………………………………………………………….……………….

61

1.5.3.1 Caracterización del sitio …………...……………………..……………… 61

1.5.3.2 Composición química del material………………………………………. 61

1.5.3.3 Distribución del tamaño de las partículas en el solidó……..…………… 61

1.5.3.4 Composición física del material ………………………………..…….. 62

1.5.3.5 Permeabilidad …………………………………..……….……………… 62

1.5.3.6 Plasticidad ……………………………………………………………... 62

1.5.3.7 Contenido de humedad ……………………………..……..…………… 63

1.5.3.8 Tipo de contaminantes….………………………..…..………………… 63

1.5.3.8.1 Contenido de halógeno ………………………………..……. 63

1.5.3.8.2 Concentraciones de Metales………………….………………… 64

1.5.3.8.3 Contenidos de Sales ………..…………………………………… 64

1.5.4 Usos y aplicación de la tecnología …………………………….……………….. 64

1.5.5 Tipos de unidades de desorción térmica …………………..……………….… 67

1.5.6 Conceptos teóricos y parámetros en los procesos ………………….…..……… 67

1.5.7 Destilación y vapor…………………………………..…..…………………… 68

1.5.8 Descripción de tecnologías disponibles.………..…………………..…………… 71

1.5.8.1 Unidades de desorción térmica de calentamiento indirecto………… 71

1.5.8.2 Unidades de desorción tipo tornillo. ………………………..………… 72

1.5.8.3 Unidades de desorción Hammermil…………..……..………………… 72

1.5.8.4 Desorción térmica química…………………………….……………… 73

1.5.8.5 Otras técnicas…….……………………………………….………………... 74

1.5.9 Impacto ambiental …………..…………………………………….……………... 75

1.5.10 Aceite recuperado ….……………………………………………..……………... 77

1.5.11 Operaciones costa afuera versus operaciones en tierra…………………………. 78

CAPITULO II……………………………………………………...………..……………..

80

II METODOLOGÍA…………………………………...…….………………..…….............. 80

2.1 Diseño de la investigación …………………........………...…………….…………….. 80

102

2.2 Recopilación de datos de la generación de ripios de perforación………...………… 81

2.2.1 Pruebas de laboratorio (retorta)……………….…………………..……..…. 82

2.3 Pruebas de laboratorio para la caracterización de los desechos de

perforación……....…………………………………………………………………………..

84

2.3.1 Caracterización de los desechos……………………………..……. ……….. 84

2.3.2 Métodos analíticos……………….…………………..……………….......... 85

2.3.3 Pruebas de laboratorio para la caracterización de aire…………..………....

..

87

2.3.4 Procedimiento utilizados en la evaluación de las muestras……..…………… 88

2.4 Análisis de datos para la comparación de las técnicas…………………………....... 90

2.4.1 Caracterización del sitio a aplicar la técnica …………………..…….…...... 91

2.4.2 Efectividad (tipo de desecho a tratar ………………………………..……… 91

2.4.3 Riesgos de permisología……………..………………….………………….... 91

2.4.4 Reducción de la cantidad de desechos ………………………………..……. 92

2.4.5 Reuso de materiales…………………………………….……………............ 92

2.4.6 Post tratamiento…………………………………………………….……….. 92

2.4.7 Tiempo en el tratamiento………………….…………………………….….. 92

2.4.8 Área Requerida ………………………………….……………………….…. 92

2.4.9 Costos………………………………………………………………….…….. 92

2.4.10 Limitaciones técnicas……….……………………………….……….…….. 93

CAPITULO III…………………………………………………………………….……..... 95

III RESULTADOS Y DISCUSIÓN…………………………………………………………. 95

3.1 Recopilación de datos tablas de volúmenes de desechos manejados…………………... 98

3.1.1 Pruebas de laboratorio …………………………………………….…………...... 99

3.2 Análisis de resultados de pruebas de laboratorio desechos sólidos……………………. 101

3.2.1 Resultados ripios en base aceite sin tratar ……………..………………………… 101

3.2.2 Resultados ripios en base aceite tratados ……………………………………. 102

3.2.3 Análisis de resultados de pruebas de laboratorio realizadas en aire.………..... 104

3.3 Ensayos en suelo ………………………………………………………………………. 107

3.3.1 Fabricación de Canteros…………………………………………………………. 107

3.3.2 Colocación de semillas…………………………………………………………… 108

3.3.3 Resultados obtenidos de los ensayos en suelos ………………………………. ... 109

3.3.4 Disposición final de cenizas ...……………………………………………........... 110

3.4 Matriz de selección de tecnologías ...………………………….…………………......... 112

3.4.1 Características del sitio a aplicar la tecnología...…….………………………...... 112

3.4.2 Efectividad (tipo de desecho a tratar)....………………….................................. 113

3.4.3 Riesgos de permisología....……………………………........................................ 114

3.4.4 Reducción de la cantidad de desechos ...………………………………............... 114

3.4.5 Reuso de materiales...……………….………………………………………...... ... 114

3.4.6 Post tratamiento...……………………..……………..……………..................... ... 115

3.4.7 Tiempo en el tratamiento...………………………………..………..………......... 115

3.4.8 Área Requerida..………………….………………..…….….………….............. ... 115

3.4.9 Costos…...…………………………………………..…….……………................ 116

V.CONCLUSIONES...…………………………………..……………….……………....... 119

V. RECOMENDA.CIONES...……………..…………………………………………....... 121

BIBLIOGRAFIA….……………………………………………………..……………........ 122

ANEXOS...………………………………………………………………....……….…........ 130

103

INDICE DE TABLAS

Tabla Página.

1 Métodos para el seguimiento de los ensayos de trazabilidad (EPA 1996)…………..28

2 Aplicaciones de Solidificación/Estabilización para los distintos Desechos. EPA

(1993) ………………………………………………………………………………31

3 Parámetros usados para evaluar la efectividad de la degradación. (EPA 1999)…….34

4 Rangos de temperatura para Tratamientos de desechos contaminados con

Hidrocarburos (EPA 1992)…………………………………………………………..60

5 Compuestos Orgánicos Volátiles. Fuente INTEVEP INT-5928,1999………………65

6 Destilación del aceite en desechos húmedos y secos. Fuente SPE 88486…………...69

7 Estimación de Emisiones de Aires por Tecnologías de Desorción térmica………… 76

8 Hoja de cálculo para llevar control del Proceso de Ripios Sin Tratar y tratados

Por la unidad de Desorción térmica…………………………………………………82

9 Identificación de las Muestras de Desechos Sólidos sin tratar y tratados…………...85

10 Métodos Analíticos utilizados para realizar la caracterización de las muestras

De los ripios sin tratar y tratados…………………………………………………….86

11 Lista de métodos utilizados en el análisis de cada parámetro del lixiviado………...86

12 Registro de Toma de Muestra de Aire………………………………………………87

13 Normas EPA y COVENIN usadas en los ensayos de toma de aire………………..90

14 Formato de comparación de técnicas de comparación……………………………...94

15 Tabla comparativa de ventajas y desventajas de las técnicas encapsulamiento

biorremediación y desorción térmica ……………………………………………….97

16 Relación de ripios manejados distrito Barinas, Periodo Abril 2007 Marzo 2008…..98

17 Resumen resultado de pruebas de Retorta Abril 2007 Marzo 2008……………….100

18 Caracterización Físico – Química. Decreto 2635 Normas de las Disposición

de Técnicas para el manejo y disposición de Desechos Peligrosos………………..101

19 Relación de Absorción de Sodio…………………………………………………..102

20 Análisis SARA…………………………………………………………………….102

21 Caracterización Físico – Química según Decreto 2635 Normas de las Disposición

de Técnicas para el manejo y disposición de Desechos Peligrosos………………..103

22 Caracterización Físico – Química en el lixiviado…………………………………104

104

23 Resumen resultados pruebas de laboratorio en Aire Para Fuentes Fija tomadas 26 de

abril de 2007……………………………………………………………………….105

24 Evolución de Cotiledones de Semillas Nim (Azadirachta indica)………………...109

25 Tabla comparativa de costos entre las técnicas Encapsulamiento, biorremediación

y desorción térmica………………………………………………………………..116

26 Comparación de las Tecnologías…………………………………………………...118

105

INDICE DE FIGURAS

Figuras Página.

1. Diferentes diagramas de Landfarm…………………………………………………….53

2. Descripción del proceso de unidad de desorción térmica……………………………...56

3. Retorta modelo Fann modelo 35……………………………………………………….83

4. Relación de ripios manejados en el Distrito Barinas, periodo Abril 2007

Marzo 2008…………………………………………………………………………….99

5. Fabricación de canteros y ubicación del sitio de ensayos en suelo……………………108

6. Colocación de semillas de la especie Nim (Azadirachta indica) en canteros…………108

7. Representación grafica de la evolución de las semillas plantadas…………………….109

8. Crecimiento de las semillas plantadas…………………………………………………110

9. Movilización de tierra realizada en la localización Borburata PDVSA dentro

del área de perforación……………………………………………………………….111

10. Observación cronología del terreno…………………………………………………..112

106

INTRODUCCION

La contaminación producida por la generación de residuos peligrosos industriales constituye

un problema fundamental que va en aumento con la industrialización y el crecimiento económico

de los países. En las últimas décadas, el interés de las comunidades con respecto a la actuación de

las empresas, se ha incrementado debido a niveles más altos de escolaridad. Esto ha hecho que

las legislaciones se fortalezcan y las organizaciones se vean obligadas ante tales presiones, a

mejorar la calidad de sus productos, reducir la contaminación, preservar la seguridad y salud de

su personal.

En años recientes, se ha ejercido una fuerte presión a las organizaciones para que cumplan con

las normativas legales ambientales y éticas de la sociedad, lo cual ha generado una atención sin

precedentes en la respuesta de las organizaciones empresariales ante las cuestiones sociales. Ello

ha acarreado dos consecuencias fundamentales: En primer lugar, muchas empresas se han hecho

concientes de la conveniencia de ir más allá de su misión y tener presentes las necesidades de la

comunidad. Y en segundo lugar, actualmente están ideándose mejores medidas del desempeño

social y ambiental para ayudarle a la empresa a determinar su eficacia en esta área y además

hacerla más responsable de los efectos de su comportamiento.

La industria petrolera venezolana se ha caracterizado como una de las actividades

empresariales que genera mayor impacto ambiental. En las actividades de perforación se generan

gran cantidad de volúmenes de desechos sólidos impregnados con hidrocarburos considerados

como peligrosos. Por tal razón la industria busca tecnologías que minimicen los pasivos

ambientales.

Esta investigación presenta una revisión bibliográfica de las principales tecnologías aplicadas

en el país para el tratamiento de fluidos de perforación base aceites como lo son:

Encapsulamiento, Biorremediación y Desorción Térmica, realizando esfuerzos para obtener una

guía de orientación que comparen las diferentes tecnologías existentes a fin establecer una matriz

comparativa la cual presentara variables de análisis como lo son: efectividad, riesgos de

perisología, reducción de desechos, reuso del material, pretratamiento, post tratamiento, tiempo

107

de tratamiento, costos asociados, área requerida para el tratamiento, limitaciones técnicas donde

se establecerán las ventajas, desventajas con el objeto de recomendar que tipo de tratamiento es

el mas adecuado para ser aplicado en el Distrito Barinas.

Como parte complementaria de esta investigación se documentó las actividades que se

desarrollaron de un proyecto prueba piloto llevada a cabo en el campo Borburata PDVSA

Centro Sur en la localización B2-W12B Barinas, Estado Barinas, donde se aplicó la tecnología

de desorción térmica para el tratamiento de los desechos generados de las actividades de

perforación, establecidas en varias etapas; la primera etapa estableció el procedimiento de la

recopilación y evaluación de los desechos desde el sitio de generación, la segunda etapa se

caracterizaron los desechos y en la tercera etapa se llevó a cabo ensayos en suelo para determinar

el impacto de las cenizas. Finalmente se exponen las conclusiones y las recomendaciones

esperando que sirva como aporte científico para la selección de los tratamientos en las diferentes

áreas que demanden esta necesidad.

108

I. FUNDAMENTOS TEÓRICOS

1.1 Actividades de perforación.

Las actividades de perforación son un proceso que consiste en realizar en el subsuelo un hueco

vertical, inclinado u horizontal, para alcanzar profundidades que van en promedio de 3 a 6 Km.

de extensión con el objetivo de llegar a sitios conocidos como formaciones posiblemente

productoras que pueden tener hidrocarburos (crudo, gas, condensados o una mezcla de estos). El

hueco se conoce como pozo petrolero y se realiza a través de un taladro diseñado para tal fin, en

la Anexo 1 se ilustra un equipo típico utilizado para la perforación de pozos.

1.2 Fluidos de perforación

Un fluido de perforación es aquel que posee características físicas y químicas apropiadas, que

por circulación remueve el ripio de formación del hoyo en perforación. Puede ser aire o gas,

agua, petróleo y combinaciones de agua y aceite con diferente contenido de sólidos. No debe ser

corrosivo, inflamable ni tóxico pero si inerte a las contaminaciones de sales saturables o

minerales y estables a las temperaturas. Debe mantener sus propiedades según las exigencias de

las operaciones y debe ser inmune al desarrollo de bacterias.

Los fluidos de perforación son un elemento insustituible en la perforación de un pozo

petrolero, ya que ellos cumplen diversas funciones que permiten que la perforación sea más

eficiente y segura.

Las funciones del fluido de perforación describen las tareas que el fluido de perforación es

capaz de desempeñar, entre las más comunes se pueden mencionar las siguientes:

Retirar los recortes del pozo.

Controlar las presiones de la formación.

Suspender y descargar los recortes.

Obturar las formaciones permeables.

Mantener la estabilidad del agujero.

Minimizar los daños al yacimiento.

109

Enfriar, lubricar y apoyar la barrena y el conjunto de perforación.

Transmitir la energía hidráulica a las herramientas y a la barrena.

Asegurar una evaluación adecuada de la formación.

Controlar la corrosión.

Facilitar la cementación y la completación.

Minimizar el impacto al ambiente.

Existen tres clases principales de fluidos de perforación: lodo a base de agua, lodo a base de

aceite y lodo a base sintética. Los recortes provenientes de la utilización de lodo a base de agua

son menos nocivos para el ambiente y generalmente se descargan en el mar.

1.2.1 Sistemas en base de agua

Los sistemas a base de agua no siempre son tan efectivos como los fluidos a base de petróleo o

los sintéticos, en especial para resolver los problemas que se asocian con algunos tipos de pozos

dependiendo de las condiciones en el sub-suelo.

Si bien los fluidos son esenciales para perforar con éxito un pozo de petróleo, también pueden

convertirse en uno de los aspectos más problemáticos de una operación de perforación. Se debe

disponer de los recortes que se sacan del pozo, así como de cualquier fluido de perforación que

permanece unido a ellos. Y aunque el daño ambiental en el sitio del pozo es relativamente

pequeño, puesto que se confina sólo a la vecindad de la operación de perforación, el impacto

ambiental cerca del equipo de perforación puede ser importante. El grado de impacto que los

fluidos de perforación tienen en el ambiente depende de la clase de lodo utilizado y las

condiciones ambientales predominantes. Mar adentro, en general, los lodos a base de agua son los

que provocan un menor daño en comparación con los aquéllos a base de petróleo. (En contraste,

las descargas de desechos de perforación en tierra tienen diferentes tipos de impacto y el

contenido de sal del lodo puede presentar mayores problemas que el contenido de hidrocarburos).

110

1.2.2. Fluidos de perforación base aceite

Los fluidos de perforación base aceite surgen en el mercado como alternativa por razones

económicas y técnicas ya que estos alcanzan rápidas velocidades de perforación, lubricidad y

mejoran la estabilidad de las lutitas mas que los sistemas base agua.

La aparición en el mercado de los fluidos basados en los esteres en 1991, marcó un hito en la

industria de perforación petrolífera. Los ésteres presentan muy bajos niveles de toxicidad y son

biodegradables tanto en las condiciones aerobias como anaerobias. Desde entonces, numerosos

fluidos “ambientalmente aceptable” han surgido en el mercado con variada fortuna. La opción de

utilizar este tipo de fluidos es únicamente defendible si se demuestra que tienen un menor

impacto ambiental que los tradicionales lodos base de aceite una de las limitantes para la

utilización de este tipo de fluidos son sus altos costos.

1.2.3 Fluidos de perforación base aceite sintético

En los últimos años se han desarrollado lodos de perforación utilizando ésteres vegetales (2-

etilhexanol éster y ácidos grasos saturados C8 a C16), olefinas (alquenos de C16 a C18), alfa

olefinas lineales (Deceno hidrogenado C20) y poli-alfa olefinas. Debido a su baja toxicidad

(ausencia de hidrocarburos poliaromáticos), los recortes de perforación impregnados con aceite

sintético son descargados al mar (perforación marina) y depositados en rellenos sanitarios

(perforación en tierra) en los Estados Unidos. Los costos del lodo base aceite sintético son

superiores a los lodos base aceite de hidrocarburos (Diesel), en una relación de 3:1

aproximadamente.

El principal problema ambiental relacionado con la perforación de pozos (tanto en la etapa de

exploración como en la de producción) es la disposición de los residuos generados durante la

perforación, en particular si se usaron fluidos de base aceitosa. Los fluidos de perforación son

mezclas complejas hasta ahora los volúmenes de residuos generados durante las operaciones de

perforación son grandes.

111

1.3 Técnicas de tratamiento.

La reglamentación en el manejo de los recortes de perforación en base a hidrocarburos tiene

por objetivo reducir el potencial impacto ambiental de los mismos. Dicha reducción se puede

llevar a cabo mediante la reducción en la toxicidad del recorte y/o la reducción en la exposición

del mismo ante el medio ambiente. De esta forma los diferentes manejos se pueden dividir en

aquellos que tienen el objetivo de reducir la toxicidad (biodegradación,

estabilización/solidificación, desorción térmica como tecnologías de tratamientos y aquellos que

tienen el objetivo de reducir la exposición (reinyección, confinamiento, dispersión en campo)

como tecnologías de disposición. Aún y cuando el principal objetivo del manejo de los recortes

de perforación es el impacto ambiental existen otros criterios igualmente importantes que

influyen en la selección de la tecnología. Estos criterios involucran cuestiones de uso de energía,

seguridad, aceptación ante la sociedad, factibilidad técnica y factibilidad económica.

La sustitución de materias primas, es a la vez es una práctica común en la prevención de la

contaminación. En el caso particular de la perforación de petróleo esto ha implicado la sustitución

de los lodos de perforación base aceite por lodos de perforación base agua y más recientemente

lodos de perforación base aceite sintético, en ambos casos con niveles de toxicidad mucho más

bajos; esto traer como consecuencia, un incremento en los costos por barril fabricado

involucrado en las actividades de perforación, por lo cual aplicar una tecnología que implique su

recuperación es de mucho beneficio.

El término «tecnología de tratamiento» implica cualquier operación unitaria o serie de

operaciones unitarias que altera la composición de una sustancia peligrosa o contaminante a

través de acciones químicas, físicas o biológicas de manera que reduzcan la toxicidad, movilidad

o volumen del material contaminado (EPA, 2001). Las tecnologías de remediación representan

una alternativa a la disposición en tierra de desechos peligrosos que no han sido tratados, y sus

capacidades o posibilidades de éxito, bajo las condiciones específicas de un sitio, pueden variar

ampliamente. El uso de una tecnología en particular depende, además de los factores específicos

como:

112

- La localización y las características del sitio, así como el uso de suelo (industrial,

residencial o agrícola), fundamentalmente afectan la selección de la tecnología a aplicar

meta de la limpieza y los métodos que pueden emplearse para alcanzarla.

- Las características naturales de los suelos, sedimentos y cuerpos de agua, a menudo

determinan las particularidades de los sistemas de tratamiento. Para suelos o lodos, el

manejo del material a tratar (conversión del contaminante a una forma en la que pueda

tratarse y/o transportarse desde la fuente de la contaminación hasta el lugar de

tratamiento), es el paso crítico en la mayoría de los procesos de tratamiento.

- Los pre-tratamientos para modificar las características naturales de un suelo contaminado

pueden ser componentes muy caros en un proceso de tratamiento. La adecuación para

adaptarse al plano legal para poder disponer los desechos en suelo esto incluye el % de

TPH. En el caso de la legislación Venezolana. Decreto 2635. “Normas para el Control de

la Recuperación de Materiales Peligrosos y el Manejo de los desechos Peligrosos”

Artículo 53.- expresa que la práctica de biotratamiento se llevará a cabo cumpliendo con

las siguientes condiciones: 1.Contenido de hidrocarburos biodegradables en el desecho

entre 1% y 10%. 2. El desecho no exceda las concentraciones máximas permisibles en

lixiviados establecidas en el Anexo D. 3. El desecho tenga un pH entre 6 - 8. 4. Para la

aplicación de la técnica de biotratamiento sobre el suelo arable: 4.1. El área de

disposición final debe estar conformada por suelos de textura franca, o franco arenosa

o franco limosa o franco arcillosa, o acondicionado artificialmente. 4.2. La profundidad

del nivel freático debe ser mayor de 4 metros. 4.3. El área de disposición final no debe

ser inundable.

- Las capacidades de las tecnologías de tratamiento pueden variar ampliamente en función

de las condiciones específicas del sitio y costos de los tratamientos. (Van Deuren y col.

1997, Sellers 1999, EPA 2001).

1.3.1 Técnicas fisicoquímicas

Los tratamientos fisicoquímicos aprovechan las propiedades físicas y/o químicas de los

contaminantes o del medio contaminado para destruir, separar o contener la contaminación. Para

esta investigación en particular estudiaremos detalladamente la tecnología de encapsulamiento

que la denominaremos, estabilización y solidificación.

113

Este tipo de tecnologías generalmente son efectivas en cuanto a costos y pueden concluirse en

períodos cortos, en comparación con las tecnologías de biorremediación. Sin embargo, los costos

pueden incrementarse cuando se utilizan técnicas de separación en las que los contaminantes

pueden requerir de tratamiento o disposición (Van Deuren y col. 1997). Otra consideración que

hay que tomar en cuenta para realizar comparaciones en cuanto a costos es el lugar donde se

dispondrán finalmente los desechos encapsulados puesto que si hay que movilizarlos del sitio del

tratamiento se incrementa el costo total por concepto de transporte.

1.3.1.1 Encapsulamiento (estabilización / solidificación)

La estabilización / solidificación es un proceso en el que el suelo contaminado se mezcla con

aditivos para inmovilizar los contaminantes, disminuyendo o eliminando la lixiviación. El

nombre de esta técnica describe dos etapas: primero la solidificación, generalmente se refiere al

proceso del cambio de propiedades físicas necesarias para poder producir un material solidó, este

cambio puede o no envolver también reacciones químicas entre el contaminante y el aditivo. Y la

estabilización, que se refiere a la conversión del material contaminante en una forma menos

tóxica o menos móvil, para esto es necesario el uso de procesos físicos químicos como la

solidificación (Anderson 1993).

La técnica de estabilización/solidificación de residuos peligrosos ha sido estudiada y aplicada

extensivamente ((Anderson 1993). con el fin de reducir la movilidad de los contaminantes al

medio externo utilizando diferentes agentes aglomerantes que brinden la posibilidad de

encapsular físicamente y químicamente dentro de una matriz solidificada aquellos contaminantes

que pueden ofrecer un riesgo para la salud pública .

Los procesos de solidificación/estabilización son referidos a los procesos de tratamiento de

residuos en los cuales se puede usar una enorme variedad de desechos tanto sólidos como

líquido” los procesos de solidificación/estabilización están diseñados para cumplir con algunos de

los objetivos siguientes:

114

Reducir la movilidad o solubilidad del contaminante con esto garantizar que al tener lo

menos móvil posible a un contaminante se reduzca el riesgo de propagación del mismo

en otros medios.

Mejorar el manejo del contaminante mediante la formación de materiales sólidos sin

líquidos libres para evitar su dispersión.

Disminuir la superficie expuesta a la transferencia o perdida de los contaminantes: con

esto se evita la contaminación de otros materiales (EPA, 2001)

1.3.1.2 Materiales y reactivos comúnmente utilizados en la estabilización/solidificación

Los principalmente reactivos de estabilización/solidificación utilizados para el tratamiento de

corrientes de desechos oleosos provenientes de las actividades de la industrial de petróleo y gas

son los siguientes:

distintos tipos de cemento,

cal,

polímeros orgánicos termoestables y termoplásticos

1.3.1.2 .1 Cemento

El cemento es uno de los reactivos de estabilización/solidificación más utilizados. Existen

distintas clases de cemento aplicables al tratamiento por estabilización/solidificación entre ellos

podemos mencionar:

cemento portland,

cemento de albañilería,

cementos puzolánicos, entre otros.

El cemento se mezcla con el residuo y en caso de que el residuo no tenga agua suficiente se

añade agua para su hidratación. Esta hidratación origina una estructura cristalina, de alumino-

silicato cálcico, formando una masa dura, monolítica de aspecto rocoso.

115

Este tipo de estabilización se adapta mejor a residuos inorgánicos, fundamentalmente los que

contienen metales pesados. Como resultado del elevado pH del cemento, los metales son

retenidos como hidróxidos insolubles o carbonatos en la estructura endurecida. (EPA, 1986).

Los estudios demuestran que el plomo, cobre, zinc, estaño y cadmio probablemente se unen a

la matriz por fijación química, formando compuestos insolubles, mientras que el mercurio es

retenido de manera predominante por microencapsulación física.

Los contaminantes orgánicos interfieren el proceso de hidratación y no son fáciles de

estabilizar, para mejorar esto se pueden incorporar junto con el cemento otros aditivos como

arcillas modificadas orgánicamente o naturales, vermiculita y silicatos de sodio solubles. Además

los contaminantes orgánicos reducen la resistencia final y la formación de la estructura cristalina

originando un material más amorfo.

Las ventajas de la estabilización con tecnología que utiliza cemento son el manejo de su

mezcla, fraguado y endurecimiento, los cuales son bien conocidas porque su costo, equipo y

personal son accesibles. La estabilización con cemento puede llevarse a cabo con el agua

suficiente para que el material sea bombeable. El sistema tiene capacidad para admitir

variaciones en la composición química del residuo.

La desventaja que se presenta es la sensibilidad del cemento a la presencia de ciertos

contaminantes que pueden retardar o inhibir la hidratación adecuada, el fraguado y

endurecimiento del material.

1.3.1.2.2 Cal

Se utiliza para la estabilización de lodos, la que al reaccionar con los materiales presentes en

el residuo puede dar lugar a silicato cálcico, alúmina cálcica o ilumino -silicato cálcico hidratado,

material que se forman a partir de la reacción del calcio de la cal y los aluminosilicatos del

residuo. Puede realizarse una estabilización adicional con el uso de otros ingredientes en menor

cantidad. (EPA, 1986)

116

La cal anhidra (o “viva”) es comúnmente utilizada en el tratamiento de barros biológicos y por

lo tanto se ha adoptado para tratar barros de origen mineral orgánico (hidrocarburos). No

obstante, su uso para estabilizar materiales con hidrocarburos deber ser evaluado

cuidadosamente, sobre todo cuando exista la presencia de metales pesados en el material

afectado. Por ejemplo, el uso de cal como reactivo de estabilización/solidificación es muy

efectivo en el tratamiento de corrientes líquidas con bajos pH debido a su alta capacidad de

deshidratación (característica hidroscópica) y alcalinización. Sin embargo, el exceso de

alcalinización puede tener consecuencias no deseadas tal como la resolubilización de metales

pesados presentes dentro de la matriz estabilizada/solidificada, facilitando así la movilidad de los

mismos.

Se recomienda para contaminantes inorgánicos y lodos metálicos también se utilizan cales

modificadas, silicatos solubles, entre otros.

1.3.1.2.3 Polímeros orgánicos termoestables y termoplásticos

Se mezcla un monómero, como la urea formaldehído que actúa como catalizador, para formar

un material polímero, formándose una masa tipo esponja que retiene en la matriz partículas

sólidas del residuo peligroso (macroencapsulación). Este proceso deja, sin embargo, algunos

residuos sin retener, en especial residuos líquidos, por lo que el producto del residuo final debe

dejarse secar y conservar en contenedores. (EPA, 1986)

Una de las ventajas es que el material obtenido es de baja densidad, se requieren pequeñas

cantidades de aditivos para solidificar los residuos, por lo que esta técnica tiene mayor aplicación

de residuos orgánicos, no volátiles, líquidos. Utilizándose también para solidificar residuos de

baja radioactividad antes de su eliminación definitiva.

Se puede mencionar que una de las desventajas que no son aplicables a la recuperación de

terrenos debido a su coste, peligro de incendio, producción de agua a partir de la matriz del

residuo y volatilización de compuestos orgánicos.

Los materiales termoplásticos se combinan con asfalto, parafina, betún, polietileno,

polipropileno y azufre, fundidos con los residuos a altas temperaturas.

117

1.3.2 Caracterización tecnológica para determinar la eficiencia del proceso

La evaluación de la eficacia de la estabilización necesita valorar las propiedades físicas,

técnicas y químicas del material estabilizado, para ello se utilizan una gran cantidad de ensayos

de laboratorio entre los que se citan:

1.3.2.1 Ensayos de lixiviación y análisis químicos

Uno de los aspectos mas importantes involucrados dentro de la estabilización/solidificación

como tratamiento para residuos peligrosos es la fijación química de los contaminantes, que en

otros términos es quien determina la movilidad de los contaminantes al medio exterior,

convirtiéndose en la variable más importante a analizar dentro de la eficiencia de esta técnica.

Este parámetro se analizó realizando una prueba TCLP (Toxicity Characteristic Leaching

Procedure) de la Environmental Protection Agency. (Method 1311 of SW-846. U.S.EPA. 1996),

y el ensayo de extracción de metales utilizando el espectrómetro de adsorción atómica de acuerdo

al método 3111-EPA.

1.3.2.2 Ensayos de propiedades físicas

Contenido en humedad: determina la cantidad de agua o líquido presente en una cantidad

dada de material. Se determina el peso húmedo de una muestra pequeña, de pocos gramos, se

deja secar por 24hs a 105 ºC y se pesa nuevamente. Luego se obtiene el contenido de humedad en

porcentaje dividiendo el peso de agua por el peso de la masa seca.

Densidad másica seca y húmedad (peso unitario): el peso unitario másico se determina

midiendo y pesando las muestras estabilizadas. Se calcula como el peso de sólidos más el fluido

de los poros por unidad de volumen de material. El peso unitario seco se determina a partir del

peso de sólidos tras secado en horno por unidad de volumen, las unidades son:

Peso específico: mide la relación masa-volumen del componente sólido individual del

material de tres fases, y es la densidad de sólidos dividida por la densidad del agua.

Límites de Atterberg: miden el índice de plasticidad de los suelos.

118

Granulometría: es importante para el diseño de alternativas de estabilización. Se utilizan

tamices para la fracción gruesa. Para la fracción fina (partículas entre 0,0074mm a micras)

se usan métodos gravitacionales que emplean hidrómetros (las partículas mayores se

depositan más rápido en el agua y el hidrómetro permite medir las diferencias de tamaño).

No se aplica al material estabilizado pues éste generalmente es un monolito.

Índice de cono en laboratorio: se realiza sobre el material estabilizado inmediatamente

después de la mezcla de los reactivos y antes del fraguado. Habla sobre la resistencia de los

materiales en la mezcla e interviene en la toma de decisiones acerca del manejo de los materiales

y la capacidad para resistir el tráfico rodado durante la construcción. Se deja caer un cono desde

una altura (ambos estandarizados) sobre el material y se mide la distancia de penetración.

Penetrómetro de campo: permite valorar las propiedades de la mezcla del lodo estabilizado

antes de su curación. Es un cilindro estandarizado que se empuja sobre el material para medir su

resistencia a la penetración, obteniendo la resistencia a la compresión libre en kg/cm ( EPA,

1986).

Examen de microestructura: mediante: difracción de rayos x y microscopía: óptica

electrónica y dispersiva. Se utiliza para conocer mejor la naturaleza de los procesos de

estabilización.

Formación de sobrenadante durante curación y velocidad de fraguado: caracterizan el

comportamiento de los residuos tratados en las primeras horas tras la mezcla. Se utilizan

preferentemente para materiales tipo hormigón y no se adaptan a materiales tipo suelo. Informan

sobre la aceptabilidad de la mezcla.

1.3.2.3 Ensayos de propiedades técnicas

Ensayo de resistencia a compresión libre: determina la resistencia de los materiales

cohesivos, los comprendidos entre las arcillas ligeras y el hormigón. Un cilindro de 7,1cm de

diámetro por 14,2 cm de altura se carga axialmente, midiendo esta carga y su deformación,

pudiendo calcularse así la tensión aplicada y la deformación resultante.

119

Consolidación: evalúa el asentamiento del residuo estabilizado. Se aplica una carga axial y se

impide la deformación lateral, midiendo los tiempos de deformación para cada carga aplicada. Se

realiza el diagrama de consolidación.

Conductividad hidráulica: a veces se la denomina permeabilidad. Se utiliza para obtener

información sobre la velocidad a la que los compuestos químicos presentes en el residuo tratado

migran al medio. Se utiliza el ensayo de permeabilidad triaxial, la muestra se encapsula en una

membrana flexible que permite que la muestra se contraiga o expanda bajo las tensiones

aplicadas en confinamiento.

1.3.2.4 Ensayo de propiedades de durabilidad

Estos ensayos evalúan el rendimiento de la masa estabilizada a largo plazo, para resistir ciclos

repetitivos de erosión.

Durabilidad húmedo-seco (ASTM D4843): son doce ciclos de humectación-desecación, de

cinco horas bajo el agua y 42 hs en horno bajo condiciones de secado a baja temperatura (71ºC),

cada uno. Evaluando luego la variación de volumen, contenido de humedad y pérdida de peso.

Después de los doce ciclos se determina la pérdida total de peso de la muestra, o bien se

determina el número de ciclos que provocan la disgregación si la muestra no permanece intacta al

completarse los doce ciclos.

Durabilidad hielo-deshielo (ASTM D4842): condiciones de erosión de congelación y

deshielo. Las muestras se someten a doce ciclos, cada uno consta de un período de congelación

de 24 hs a –20 ºC y otro de deshielo de 24hs en agua. El rendimiento se evalúa igual que en el

ensayo anterior. (EPA,1986)

1.3.3 Estudio para la aplicación de la tecnología solidificación/ estabilización

Para poder tener altas posibilidades de éxito para la aplicación de cualquier tecnología de

tratamiento, es necesario realizar una correcta selección, evaluación y realizar una búsqueda

completa acerca de la posibilidad de optimización en dicha técnica, la base de esta revisión

120

general esta definida claramente por el tipo de residuo a manejar, por lo que se tiene que definir

las características del contaminante así como los tipos de tratamiento adecuados.

Previo al tratamiento de los materiales afectados por presencia de hidrocarburos y algunos

metales pesados asociados, se debe realizar el muestreo de los materiales a tratar para llevar a

cabo los siguientes estudios:

Caracterización cualitativa del material a tratar: sobre la base de la misma se determinan los

tipos de reactivos de estabilización/solidificación que se utilizarán,

Caracterización cuantitativa (volúmenes y concentraciones) de los materiales a tratar: en base

a ella se determina la cantidad de reactivos que será necesaria para lograr una adecuada

estabilización/solidificación,

Ensayos de tratabilidad: se trata de ensayos a escala de laboratorio, a través de los cuales se

determinan, teniendo en cuenta análisis de lixiviados de los materiales a tratar, las

proporciones de cada uno de los reactivos que deberán ser utilizadas para optimizar el

tratamiento de estabilización/solidificación,

Evaluación del área donde se llevará a cabo el tratamiento.

De los estudios antes mencionados, los ensayos de tratabilidad a escala de laboratorio son de

especial importancia dado que a través de los mismos se determina la formulación adecuada para

realizar el tratamiento a escala de proyecto. Durante el diseño de los ensayos se determinan las

distintas formulaciones de reactivos que serán agregadas al material afectado a fines de evaluar

su rendimiento. Dicho rendimiento es evaluado a diferentes tiempos de fraguado

(predeterminados) mediante el seguimiento de los siguientes parámetros: lixiviado,

permeabilidad y compresión. La Tabla 1 se presenta los métodos correspondientes utilizados

para cada una de estas determinaciones. (Wilson y col, 2005).

Tabla 1 Métodos para el seguimiento de los ensayos de trazabilidad

Lixiviados Permeabilidad Compresión

EPA 1310 (EPT) ASTM D-2434 ASTM D-2166

EPA 1311 (TCLP) EM 1110-2-196 ASTM D-1633

EPA 1320 (MEP) EPA SW-846 ASTM C-109-86

EPA 1330 (OWEP) EM 110-2-1906

121

Una vez determinada la formulación más adecuada para lograr los objetivos del tratamiento de

estabilización/solidificación se procede a la realización de un ensayo a escala piloto o bien

comenzar con el tratamiento a escala proyecto según corresponda. Cabe recalcar que no hay una

única formulación que aplique a todos los materiales estabilizables.

El tratamiento de suelos/sedimentos por medio de la tecnología de

estabilización/solidificación se basa en la adecuación de los materiales afectados por medio del

agregado de reactivos, para impedir la generación y liberación de sustancias potencialmente

contaminantes contenidos en ellos, en este caso hidrocarburos y metales pesados principalmente.

( Harada, 2005)

1.3.4 Técnicas pre-tratamiento en la tecnología solidificación/ estabilización

Los sistemas de pre-tratamientos se realizan para obtener ciertas características en el desecho

y así asegurar una mejora en las características del material una vez que ha sido solidificado y

estabilizado. Algunas de las técnicas de pretratamiento son: la destrucción de materiales como

ácidos u oxidantes, debido a que estos pueden reaccionar con los agentes solidificantes como el

cemento y la reducción del volumen de desechos para ser solidificado usando procesos de

desaguado

1.3.5 Insumos y equipos utilizados

Los equipos utilizados son maquinarias convencionales para movimiento de suelo

(retroexcavadora, topadora, entre otros.), tolvas, tanques (almacenamiento de agua), y

mezcladoras o digestores para la preparación de las mezclas de reactivos de

estabilización/solidificación. Por otro lado, se utilizan accesorios especializados para la

retroexcavadora, como por ejemplo un rodillo hidráulico y tanque de lechada, cuando se realiza

la aplicación del reactivo in situ.

Para el caso que esta tecnología se aplique mediante operación discontinua no se requiere de

infraestructura para acopio de insumos a granel. En el caso de la operación continua del proceso

de tratamiento, se requiere de la utilización de silos metálicos convencionales para el acopio a

granel o bien palletizado en bolsas de los insumos para la formulación de los reactivos de

122

estabilización/solidificación. Dicha formulación se prepara mezclando lo reactivo de

estabilización/solidificación (cal, cemento y/o arcillas) en seco o con agua según las

características del material afectado.

1.3.6 Usos y aplicación de la tecnología

Los procesos de estabilización / solidificación son usualmente utilizados para tratar

contaminantes inorgánicos, como suelos y lodos contaminados con metales.

Una de las limitaciones son los compuestos orgánicos volátiles que tienden a volatilizarse

durante el mezclado del suelo con los agentes de solidificación/estabilización, y generalmente

éstos no son inmovilizados; la profundidad a la que se encuentre el contaminante limita algunos

procesos; el material solidificado puede impedir el futuro uso del sitio; los metales volátiles (Pb,

Cd, As, Hg) pueden volatilizarse durante el tratamiento y no es recomendable para sitios con más

de 25% de metales. Los tiempos de remediación con estas tecnologías son de corto a mediano

plazo. Este tipo de tecnología es utilizado para los materiales y concentraciones Tabla 2.

La tecnología de estabilización/solidificación tiene la versatilidad de ser aplicable in situ o ad

situ. La aplicación in situ se refiere a la aplicación en el mismo lugar donde se encuentra el

material a tratar, por ejemplo su aplicación en el lugar se produjo un derrame. La aplicación ad

situ se refiere a la aplicación de esta tecnología dentro de la misma propiedad, en una zona

previamente designada y acondicionada para tal fin. Cabe recalcar que la aplicación de esta

metodología de tratamiento tanto in situ como ad situ asegura que toda la operación, con los

distintos procesos que involucra queda restringida al área de los yacimientos, reservorio, etc.,

donde se generan o almacenan los materiales afectados a ser tratados. Asimismo existe la

posibilidad de realizar la disposición final de los materiales tratados tanto in situ, ad situ o ex situ,

teniendo en cuenta los objetivos específicos del tratamiento, previa aprobación por parte de la

autoridad competente.

In situ la Estabilización/ solidificación involucra tres principales componentes: (1) el lugar

donde se realizara la mezcla. (2) el sistema de almacenamiento para la preparación de la mezcla

(3) la zona donde se dispondrá el suelo mezclado.(Nyer, 1996)

123

Tablado 2. Aplicaciones de estabilización/solidificación para los distintos desechos. Modificada

del EPA (1993) Technical Resourse Document

Tipo de residuo Posibilidad de tratar por

Solidificación/Estabilización (S/S)

Material Flamable S/S

Corrosivos S/S

Bario S/S

Cadmio S/S

Cromo S/S

Plomo S/S

Mercurio S/S (<250 mg/kg de Hg total)

Selenio S/S

Plata S/S

Lodos de aguas residuales S/S

Cianuro gastado S/S

Producción de HC Clorados o

alifáticos

S/S

El proceso de estabilización /solidificación ha sido aplicada a una enorme variedad de

residuos como municipales, nucleares, aguas residuales y lodos. Algunos tipos de contaminantes

tratados con esta técnica son: compuestos orgánicos volátiles, bifenilos policlorados, metales,

asbestos y cianuros; en el caso de los compuestos orgánicos volátiles (COV’s) podrán ser

manejados solamente en bajas concentraciones, es decir para poder tratarse bajo la técnica de

estabilización /solidificación deben tratarse previamente.

En el caso de los desechos que contienen compuestos inorgánicos semivolátiles u orgánicos

no volátiles. Para este tipo de desechos es necesario que se realicen estudios de tratabilidad para

elegir el mejor proceso de tratamiento.

En el caso de los desechos orgánicos no se puede asegurar totalmente que estos puedan tener

una fuerte interacción con la matriz para resistir los ataques de sustancias agresivas de tipo No

polar. En muchos casos suele ser la única forma de tratamientos para desechos complejos y con

metales pesados.

Existen muchos ejemplos de áreas remotas de campos de perforación donde se han aplicado

las técnicas de tratamiento de encapsulamiento (estabilización/solidificación). Autores han tenido

experiencia alrededor del mundo. En la publicación denominada “Onsite treatment of Oily

drilling Waste in Remote Areas” AADE-05-NTCE-64 publicada en abril del 2005 se exponen

124

varios registros de tratamientos realizados en lugares territoriales de actividad petrolera al Norte

y Nor –Este de Alberta, la cual es una cuenca petrolera madura donde se manejan fluidos base

aceite a altas ratas de perforación. Las experiencias dadas en Alberta exponen que cuando se

introducen en el hoyo lodos invertidos forma una membrana semipermeable con respecto al ion

cloruro y cuando la salinidad de la formación del fluido excede la salinidad del lodo, el agua

pasara desde el hoyo dentro de la formación y vice-versa. El control del daño de la formación

ocurre en cada formación perforada. Si la salinidad es muy alta, la formación de fluidos dilatan

el fluido del hoyo y expanden el volumen de la arcilla el sistema. Se requiere un exceso mínimo

de salinidad en el hoyo para inhibir formación de lutitas y mantener el volumen de fluidos en el

hoyo dentro de los límites de seguridad para el taladro.

Dependiendo de las formaciones perforadas en el pozo, pueden ser esperadas concentraciones

altas de cloruro en la fase de agua. Para ser efectiva la selección de la tecnología de manejos de

desecho, está debe acoplarse con todos los componentes de desecho eficientemente y

económicamente.

El uso de cemento Portland para estabilizar el gasto orgánico ha sido un procedimiento

industrial estándar por más de una década (Stegemann 1991, Young 1992, Newman 1992). El

ambiente de pH alto contiene metales (Ivey et al 1992) y contienen otros sólidos. No ha sido

usado extensivamente en el aceite utilizado aguas arriba y en la industria para la estabilización

del desecho de perforación, porque la permeabilidad relativa alta o el concreto ordinario la ha

hecho poco confiable por contener hidrocarburos. Se realizaron pruebas con un producto

denominado pozzomite basado en elementos naturales como cenizas volcánicas hidrotérmicas

alteradas. Cuando se utilizó el cemento Portland y el agua, el producto se estabiliza y encapsula

el hidrocarburo a nivel molecular, inmoviliza los iones de metal y solidifica el fluido, dando

como resultado un concreto fue utilizado en la fabricación de carreteras.

1.4 Técnicas de biorremediación.

1.4.1 Biorremediación

La Biorremediación fue usada en una forma no refinada durante muchos años por la industria

petrolera de los Estados Unidos de Norteamérica. Posteriormente fue entendida de una manera

125

científica. Esta tecnología surgió del conocimiento empírico de los operadores de las refinerías

del petróleo, quienes desecharon los lodos de los separadores tipo API (Instituto Americano del

Petróleo) y otros residuos aceitosos en forma de una capa delgada sobre la parte superior del

suelo en un sitio próximo a la refinería. Se dieron cuenta que estos residuos desaparecían durante

el curso de varios meses. Previo a una mayor regulación y estricto control, esta técnica, llamada

“land farming” (granjeo) fue ampliamente usada sin comprender los procesos que causaban la

degradación de los lodos (King y col., 1992).

El término Biorremediación se utiliza para describir una variedad de sistemas que utilizan

organismos vivos (plantas, hongos, bacterias, entre otros) para degradar, transformar o remover

compuestos orgánicos tóxicos a productos metabólicos inocuos o menos tóxicos. Esta estrategia

biológica depende de las actividades catabólicas de los organismos, y por consiguiente de su

capacidad para utilizar los contaminantes como fuente de alimento y energía (Van Deuren y col.

1997).

Las rutas de biodegradación de los contaminantes orgánicos, varían en función de la estructura

química del compuesto y de las especies microbianas degradadoras. El proceso de

biorremediación incluye reacciones de oxido-reducción, procesos de sorción e intercambio

iónico, e incluso reacciones de acomplejamiento y quelación que resultan en la inmovilización de

metales (Eweis y col. 1998).

La meta final de la Biorremediación, es la mineralización del contaminante. Es decir, la

completa degradación de una molécula orgánica hasta compuestos inorgánicos (CO2, agua y

formas inorgánicas de N, P y S) y componentes celulares (Alexander, 1994; Eweis y col., 1998).

Su aceptación como una estrategia de limpieza viable, en muchos casos, depende de sus costos.

Sin embargo, muchas de las estrategias de biorremediación son competitivas en términos de

costos y del impacto sobre la matriz contaminada.

La biodegradación de hidrocarburos por poblaciones bacterianas representa uno de los

principales mecanismos por el cual el petróleo y sus derivados hidrocarbonados pueden ser

eliminados en el ambiente (Leahy y Colwel, 1990).

126

El grado de alteración que sufren los compuestos orgánicos durante el proceso de

biorremediación varía, y el tipo de degradación está típicamente definido, bien sea como

biotransformación o como mineralización. La biotransformación es una degradación parcial de

compuestos secundarios, los cuales pueden ser o no, menos tóxicos, y la mineralización está

definida como el completo rompimiento de las moléculas orgánicas en sustancias inorgánicas,

tales como el dióxido de carbono (CO2), y residuales (La Grega, 1996).

La tasa de biodegradación depende fundamentalmente del número de bacterias degradadoras

de petróleo presente, la cantidad de agua, oxígeno, (temperatura, pH, entre otros), constituyentes

característicos del hidrocarburo y condiciones climáticas de la zona. Por lo que hay que tomar en

cuenta una serie de factores como lo señala en la tabla (Tabla .3)

Tabla 3. Parámetros usados para evaluar la efectividad de la degradación. (EPA 1999) Características del Suelo

Constituyentes Característicos Condiciones Climáticas

Densidad de población microbiana Volatilidad Temperatura Ambiente

pH del Suelo Estructura química Precipitación

Contenido de Humedad Concentración y Toxicidad Viento

Temperatura del Suelo

Concentración de Nutrientes

Textura del Suelo

1.4.2 Valoración de la eficiencia de un tratamiento biológico

Un aspecto imprescindible en cualquier programa de biodescontaminación, es la evaluación

del éxito obtenido después de la aplicación del tratamiento. Aunque parezca obvio, el hecho es

que esta valoración no se realiza adecuadamente en muchas ocasiones, debido a la dificultad de

integrar todos los factores implicados en un modelo que refleje el grado real de la

biodegradación alcanzada. Algunos de estos factores difíciles de valorar son los siguientes:

1. La disminución de la concentración de los substratos no es una medida inequívoca de la

degradación ocurrida ya que una parte importante de los mismos puede perderse por

volatilización o por transformación, con la subsiguiente aparición de metabolitos intermedios o

finales.

127

2. El ambiente es siempre de una gran heterogeneidad y por lo tanto es muy difícil encontrar

un método de muestreo que sea representativo e ilustre con aproximación el proceso que ha

tenido lugar.

3. El grado de lixiviación es muy difícil de evaluar, ya que los ecosistemas suelen ser

suficientemente abiertos como para que se pueda establecer un balance certero de las

concentraciones de substratos iniciales y de los metabolitos producidos, incluyendo dióxido de

carbono, amoniaco o metano, que pasan a la atmósfera.

Para sortear este tipo de obstáculos se han propuesto numerosas estrategias que pretenden

ayudar en la evaluación y el seguimiento de un proceso de biodescontaminación.

Estas técnicas incluyen la aplicación de análisis por PCR (amplificación de secuencias de

DNA) para determinar la presencia de organismos degradadores específicos y la evaluación de

parámetros metabólicos que incluyen entre otros los siguientes:

– Presencia de determinados metabolitos que hayan sido identificados previamente en

experimentos de laboratorio sobre rutas de degradación de los contaminantes implicados.

– Presencia de actividades enzimáticas específicas frente a los substratos de interés. En el

caso de hidrocarburos aromáticos policíclicos se incluyen la actividad de tolueno la

dioxigenasa, naftaleno dioxigenasa y manganeso peroxidasa.

1.4.3 Técnicas para predecir la efectividad del tratamiento biológico

Habitualmente, se emplea un protocolo metodológico de varias fases para predecir si la

estrategia de biodescontaminación puede ser aplicable. Sea cual sea el enfoque del estudio de

predicción utilizado, existen una serie de elementos comunes, que incluyen la revisión

bibliográfica, los estudios de caracterización de microcosmos y los estudios finales de

optimización. Además de esta fase que podríamos considerar de investigación microbiológica,

también son elementos decisivos a la hora de evaluar el potencial de un proceso de

biodescontaminación, la distribución de contaminantes en el emplazamiento contaminado, la

hidrogeología y la biogeoquímica del mismo.

128

Según los datos publicados, los estudios respirométricos y de mineralización, utilizando

microcosmos en condiciones controladas, son los más empleados para evaluar las posibles

opciones de tratamiento. Los análisis respirométricos tienen como objetivo utilizar la producción

de dióxido de carbono como un índice indirecto de la actividad biológica y, por lo tanto, de la

degradación del contaminante.

En estos estudios, se mide el aumento de la producción de CO2 en suelos control con respecto

a aquellos en que se ha añadido el contaminante objeto de estudio; quiere decir, que el

contaminante está siendo utilizado por los microorganismos, adicionalmente a la materia

orgánica del suelo. Estos estudios se pueden diseñar para evaluar la incidencia de diversos

parámetros, tales como diferentes concentraciones de contaminante, procesos de atenuación

fisicoquímica y otros factores.

Los estudios con microcosmos a escala de laboratorio requieren en general de uno a tres

meses y se pueden llevar a cabo junto con otros ensayos para valorar el requerimiento de

nutrientes inorgánicos y las condiciones de inhibición. Los resultados de estos estudios son,

generalmente, utilizados para determinar las especificaciones de los ensayos piloto de

tratamiento. Si los estudios con microcosmos dan resultados positivos, se pueden llevar a cabo

otros adicionales para optimizar la biodegradación de contaminantes. Estos estudios pueden

evaluar la relación entre aceptores electrónicos y nutrientes y otras condiciones para optimizar la

eficiencia de eliminación de contaminantes. Los costos de los estudios con microcosmos varían

en función de la complejidad y la duración de los mismos.

La enumeración microbiana es una herramienta que ha sido utilizada, fundamentalmente, para

evaluar la respuesta in situ de las bacterias del suelo, a la hora de degradar contaminaciones por

hidrocarburos derivados del petróleo. La respuesta de la comunidad microbiana, reflejada en

forma de un incremento significativo en la densidad de población media de los suelos

contaminados con respecto a la situación anterior (por ejemplo, alrededor de medio orden de

magnitud), es un indicador del potencial intrínseco de la descontaminación biológica y por

extensión de la posibilidad de estimular ese potencial.

Para las muestras de suelo, las densidades de población se expresan habitualmente como TRH

(total de heterótrofos recuperados de la matriz del suelo). Este índice incluye bacterias

129

heterótrofas aerobias y anaerobias facultativas, que pueden constituir en su conjunto alrededor de

la mitad de la riqueza microbiana del suelo. En un suelo no contaminado, en condiciones óptimas

de crecimiento, la riqueza microbiana está entre 106 y 108 unidades formadoras de colonia de

bacterias por gramo de peso seco de suelo; 105 unidades formadoras de colonia de hongos y 106

de actinomicetos. La riqueza taxonómica de un suelo puede exceder las 10.000 especies por

gramo de suelo seco. Del total de flora bacteriana, las bacterias aerobias representan entre el 50 y

el 70%, las bacterias anaerobias el 10%, los actinomicetos entre el 20 y el 30% y los

micromicetos entre el 1 y el 2%.

1.4.4 Factores que afectan el proceso de biorremediación

El objetivo del tratamiento biológico consiste en promover y mantener una población

microbiana para metabolizar a un determinado residuo. Existen una serie de parámetros que

influyen en la velocidad a la que tiene lugar el metabolismo y por lo tanto en la biodegradación.

Entre los principales factores que intervienen en el proceso se encuentran los biológicos y los

físico-químico tales como; temperatura, humedad, pH, nutrientes, aireación, composición

química del sustrato entre otros.

El éxito de un proyecto de biorremediación depende de la capacidad y destreza de los

operadores para crear y mantener condiciones ambientales necesarias que permitan el crecimiento

microbiano, se pueden identificar, establecer y controlar las condiciones para que sean favorables

y aseguren el crecimiento y desarrollo de la biomasa, en este caso, la biodegradación se puede dar

a una velocidad suficientemente dinámica como para que el costo del tratamiento biológico sea

competitivo con otras alternativas físico-químicas de tratamiento como lo son: la incineración,

desorción y estabilización, entre otros (La Grega, 1996; Eweis, 1999).

Los factores que influyen en la densidad de la población y la diversidad biológica de un suelo,

son de dos tipos: Factores físico-químicos y factores biológicos

1.4.4.1 Factores físico-químicos

En este grupo se incluyen la disponibilidad de carbono orgánico y de aceptores electrónicos, el

potencial de oxidación-reducción, los nutrientes inorgánicos, el pH, el contenido de agua, la

130

temperatura, la salinidad y la textura del suelo. La densidad de población microbiana disminuye

generalmente con la profundidad, debido a la disminución de la disponibilidad de carbono

orgánico y oxígeno molecular, también influye la distribución microtopológica del carbono.

1.4.4.1.1 Disponibilidad de carbono orgánico

Los factores físicos más importantes en la biodegradación son la disponibilidad del

contaminante para los microorganismos, los mismos ingieren contaminantes y los oxidan

obteniendo la energía necesaria para su crecimiento ( Eweis y col 1999)

1.4.4.1.2 Aceptores de electrones

Los aceptores de electrones son los compuestos que reciben electrones de la oxidación del

sustrato primario. En el proceso de transferencia de electrones, los sustratos donantes y receptores

son esenciales para crear y mantener la biomasa microbiana, estos materiales se denominan

sustratos primarios, éstos son básicos en cualquier reacción para tener biomasa activa, para la

bacteria más comúnmente activa en la desintoxicación, el donante de electrones primario será

uno dentro de los varios componentes que se deseen degradar. Entre los receptores de electrones

más comunes se encuentran: O2, NO3- NO2

-, SO4

2-, o el CO2; aunque en las fermentaciones

también se pueden emplear compuestos orgánicos (Levin, 1997). En este sentido, (Kobayashi y

col 1982) reportan que un compuesto específico no tiene por que ser el sustrato primario para que

las bacterias lo degraden, cuando existen otros materiales que sirven como sustrato primario, el

compuesto se puede degradar como sustrato secundario, es decir, como aquel cuya oxidación o

reducción, produce un bajo flujo de electrones y energía que se muestra incapaz de mantener la

biomasa que lo degrada (Levin, 1997).

Rittmann, 1980, citado por Levin, 1997, señalan que los sustratos secundarios se pueden

dividir en dos tipos; el primero denominado sustrato de baja concentración y el segundo como

cometabolito clásico, el sustrato de baja concentración incluye a los sustratos que pueden aportar

flujos de electrones y energía al metabolismo celular pero la velocidad que presentan estos flujos

es menor al flujo mínimo necesario para mantener la biomasa activa.

131

1.4.4.1.3 Potencial de oxidación

El proceso de oxidación da lugar a electrones que intervienen una cadena de reacciones en el

interior de la célula y, al final, deben ser vertidos en el entorno. La medición del potencial de

oxidación–reducción (Redox) es una manera de identificar las condiciones del suelo que pueden

apoyar bacterias anaeróbicas, como las bacterias sulfato-reductoras.

El potencial redox de un suelo a la capacidad reductora u oxidativa del mismo. Esta

característica guarda relación con la aireación (velocidad de difusión de O2) y el pH, que también

determinan la actividad microbiana. El agua influye en estos procesos al modificar la distribución

de la atmósfera del suelo, y con ello la difusión del O2. El potencial redox afecta a aquellos

elementos que pueden existir en más de un estado de oxidación (por ejemplo C, N, S, Fe, Mn y

Cu) característica que debe considerarse antes de aplicar abonos u otras substancias, ya que puede

ocurrir que la forma a la que la reviertan tras una oxidación o reducción no tenga la incidencia

esperada (Espinosa, 1994).

1.4.4.1.4 Nutrientes inorgánicos

La masa celular contiene carbono y otros numerosos elementos, el metabolismo requiere de

nutrientes además del carbono orgánico como sustrato. Al nitrógeno y el fósforo se les denomina

macronutrientes porque se necesitan en grandes cantidades y en la composición de los residuos

peligrosos generalmente éstos son escasos, situación por la cual, deben ser añadidos (Eweis,

1999).

Los requerimientos nutricionales de los microorganismos constituyen uno de los principales

factores que afectan los procesos de biodegradación. La adición de nutrientes es importante, ya

que la carencia de los mismos resultaría en una disminución del crecimiento, lo que traería como

consecuencia poca remoción de los compuestos orgánicos que se requieran degradar.

La fuente de carbono, en el caso de la biorremediación proviene del contaminante, quien

proporciona la energía necesaria para la producción de: componentes celulares, productos

metabólicos y la multiplicación de los microorganismos. La fuente de nitrógeno proporciona el

elemento necesario para la producción de aminoácidos y enzimas, las proporciones de este

132

nutriente en el suelo generalmente no son suficientes para cubrir las necesidades de las bacterias,

por lo que deben suplirse con fertilizantes nitrogenados como la urea (46% de N) y el fosfato de

amonio, también se puede utilizar fertilizantes orgánicos como el estiércol del ganado que

además mejora otras propiedades del suelo como la estructura y la aireación del mismo actuando

como esponjante. La fuente de fósforo interviene en la formación de compuestos energéticos

dentro de la célula, entre las fuentes mas usadas como fertilizantes fosfatados tenemos al fosfato

diamónico y fosfato tricálcico (Ercoly, 2002).

Las bacterias, al igual que las plantas superiores, necesitan nutrirse para poder subsistir, sin

embargo ellas están sujetas a ciertas exigencias alimenticias. Muchas no se desarrollan cuando se

encuentran en presencia de ciertos alimentos orgánicos, y otras sólo se desarrollan cuando se

encuentran en condiciones óptimas por ejemplo, las bacterias nitrificadoras que realizan en el

suelo la función de transformar las sales amoniacales en nitratos, no se desarrollan en medios de

cultivo con materia orgánica soluble, al igual que las bacterias de hierro y el azufre.

Para que un nutriente sea útil en la síntesis de los materiales celulares ha de poseer una

estructura que permita que el organismo pueda emplearlo como tal o convertirlo en las unidades

estructurales adecuadas. Existen bacterias que se han adaptado a la utilización de compuestos

que no usan la mayoría de organismos, se incluyen formas capaces de crecer con metano,

gasolina, derivados del petróleo o caucho como fuente exclusiva de carbono.

Margesin, 1997, en un estudio de biorremediación de un suelo contaminado con diesel en

Austria, aplicó fertilización inorgánica en una relación (C:N:P), 100:10:2, reportando valores de

remoción del hidrocarburo del 53%, mientras que, en los tratamientos donde no se fertilizó, los

promedios alcanzaron remociones del 16% encontrando una correlación positiva con la adición

de nutrientes y la degradación de los hidrocarburos.

Jones, 1991, citado por Levin, 1997, reporta resultados prometedores en un trabajo de

biorrecuperación in situ en la ciudad de Florida (USA) cuando trataron con fertilizantes un suelo

contaminado con una media de 10.000 ppm de Fuel Nº 6, se removió el suelo y se mantuvo

húmedo mediante rociadores y en 300 días se eliminó el 90% del hidrocarburo quedando

aproximadamente 1000 ppm de residuo el cual incluía hidrocarburos aromáticos policíclicos

(HPA) (Levin, 1997).

133

1.4.4.1.5 El pH

La actividad enzimática de los microorganismos está influenciada por el pH, este factor, actúa

en los diferentes procesos llevados a cabo por los microorganismos, el crecimiento bacteriano es

uno de los aspectos que es afectado generalmente cuando el valor de pH sale del rango óptimo.

Muchos microorganismos requieren para su actividad metabólica un pH que puede estar entre 6-

8, aunque algunas bacterias pueden crecer en ambientes extremos (La Grega, 1996; Eweis, 1999).

El pH del suelo puede afectar significativamente la actividad microbiana, tal es el caso que

existen muchos microorganismos como los hongos cuyos rangos óptimos se ubican en pH

ácidos, por debajo de 5, mientras que en el caso de las bacterias las condiciones fuertemente

ácidas o alcalinas generalmente inhiben el proceso, situación por la cual éstas se benefician

cuando en las condiciones del medio prospera el pH neutro. Sin embargo, existen bacterias que se

adaptan bien a condiciones ácidas o básicas, como las bacterias que oxidan el azufre

(Thiobacillus) la cual es un organismo aerobio quimioautotrofo que produce ácido sulfúrico a

través de la oxidación de H2S, y se desarrolla bien en un medio con pH igual a 1 (Eweis, 1999).

Sims et al, 1990, citado por Eweis, 1999, reporta que el pH del suelo es un factor que afecta

también algunas propiedades de los nutrientes en el suelo, tal es el caso del fósforo cuya

solubilidad disminuye cuando el pH baja de 5.5, teniendo en cuenta que este nutriente es muy

importante para el normal desarrollo de los microorganismos especialmente las bacterias, el

proceso se verá afectado por la no disponibilidad del mismo en medios con pH ácido. Otro

aspecto importante lo reviste el transporte de metales, el cual se ve afectado también cuando el

pH supera el valor de 6 (Eweis, 1999).

Para incrementar los valores de pH en el suelo, los compuestos ricos en calcio o los que

contienen calcio/magnesio pueden ser adicionados al suelo para mejorar la condición del mismo,

se puede llevar a cabo agregando cal al suelo, denominado al proceso encalado, entre los

compuestos que se pueden utilizar para el encalado se encuentran: óxidos de calcio, hidróxido de

calcio, y carbonato de calcio y de magnesio, y escorias de silicato de calcio, entre otros. Cuando

ocurre el proceso contrario, es decir, existe un pH muy alto, con una concentración elevada de

carbonatos, en este caso, se necesita acidificar el suelo para reducir el ph al nivel adecuado, lo

cual se puede llevar a cabo, adicionando azufre elemental o compuestos que contengan de este

134

mismo componente tales como; el ácido sulfúrico, polisulfuro de amonio en estado líquido y

sulfatos de aluminio y hierro (Dupont, 1988, citado por Eweis, 1999).

La Grega, 1996, señala que la actividad microbiana puede alterar el valor del pH, así por

ejemplo, la fermentación anaerobia, que transforma los residuos orgánicos en ácidos orgánicos

disminuye el valor de pH, acidificando, también la nitrificación (conversión de NH4+ a NO3

- )

provoca un descenso del pH. En un estudio realizado por Margesim, 2001, en suelos de Austria,

al suministrar nutrientes a través de la aplicación de fertilizantes con nitrógeno y fósforo, para

suplir los requerimientos nutricionales de las bacterias, en un proceso de biorremedicaciòn de un

suelo contaminado con Diesel, observaron disminución del pH de un valor de 8 a 7, en veintidós

(22) días de estudio, posteriormente se mantuvo en un valor de 7.4, obteniendo porcentajes de

remoción del hidrocarburos del 70% (Margesim, 2001).

1.4.4.1.6 Contenido de agua

El agua es el mayor componente del protoplasma bacteriano y el suministro de la misma es

esencial, para el crecimiento y mantenimiento de los microorganismos, además de ser un medio

de transporte a través del cual los compuestos orgánicos y nutrientes son movilizados hasta el

interior de las células y también para la salida de los productos ya metabolizados al exterior de la

célula. Singleton, 1978, citado por Eweis, 1999, manifiesta que la humedad se necesita para el

desarrollo celular y como medio para que las especies se desplacen hacia el sustrato, los niveles

óptimos se ubican en el 90% de humedad sin embargo niveles mínimos del 40% permiten el

tratamiento en suelos contaminados.

La relación suelo-agua, influye en el proceso de aireación, es decir, en el transporte de

oxígeno, también en la solubilidad de los constituyentes del suelo y en el pH del mismo. Poca

humedad en el suelo da como resultado zonas secas y por lo tanto poca actividad por parte de los

microorganismos del suelo. Sin embargo, demasiada humedad inhibe el intercambio de gases y

da como resultado el desarrollo de zonas anaerobias y como consecuencia la eliminación de

bacterias aerobias y el aumento de las anaerobias o anaerobias facultativas (Eweis, 1999).

Para mantener un nivel adecuado de humedad, el agua se aplica al suelo mediante diferentes

formas de riego, incluyendo los sistemas de aspersión de agua en forma de lluvia. El sistema

135

utilizado debe permitir mantener una velocidad de aplicación, que no exceda la velocidad de

infiltración del suelo, para evitar la escorrentía superficial así como el arrastre de contaminante,

también es importante controlar la velocidad de aplicación para evitar el encharcamiento que

puede originar condiciones anaerobias ( US EPA, 1993 citado por Eweis, 1999).

1.4.4.1.7 La temperatura

La temperatura es un factor físico que tiene efecto sobre la velocidad de crecimiento. La

actividad celular, especialmente en los sistemas enzimáticos, es proporcional al incremento de la

temperatura, de manera tal que ésta aumenta, al incrementar la temperatura hasta alcanzar un

óptimo (La Grega, 1996). Así mismo, Atlas, 1986, manifiesta que la tasa de biodegradación

decrece con el decaimiento de la temperatura como resultado de la disminución de la actividad

enzimática de los microorganismos.

Diferentes clases de bacterias presentan distintas exigencias respecto a la temperatura de

crecimiento. Entre la temperatura máxima, por encima de la cual un cultivo no puede crecer y

una temperatura mínima, por debajo de la cual no se desarrolla, se sitúan los límites en los que el

crecimiento es posible (Seeley, 1973).

La temperatura del suelo afecta grandemente la actividad microbiana y por ende a la tasa de

biorremediación, las bacterias clasificadas como mesófilas crecen en un rango de 15- 45 ºC; las

psicrófilas, por debajo de 20ºC y las termófilas entre 45-65ºC, dentro de cada división los

diferentes grupos de bacterias tienen su rango óptimo de acción. (Brock, 1999; Prescott, 1999).

Generalmente, con temperaturas superiores a 40ºC, decae la tasa de biorremediación, debido a

la desnaturalización que sufren las proteínas; por otra parte, cuando existen temperaturas

aproximadas a 0 ºC, se detiene la actividad microbiana, cabe destacar que las bacterias son mas

tolerantes a bajas extremas de temperaturas, porque pueden encapsularse y recuperarse cuando

aparecen condiciones ambientales favorables, pero a muy altas temperaturas las poblaciones

microbianas mueren (Eweis, 1999).

Sims et al, 1990, manifiestan que el incremento de la tasa de biotransformación esta

correlacionado con el aumento de la temperatura en el suelo, es una consecuencia del incremento

136

de la actividad microbiana, este efecto es favorecido cuando la solubilidad del contaminante es

mayor y a la disminución del mismo se produce por adsorción en el suelo.

Cuando se realiza la biorremediación aplicando la técnica del compostaje, se originan en el

proceso, temperaturas hasta de 65ºC, afectando por ende, la velocidad de degradación, situación

que mejora cuando se aplica humedad, debido a que ésta actúa como atenuante de la temperatura

en el suelo. Por otra parte, en experiencias llevadas a cabo en lugares fríos como en la Patagonia,

donde se ha trabajado con microorganismos criófilos degradadores de hidrocarburos, se ha

encontrando capacidad degradativa en rangos de temperatura de 1 y 10 ºC (Ercoli, 2002).

1.4.4.1.8 La salinidad

El cloruro de sodio es una de las sales más frecuente en los suelos salinos, junto con los

sulfatos sódico y magnésico, éste suele formar parte de las eflorescencias blancas que aparecen

en la superficie del suelo durante la estación seca. Su toxicidad es alta originada por la elevada

solubilidad que presenta ésta sal (Porta, 1994). El cloruro magnésico se acumula en suelos que

tienen una salinidad extremadamente alta. Es una sal de toxicidad muy elevada y se puede formar

en suelos con alto contenido en NaCl, en los que el Na+ se intercambia con el Mg

2+ adsorbido en

las posiciones de intercambio. El cloruro cálcico, representa otra de las sales de solubilidad

muy alta, es una sal muy poco frecuente en suelos debido a la mayor estabilidad de otras sales

cálcicas, como los sulfatos o los carbonatos: El cloruro potásico presenta propiedades análogas a

las del cloruro de sodio (NaCl), aunque es poco frecuente en los suelos debido a que el K se

inmoviliza en el suelo, bien en las estructura de las arcillas o en la biomasa debido a su carácter

de macronutriente.

1.4.4.1.9 Textura del suelo

El suelo se define como una capa superficial de la corteza terrestre, que está en contacto con la

atmósfera, es un sistema abierto y dinámico constituido por las fases sólida, líquida y gaseosa,

cuya proporción va a estar determinada dependiendo del tipo de suelo. El suelo se puede

considerar como un cuerpo natural, sintetizado en su perfil a partir de una mezcla variable de

minerales desmenuzados y modificados atmosféricamente, junto con la materia orgánica en

desintegración, que cubre la tierra en una capa delgada y que proporciona, cuando contiene

137

cantidades adecuadas de aire y agua, el soporte mecánico y en gran parte el sustento de las

plantas. (Casanova, 1996; Avilan, 1988).

La parte sólida del suelo está constituida por compuestos inorgánicos y orgánicos, el

componente mineral de la mayoría de los suelos lo conforman compuestos como el silicio,

aluminio, hierro y otros como el calcio, magnesio, potasio, titanio entre otros, que se encuentran

en menor proporción.

La fracción orgánica la componen los restos de plantas y animales que se encuentran

depositados en estado de descomposición producto de la actividad microbiana especialmente de

bacterias y hongos, así como de animales muy pequeños como hormigas, termitas y larvas de

insectos. Esta gran diversidad biológica de diferente naturaleza se encarga de realizar los ciclos

biogeoquímicos, y representan una fuente importante de suministro de nutrientes en especial de

nitrógeno, fósforo y azufre. (Fernández, 1975; Casanova, 1996).

En lo que respecta a la parte líquida del suelo, ésta se encuentra representada por el agua que

queda atrapada entre los espacios vacíos o poros, que se forman entre las partículas de suelo, los

componentes orgánicos e inorgánicos se disuelven en el agua de manera de estar disponibles

como elementos nutricionales, para las plantas y los microorganismos (Federick, 1970).

La parte gaseosa del suelo, también resulta de la ocupación de los espacios porosos por parte

de gases como; el dióxido de carbono, oxígeno y nitrógeno, el aire en el suelo debe estar

equilibrado con la cantidad de agua, ya que ambos elementos son necesarios para que las raíces y

los microorganismos realicen el proceso de respiración (Sampat, 1973).

Las proporciones idealizadas volumétricamente en un suelo superficial, de buenas condiciones

para el desarrollo de las plantas son más o menos las siguientes: materia mineral (45-50%),

materia orgánica (0,5-5%), espacio poroso para la circulación de agua (25%), espacio poroso para

la circulación de aire (25%) (Fernández, 1975).

138

1.4.4.2 Factores biológicos.

Son varios los organismos capaces de llevar acabo el proceso de biodegradación. En algunos

casos se han identificado y caracterizado, mientras que en otros ha sido extremadamente difícil

cultivarlos e incluso aislarlos, el uso de los microorganismos depende de la capacidad de la cepa

microbiana para biodegradar, transformando el contaminante en un compuesto de menor efecto

tóxico para el ambiente y la salud (Levin, 1997).

Las bacterias son microorganismos capaces de crecer en un amplio espectro de condiciones

físicas y químicas, estos microorganismos generalmente son los responsables de utilizar los

hidrocarburos como fuente de energía para realizar sus procesos metabólicos. Entre ellas se

encuentran: Achromobacter, Acinetobacter, Alcaligenes, Arthrobacter, Bacillus, Flavobacterium,

Nocardia y Pseudomonas spp (Leahy y Colwell, 1990).

La habilidad por parte de los microorganismo para realizar el proceso de degradación se lleva

a cabo por un período de adaptación o aclimatación que depende de las condiciones ambientales

existentes, posteriormente las bacterias comenzaran a degradar en mayor o menor grado el

contaminante, existen microorganismos autóctonos que pueden ser usados debido a que son más

eficientes en la degradación por estar adaptados a las condiciones naturales; mientras que los

exógenos, por ser introducidos requieren períodos largos de aclimatación (Brubaker,1990).

La fracción no degradada de un contaminante puede ser tóxica para las bacterias que iniciaron

el proceso de biodegradación y, si no hay un cultivo secundario que consuma estos restos, la

toxicidad se irá acumulando hasta el punto que la degradación del contaminante se detiene

finalmente. Varias especies pueden realizar cada una de las fases de las reacciones necesarias y el

número relativo de cada especie o grupo presente será función de las condiciones ambientales

(temperatura, pH, aireación, metales, entre otros).

Las especies presentes en un determinado momento pueden cambiar sensiblemente con el

tiempo a causa de cambios locales o de gran escala del entorno. Sin embargo, debido a la

presencia de varias especies que pueden llevar a cabo las reacciones cuando se emplean los

cultivos mixtos, el efecto de estos factores sobre el rendimiento es mínimo (Eweis, 1999).

139

En líneas generales los problemas técnicos relacionados a la interacción biológica con el

contaminante, es decir la presencia de una población capaz de degradar los residuos peligrosos,

en la mayoría de los casos requiere de la potenciación de los microorganismos en términos de

densidad celular o actividad metabólica para maximizar el potencial degradativo de los mismos

(Araujo, 2000)

Científicos académicos e industriales determinaron que algunos microorganismos, sobre todo

algunas bacterias, podían utilizar los hidrocarburos del petróleo como alimento y fuente de

energía. Posteriormente, algunas investigaciones demostraron que estos microorganismos eran

los principales responsables de la descomposición de aceites en el suelo de los “land farm”.

Durante la biodegradación de los hidrocarburos del petróleo las bacterias oxidan el petróleo a

dióxido de carbono, agua y energía, y aproximadamente 50 % del carbono en el petróleo es usado

para biomasa bacteriana (Sharabí y Bartha, 1993). Algunos de los hidrocarburos son muy

resistentes, especialmente los hidrocarburos poliaromáticos (HPAs), los cuales no son utilizados

totalmente, pero pueden ser oxidados parcialmente e incorporados en el material húmico del

suelo (Atlas, 1986). Subsecuentemente, se hicieron investigaciones para determinar las

condiciones óptimas de “biodegradación” para reproducir estas condiciones en el campo, y así

acelerar el proceso de “land farming”. Se descubrió la necesidad de mantener el suelo muy

húmedo (aproximadamente de 50 a 75 % de la capacidad de campo), para mantener el contenido

de humedad en las células bacterianas. También se descubrió que es muy importante mantener el

suelo en condiciones aeróbias, porque la transformación de los hidrocarburos del petróleo en

condiciones anaeróbias es muy lenta o algunas veces inexistente (Gibson y Subramaina, 1984).

De igual modo, la adición de nutrimentos inorgánicos, especialmente nitrógeno y fósforo

establecen en gran medida un estímulo para la biorremediación. Esto se debe a que los

hidrocarburos de petróleo son casi exclusivamente hidrógeno y carbón, por lo que contienen muy

pocas cantidades de otros elementos esenciales para las células bacterianas, como son nitrógeno,

fósforo, potasio y algunos minerales traza (Luria, 1960).

Puesto que los hidrocarburos derivados del petróleo constituyen uno de los mayores

problemas en lo referente a la contaminación de suelos. Para romper las cadenas de hidrocarburos

se deben seleccionar bacterias estas son frecuentemente adicionadas en el suelo para lograr una

rápida degradación. El reforzamiento de la actividad microbiana incrementa la absorción y

degradación de los productos de petróleo ( Riser-Roberts,1998)

140

1.4.4.3 Aplicación de la tecnología de biorremediación.

Las tecnologías que envuelven la remediación biológica de productos derivados de petróleo

provenientes de los suelos contaminados y de las actividades industriales como es la perforación

petrolera son hoy en día bien estables y es muy aplicada hoy en día comercialmente a gran escala.

Durante los años 70 cuando compañías ambientalmente asociadas con desechos incontrolados lo

hacían aparentemente bien y legislaciones ambientales establecidas y aplicadas en America del

Norte y Europa (el objetivo era minimizar el riesgo de aire y contaminación del suelo) el

landfarming gano popularidad. Estas “bajas tecnologías” de métodos de tratamientos biológicos

envolvían la aplicación de controles en la superficie y más o menos definían el desecho orgánico

biodegradable que se disponían en la superficie del suelo, y la incorporación del desecho en la

zona superficial del suelo ( Genou et al. 1994). En 1983 fue estimado al menos un tercio de todas

las refinerías de los Estados Unidos y operaban a gran escala o a escala piloto el esparcimiento en

suelo (American Petroleun Institute 1983). Las tecnologías han mejorado su uso rápidamente

como esta es simple y efectiva, baja en costo en comparación con otras tecnologías (American

Petroleun Institute 1983, Harmsen 1991).

La técnica de biotratamiento landfarming perdió popularidad en 1984, cuando la agencia de

protección del ambiente de los Estados Unidos (USEPA) presento restricciones en la disposición

en los suelos como parte de los peligros y las enmiendas en los desechos sólidos para la

conservación de los recursos y estimular la acción de recobrar. La USEPA fue mas allá el 18 de

agosto de 1992 con la publicación de las normas finales (57FR 37194- 37252) estableciendo

tratamientos estándares bajo las restricciones de programas de disposición por varios peligros en

los desechos que incluían los desechos de petróleo.

Los operadores de landfarm tenían que trabajar en sus instalaciones para tratar los desechos

bajo los lineamientos especificados por la EPA con los niveles de los contaminantes (referidos a

los estándares de tratamiento) o tenían que someter a petición y demostrar que los peligros

constituyentes provenían de la zona de inyección (USEPA, 1986). Como resultado de esto el

tradicional lanfarm fue cerrado en Norte America.

141

Si bien estos fueron algunas restricciones en la aplicación de la tecnología, la misma sigue

siendo usada en los tratamientos de productos de petróleo añadiendo medidas para minimizar o

tratar volátiles ( Harmsen y col 1994, Picado y col 2001).

Los productos de petróleo provenientes de los suelos durante el landfarming son removidos a

los largo de un canal de volatilización, biodegradación y absorción ( Hejazi y col 2003).

Productos del petróleo más volátiles como la gasolina tienden a ser removidos por

volatilización durante el landfarming, con procesos de aireación y con extendido menor de

degradación por actividad microbiana (EPA, 1994). El rango medio de los productos del petróleo

como el combustible diesel y el kerosene contienen menor porcentaje de detonante comparado

con la gasolina, la biodegradación de estos productos es más efectiva que la volatilización. El

más pesado o no volátil de los productos de petróleo como el aceite no se volatiliza con la

aeración durante el tratamiento en el Landfarm. Lo mecanismos dominantes para reducir o

eliminar los productos de petróleo es la degradación. La absorción también juega un papel muy

importante en la disposición de los productos de petróleo proveniente de los suelos. De acuerdo a

Magersine et al 1999 una tercera parte de diesel fue removido del suelo contaminado por

tratamiento fisicoquímico (absorción y volatilización).

Los compuestos orgánicos volátiles (COV’s) provenientes del área de Landfarm pueden

presentar problemas de contaminación del aire en las áreas de tratamiento que no están

apropiadamente cubiertas para minimizar las emisiones ( Hejazi et al 2003). Aparte de las

emisiones provenientes de los COV’s . Otros inconvenientes deben ser consideradas en la fase de

las practicas de landfarming y es que se requieren habilitar grandes extensiones de áreas de tierra

para la degradación de los contaminantes por las bacterias efectivamente de la tecnología,

efectivamente de la tecnología en altas concentraciones del constituyente ( mas de 50000 ppm),

mejoro reduciendo la concentración mas del 95% y la flexibilidad de la tecnología en integración

de remover los hidrocarburos de petróleo con otros contaminantes como ocurre en muchos casos.

Aunque problemas asociados con la profundidad de la contaminación se puede solucionar con

tratamientos ex situ los tratamientos en suelo requieren muchas y largas extensiones de área, los

cuales pueden incrementar el riesgo de exposición humana a los contaminantes. Sin embargo tal

142

exposición es solo temporal, como los contaminantes serán degradados si las condiciones

ambientales son óptimas ( Hejazi y col 2003).

Aunque el costo – efectividad son las mayores ventajas de la tecnología, el tratamiento físico,

químico y biológico, cada contaminante debe adaptarse y cada tecnología debe ser direccionada.

Existen diversas opiniones en relación si los microorganismos tienen límites en sus

capacidades degradadoras, si bien son capaces de degradar cualquier compuesto que el hombre

pueda producir, los microorganismos pueden degradar multitud de compuestos bajo condiciones

distintas, muchos de éstos pueden modificarse o transformarse mediante el uso de bacterias,

hongos o de alguna población microbiana trabajando en asociación, estos procesos pueden

aprovecharse para solventar diferentes situaciones como la limpieza de derrames de petróleo,

desechos petrolizados o sus derivados, putrefacción de comida, entre otros, actividades que se

han convertido en problemática ambiental y requiere de una solución que puede ser resuelta con

el uso de microorganismos (Fliermans, 1972, citado por Levin, 1997).

Para que el proceso de biorremediación se lleve a cabo de manera exitosa, cuando los

microorganismos realizan el proceso de degradación de hidrocarburos, necesitan tomar del

contaminante el carbono como fuente de energía para que se realicen las funciones metabólicas

que necesitan sus células para su crecimiento y desarrollo, pero para que todos estos procesos se

lleven a cabo se necesitan condiciones físico- químicas óptimas (Maroto, 2002).

1.4.4.4 Degradación microbiológica de hidrocarburos.

La descomposición microbiana del petróleo y sus derivados es de considerable importancia

económica y ambiental, el petróleo es una rica fuente de materia orgánica, y los hidrocarburos

que contiene son fácilmente atacables por diferentes microorganismos en condiciones aerobias,

mejorando el proceso con la adición de nutrientes, humedad y aireación (Brock, 1999).

Los microorganismos pueden metabolizar los residuos orgánicos a través de una serie de

reacciones catalizadas por enzimas a temperatura ambiente. El metabolismo libera energía de los

residuos orgánicos y utiliza el carbono para sintetizar nuevo material celular, obteniéndose la

degradación del residuo orgánico. Adicionalmente, la degradación transforma el residuo en

143

compuestos más simples o cuando es completa los mineraliza a dióxido de carbono, agua y

biomasa. (Buckingham, 1996 citado por La Grega, 1996).

Existe una gran variedad de bacterias que crecen en presencia de hidrocarburos, cuando crecen

en este medio las mismas producen polisacáridos y glicolípidos los cuales actúan como solventes

de los hidrocarburos, transportándolos hasta la membrana citoplasmática. Las enzimas

responsables de la degradación de hidrocarburos se localizan en la envoltura celular de los

microorganismos y son conocidas con el nombre oxígenasas, debido a que introducen uno o mas

átomos de oxígeno con el componente a degradar. Para el caso de los hidrocarburos alifáticos,

estas enzimas específicas son las monooxígenasas, las cuales incorporan un átomo de oxígeno en

el sustrato y otro átomo es reducido en el agua. Generalmente las mono-oxígenasas operan en la

oxidación de estructuras parafínicas.

La degradación de compuestos aromáticos se lleva a cabo mediante la acción de enzimas

dioxigenasas, las cuales catalizan la incorporación de dos átomos de oxígeno molecular en el

sustrato y tienen como función la oxidación del anillo aromático (Eweis, 1999).

1.4.4.5 Ventajas y desventajas de la tecnología

A este punto es importante mencionar que la biorremediación tiene sus limitaciones y no se

debe esperar una panacea. Aunque los hidrocarburos en el intervalo de gasolina y diesel (n-

alcanos) se biodegradan fácilmente, es relativamente difícil la restauración de sitios altamente

contaminados por hidrocarburos poliaromáticos (HPAs) a través de la biorremediación (Atlas,

1986). Esto se debe principalmente a la viscosidad alta y solubilidad baja de los HPAs, las cuales

limitan el área superficial disponible para el ataque de las enzimas bacterianas. Otros factores

limitativos pueden ser las concentraciones tóxicas de los hidrocarburos de bajo peso molecular, y

las concentraciones altas de metales (que no son biodegradables). Se debe considerar la

Biorremediación como una de las alternativas de tecnologías para el saneamiento de sitios

contaminados por hidrocarburos. Se tiene que evaluar su efectividad en términos de costo-

beneficio y compararla con otras tecnologías. De cualquier modo, usualmente se compensan estas

limitaciones por el ahorro en los costos, en comparación con otras tecnologías de restauración. La

biorremediación es típicamente 30 a 40 % del costo del tratamiento químico, la incineración o el

relleno industrial (King y col., 1992).

144

Capital, instalación, operaciones y costos de mantenimiento para el landfarming son

relativamente económicos comparados con otras tecnologías de remediación. El costo de

landfarming para la remediación de suelos contaminados con productos de petróleo están en un

rango entre 60 a 60 $/ton y pueden tener desde 6 meses a 2 años ( mas largos para los

constituyentes pesados del petróleo) (USEPA 998b, 2002)

Otros estudios sugieren que la biorremediación mediante landfarming en comparación con

otras tecnologías es económica y efectiva (Pearce y Olleman 1998, Kelly y col., 1998). En

promedio los costos asociados con el tratamiento de contaminantes de hidrocarburos de petróleo

en el suelo oscilan entre 30 a 70 dólares por tonelada de contaminante comparado con los

tratamientos físicos como el venteo de suelo que es relativamente mas costoso esta entre 70 a 200

dólares por tonelada (Marijke y vanVlerken 1998, Environment Canadá, 2003).

Diferentes formas de aplicar la tecnología se muestran en la figura 1. Los aspectos físicos

incluyen grandes extensiones de área para realizar el tratamiento, puede existir limitaciones en

los equipos de aireación, puede existir movilidad del contaminante en el suelo, requerimiento de

agua, aspectos químicos incluya la toxicidad, transformación y división de los productos de

petróleo en diferentes medios cuando los aspectos biológicos incluyen la bioestimulación o

bioaumentación por optimizar la biotransformación de los productos de petróleo en el suelo.

145

Figura 1 Diferentes diagramas de Landfarm (a) Tradicional sistema de landfarming

(b) ‘Sistema completo de Landfarm adaptado por Picado et al. (2001). (c) Sistema Landfarm sin

estructura de efecto invernadero adaptado por la EPA (1994).

La Biorremediación ofrece muchas ventajas sobre los tratamientos físicos y químicos

utilizados para tratar agua y suelo contaminado. La biorremediación tiene como objeto degradar y

destoxicar contaminantes peligrosos mientras que otras tecnologías transfieren otros

contaminantes a una localización diferente así que es una tecnología sencilla comparada con

otras. Una de las desventajas de la Biorremediación es la dificultad para predecir el

funcionamiento de este tratamiento. Este tratamiento depende la habilidad de los operadores del

proceso para crear y mantener las condiciones ambientales necesarias para el crecimiento

microbiano. Los microorganismos son sensibles a la temperatura, el pH, toxicidad del

contaminante y a su concentración, del oxigeno, un decremento de la actividad microbiana

disminuirá la degradación y prolongara el periodo de tratamiento. En algunas ocasiones la

Biorremediación no será útil cuando los contaminantes no sean degradables o parcialmente

biodegradables o porque los niveles de contaminantes son tan altos que la actividad microbiana

se ve afectada conforme los niveles de contaminantes disminuyen la degradación biológica

disminuye y los microorganismos tienen que cambiar de fuentes de energía o dejar de crecer

146

todos juntos. En este caso la biodegradación no es suficiente para tratar un sitio y por lo tanto

tendrá que utilizar otro tratamiento, por lo tanto esta es consumidora de tiempo, esto es, que el

tiempo necesario para remediar un sitio generalmente depende de la proporción en que el

contaminante sea degradado ( Eweis et al 1998)

1.5. Técnicas de tratamientos térmicos.

Los procesos térmicos utilizan la temperatura para incrementar la volatilidad (separación),

quemado, descomposición (destrucción) o fundición de los contaminantes (inmovilización).

Las tecnologías térmicas de separación producen vapores que requieren de tratamiento; las

destructivas producen residuos sólidos (cenizas) y, en ocasiones, residuos líquidos que requieren

de tratamiento o disposición. Es importante hacer notar que para ambos tipos de tratamiento, el

volumen de residuos generados que requieren de tratamiento o disposición, es mucho menor que

el volumen inicial (Van Deuren y col., 1997).

La mayoría de las tecnologías térmicas pueden también aplicarse in situ y ex situ. Dentro de

las tecnologías térmicas ex situ, principalmente se encuentran la incineración, pirólisis y

desorción térmica. Una de las tecnologías que se emplean in situ es la EV mejorada por

temperatura.

Además de las clasificaciones anteriores, las tecnologías de tratamientos pueden clasificarse

con base en el tiempo que llevan en el mercado y al grado de desarrollo en el que se encuentran,

en tecnologías tradicionales y en tecnologías innovadoras (EPA 2001). En esta investigación se

estudiara específicamente la tecnología de desorción térmica.

1.5.1 Desorción térmica

La desorción se logra a través de oscilaciones tanto de temperatura como de presión. De

acuerdo a la teoría cinética de la materia, las moléculas ganan energía cinética cuando son

calentadas y esto permite que una molécula calentada “vuele” fuera de la unidad. El calor puede

ser proporcionado por medio de vapor, nitrógeno calentado o por microondas, entre otras

técnicas. Para la regeneración al vacío, la molécula tendrá en algún momento suficiente energía

147

como para escapar, siempre que los choques entre las moléculas no la envíen de nuevo hacia la

unidad. Por lo tanto, la desorción puede ser realizada ya sea calentando el material adsorbido o

evacuando el espacio sobre él. Existe un equilibrio entre las moléculas atrapadas y las que

escapan. (EPA. 1991)

La tecnología de desorción térmica es un proceso de separación física, en el cual los residuos

se calientan para volatilizar los contaminantes de forma que el sólido es restituido sin

contaminantes de tipo orgánico a su situación original. La temperatura de desorción depende de

los compuestos a tratar pero normalmente no supera los 540ºC. Está técnica se distingue de la

incineración en que usa el calor para separar los contaminantes del sólido y no para destruirlos.

Sirve para separar contaminantes orgánicos de desechos de refinerías, de alquitrán de hulla, del

tratamiento de la madera, de pinturas, de lodos es decir, desechos sólidos que contengan

compuestos orgánicos como PCBs, PAHs, VOCs, BTEX, etc. También puede emplearse para la

eliminación de gases como H2, NH3, CH4, FH, destrucción de cianuros, etc. procedentes de

residuos de carácter inorgánico y determinados metales pesados volátiles como es el caso del

mercurio. Las tecnologías de desorción térmica son recomendadas y se usan por: 1.- el amplio

rango de contaminantes orgánicos efectivamente tratados 2.- disponibilidad y movilidad de los

sistemas comerciales 3.- la aceptación pública del tratamiento. La desorción térmica es aplicable

a la mayoría de residuos orgánicos y generalmente no se usa para tratar inorgánicos y metales.

Estos métodos presentan el inconveniente de que el suelo queda completamente transformado, sin

materia orgánica, sin microorganismos, sin disoluciones. (EPA, 1996) (AAE, 2000). En la figura

2. se muestras el proceso de desorción térmica.

148

Figura No 2. Descripción del proceso de unidad de desorción térmica.

Fuente: Manual de procedimiento unidad de desorción térmica M-I SWACO 2006

1.5.2 Descripción del proceso

Esta es una técnica que se usa para vaporizar los contaminantes orgánicos peligrosos y de esta

forma separarlos de los materiales sólidos a los cuales se encuentran adheridos o absorbidos. Las

principales operaciones del tratamiento son: manejo y alimentación, desorción térmica,

condensación y separación, tratamiento de humos y manejo de residuos sólidos. En el proceso de

desorción térmica hay parámetros claves en la operación: alta temperatura, calentamiento

uniforme y mezclado que facilitan la remoción de los compuestos orgánicos de hidrocarburos en

los recortes de perforación a hidrocarburos en forma vaporizada.

El tipo de calentamiento usado para el proceso puede ser calentamiento convectivo por medio

de gas caliente, calentamiento por radiación infrarroja, y calentamiento conductivo a través de

una superficie caliente. Los desechos se calientan indirectamente en un tambor rotatorio usando

gas o aceite caliente. Los gases de combustión para el calentamiento pueden ser proporcionados

149

por una cámara de combustión o quemador. De este tratamiento se tienen residuos sólidos y

gaseosos que tienen que tratarse posteriormente dependiendo del proceso utilizado. Por ejemplo,

para este caso se necesita condensador para los hidrocarburos y el agua, y posteriormente un

proceso de separación.

Por otra parte, los lodos de perforación base aceite pueden recuperarse y reusarse, y el agua

puede recircularse al sólido para facilitar el control de los polvos generados. Hay similitudes

entre este proceso y el seguido para destilación (ej. Vaporización del hidrocarburo, seguida por

condensación y separación), la principal diferencia se presenta en la especificación del equipo

usado, y en algunos casos las condiciones de operación.

Actualmente varias empresas alrededor del mundo están usando la tecnología de desorción

térmica para tratar los recortes de perforación. (Wait s. et al 2003)

Los sistemas de desorción térmica típicos tienen tres componentes:

el sistema de tratamiento preliminar y movimiento de materiales,

el dispositivo de desorción y el sistema posterior al tratamiento para gases (contaminantes

vaporizados) y sólidos (la tierra que queda).

sistema de condensación

El tratamiento preliminar de materiales contaminados consiste en pasarlos por una criba para

entresacar trozos de material grandes y materia extraña. Si el material contaminado está muy

húmedo o tiene una concentración elevada de contaminantes, tal vez sea necesario mezclarlo con

arena o secarlo para que se convierta en una masa más uniforme que pueda tratarse con el equipo

de desorción.

1.5.2.1 Tratamiento preliminar y movimiento de materiales

En este paso se definen las pautas a seguir para ajustar la humectabilidad en la alimentación

de la unidad de desorción térmica, en los cuales es necesario mantener controlada el contenido de

sólidos para el correcto funcionamiento de la unidad.

150

En un informe técnico realizado por INTEVEP numero INT-5928-1999 se menciona que para

que una unidad de desorción térmica opere eficientemente, debe alimentarse con desechos que

contengan un máximo de 35% de humedad y 10% de compuestos orgánicos, aunque algunos

sistemas están diseñados para operar con desechos que contienen un 30% de compuestos

orgánicos.

El objetivo de este procedimiento es optimizar la producción desde el punto de vista de

estabilidad y continuidad del proceso. Ya que la alta humectabilidad generan además de

discontinuidad del proceso, por no continuidad en la alimentación, problemas con el control de

vacío, temperaturas y principalmente problemas con la hidratación del sólido en el tornillo

descarga, y consecuentemente, fallas en la operación de este, por acumulación de material

mezclado dentro del mismo

1.5.2.2 Dispositivo de desorción

Consta de un cilindro de metal, también llamado cañón giratorio, se puede presentar cierta

inclinación, sus dimensiones varían según su tecnología y la capacidad máxima de calentamiento.

La función del equipo de desorción es calentar el desecho y mantenerlo a una temperatura

suficiente durante el período necesario para secarla y vaporizar los contaminantes que contenga.

(EPA 1992)

A medida que los desechos se calientan, los contaminantes se vaporizan y se integran a la

corriente gaseosa de aire y vapores contaminados que sale del dispositivo de desorción y se dirige

al sistema posterior al tratamiento. Se puede agregar un gas inerte (es decir, un gas no reactivo),

como nitrógeno, a la corriente de gas para evitar que los contaminantes vaporizados se prendan

fuego en el dispositivo de desorción y facilitar la vaporización y remoción de los contaminantes.

(EPA 1992)

1.5.2.3 Sistema de condensación

Es la encargada de condensar y enfriar los líquidos recuperados del proceso, esta compuesta

por un este tanque se reciben los vapores condensados que se succionan del cilindro, estos

151

condensados son una mezcla de agua, diesel y sólidos en un porcentaje mínimo, la bomba

succiona esta mezcla y en su descarga la pasa por un filtro reteniendo las partículas sólidas,

después de filtrada esta mezcla es enviada a través del radiador de enfriamiento para bajar su

temperatura y ser enviada a los spray de condensación, la mezcla sobrante es enviada a

producción al tanque de almacenamiento en donde se terminan de separar las fases.

1.5.2.4 Tiempos en el tratamiento de los desechos

El tiempo que demora eliminar la contaminación de un sitio mediante el empleo de la

desorción térmica depende de lo siguientes factores:

cantidad de contaminante

condiciones del contaminante (¿Está seco o húmedo? ¿Contiene muchos detritos?)

tipo y cantidad de sustancias químicas dañinas presentes

La desorción térmica funciona bien en todos los sitios de suelos secos y con determinados

tipos de contaminantes, como fueloil, alquitrán de hulla, sustancias químicas que preservan la

madera, y los solventes. A veces la desorción térmica funciona donde no se pueden emplear otros

métodos, como en sitios con gran cantidad de contaminación en el suelo. (EPA 1999)

La Tabla 4 proporciona información de los rangos de temperatura para el tratamiento de

desechos peligrosos contaminados con hidrocarburos según su composición química o clase de

combustibles contaminares (EPA 1992) en las temperaturas del tratamiento del suelo para los

contaminantes y los productos de petróleo químicos comunes respectivamente.

152

Tabla 4. Rangos de temperatura para Tratamientos de desechos contaminados con

hidrocarburos según su composición química o clase de combustibles contaminares (EPA

1992)

1.5.2.5 Post - tratamiento

Los efluentes gaseosos del dispositivo de desorción generalmente son sometidos a un

tratamiento para retirar las partículas que queden en la corriente de gas después del

procedimiento de desorción. Los contaminantes vaporizados de los efluentes gaseosos se pueden

quemar en un quemador auxiliar, recoger con carbón activado o recuperar en un condensador.

Según los contaminantes y su concentración, se puede usar cualquiera de estos métodos o todos

ellos.

153

Los métodos de eliminación deben adaptarse a la legislación donde será aplicada como

normas Nacionales, estatales y locales.

La tierra tratada en el dispositivo de desorción es sometida a una prueba para determinar la

medida en que se han retirado los contaminantes que se procuraba extraer con esta técnica. La

eficacia de la desorción térmica generalmente se determina comparando la concentración de

contaminantes en la tierra tratada con la concentración de contaminantes en tierra sin tratar. Si la

tierra tratada no es peligrosa, se puede colocar en su lugar de origen o se lleva a otro sitio para

usarla como relleno. Sin embargo, si la tierra necesita tratamiento ulterior (por ejemplo, si

contiene contaminantes que no responden a este proceso), se puede tratar con otra técnica o

transportar a otro lugar para su eliminación.

1.5.3 Aspectos a considerar para la implementación de la tecnología de desorción térmica

1.5.3.1 Caracterización del sitio

Antes del inicio de un proyecto donde se planea aplicar tratamientos con tecnologías de

desorción térmica se deben realizar una caracterización del área determinando el área

contaminada, tipo de desechos peligrosos, regulaciones nacionales, regionales en el tratamiento

de estos desechos. Esta caracterización debe ser descrita para que cada tecnología deba ser

aplicada dependiendo del tipo de desechos o de materiales a tratar para tener mejores prácticas

de trabajo. Algunas de las principales propiedades serán consideradas a continuación:

1.5.3.2 Composición química del material

Se debe evaluar los rangos de concentración de contaminantes orgánicos, metales para

determinar las condiciones necesarias de la operación en los procesos de desorción térmica. El

estudio de los sulfuros y el nitrógeno debe ser incluido porque podría resultar en la producción de

dióxidos de sulfuro y óxidos nitrosos en el proceso off-gas. Y esto podría requerir otros procesos

en el tratamiento.

1.5.3.3 Distribución del tamaño de las partículas en el sólido

154

El punto de quiebre entre el grano grueso y el material del grano fino es generalmente

considerado con respecto al porcentaje de partículas mayores o mas pequeñas de 200 de tamaño

del tamice (0.075 Milímetros). Si mas de la mitad del material evaluado es de 200 del tamaño del

tamiz es considerado grano grueso (es decir, grava o arena). Si más de la mitad de los granos es

mas pequeño que 200 de tamaño del tamiz es considerado bueno y se consideran cieno o arcillas.

El material de grano fino pudiera dar como resultado la adherencia al cilindro en el sistema

rotativo del secador, esto significa perdida en la transferencia de calor, sobrecalentamiento del

cilindro, caída en la rata de producción y baja calidad en el material procesado.

1.5.3.4 Composición física del material

La composición del material de desecho se refiere a la suma de arena, arcilla, cieno, rocas, que

estén presentes, que deben ser consideradas para el manejo y transferencia mecánica. En general,

material consolidado, grueso como las arenas y los granos finos son en realidad los tratados en

los procesos térmicos de desorción porque estos tienden a no aglomerarse por ser partículas

grandes.

1.5.3.5 Permeabilidad

La permeabilidad afecta los procesos que implican la volatilización de los contaminantes en

suelos. Las arcillas y otros tipos de suelos con muy baja permeabilidad pueden no ser

convenientes para el tratamiento por estas tecnologías.

1.5.3.6 Plasticidad

Indica el grado de deformación del suelo sin cortes. Los suelos plásticos, como las arcillas,

tienden la tendencia de agruparse, para formar partículas más grandes con baja superficie de área

a los cocientes del volumen, trayendo como resultado el calentamiento inadecuado en el centro

también pueden adherirse a las superficies impidiendo la transferencia de calor como el aceite

caliente en la parte exterior del tornillo en el taladro disminuyendo la eficiencia térmica. Los

suelos plásticos pueden presentar problemas en la dirección del material antes y durante la

desorción térmica pegándose y posiblemente atorando el equipo.

155

1.5.3.7 Contenido de humedad.

El exceso de la humedad puede afectar los costos operacionales cuando la humedad se

evapora durante el tratamiento, requiriendo más combustible. El aumento del volumen del vapor

de agua en el escape de gas en el proceso da lugar a un bajo rendimiento en el procesamiento. El

procesamiento mas bajo es atribuible (1) a flujos más altos del gas, dando por resultado mayores

gotas de presión a través del sistema térmico de la desorción; y (2) las limitaciones térmica en la

entrada, porque el calor es utilizado para vaporizar el agua utilizando mas energía la alimentación

también debe ser reducida ya que se necesita alcanzar la desorción satisfactoria y adecuada de

los contaminantes.

Para la mayoría de los sistemas termales rotatorios de la desorción, no hay efecto significativo

en los costos operacionales o el rendimiento si los desechos tienen un contenido de agua hasta un

20%. Si el contenido de agua es mayor del 20%, puede afectar el costo operacional.

Una cantidad de agua es deseable en la entrada ya que puede atenuar el polvo generado

durante a operación en la alimentación. El contenido óptimo de agua en el proceso de desorción

térmica está entre el 10 y del 20%.

1.5.3.8 Tipo de contaminantes

Esta información permite planificar los procesos de desorción térmica para configurar el

sistema al tratamiento que se valla a aplicar.

1.5.3.8.1 Contenido de halógeno.

El contenido de elementos halogenados puede exceder los niveles permisibles de emisiones,

requiriendo que se adapten sistemas de neutralización en el gas, tal como depuradores. Los

compuestos halogenados son corrosivos, requiriendo la atención a los materiales de construcción.

156

1.5.3.8.2 Concentraciones de metales

Esto debe ser considerado ya que los procesos térmicos no remueven la mayoría de los

metales pesados a excepción de los metales volátiles como es el caso del mercurio. Por ejemplo,

si las concentraciones totales en el suelo tratado exceden límites considerados en las

regulaciones la colocación en un relleno no puede ser una opción a menos que se realice el

tratamiento adicional. Los metales volátiles necesitan ser manejados en el proceso en el sistema

de emisiones y venteos a través de los depuradores húmedos, los cuales pueden ser utilizados

para capturar los metales volatilizados dentro de la corriente de la agua en circulación, así que

pueden ser eliminados y ser dispuestos correctamente en forma sólida.

1.5.3.8.3 Contenidos de sales

El contenido de sales en los desechos a tratar puede causar problemas ya que no son

eliminadas con los tratamientos térmicos. Y no se podrían disponer en suelos como una opción en

la dispocisión final así como también podría traer problemas de corrosión en el equipo de

desorción térmica.

1.5.4 Usos y aplicación de la tecnología

Según un informe técnico realizado por INTEVEP en julio de 1999 se menciona que la

tecnología de desorción térmica puede tratar: ripios impregnados con lodos de perforación base

aceite, sedimento de fosas de desechos de perforación y producción, suelos ( incluyendo arcillas

altamente plásticas, arenisca y grava) contaminados con derrames de crudos y sus productos

derivados, lodos petrolizados provenientes de los fondos de tanques, desechos de hidrocarburos

pesados, desechos explosivos (TNT, DNT), pesticidas, desechos con contenidos de mercurio,

solventes clorados, bifenilos policlorados, desechos de alquilan, hulla, pintura, residuos de

madera.

En este informe se destaca que no todos los sistemas de desorción térmica están diseñados

para tratar metales, crudos pesados y compuestos orgánicos halogenados (solventes clorados,

BPC y pesticidas, entre otros) debido a que estos compuestos requieren altas temperaturas para

ser vaporizados y sistemas de control de emisiones de alta eficiencia. La tabla 5 presenta la

157

efectividad de la desorción térmica para remover contaminantes del suelo, lodos, sedimentos y

tortas de filtración.

Tabla No 5 Compuestos Orgánicos Volátiles. Fuente INTEVEP INT-5928,1999

La necesidad de la tecnología térmica de desorción en aceite para los recortes provenientes de

los desechos de perforación ha sido identificada cerca de los años 90. Tecnologías utilizadas para

este propósito fueron desarrolladas por años. Los requerimientos para el nivel de remoción de

aceite también fueron desarrollados. El número de fluidos base aceite en los fluidos de

perforación incremento mas allá del dieses y el aceite mineral inclusive en un rango amplio de

fluidos sintéticos, pero no limitados a alcanos, olefinas, esteres, y mezclas conocidas. Para los

propósitos de esta investigación el termino “aceite” cubre todos los fluido usado para la fase

continua y emulsión inversa en los fluidos de perforación.

Los requerimientos para el uno de tecnologías térmicas son significativamente diferentes y

dependen de tres principales razones: (1) el lugar donde se realizará la operación, (2) Niveles

permisibles del Hidrocarburo de Petrolero Total (TPH) en los recortes.(3) la medidas en los

protocoles del TPH. En la investigación denominada Thermal Desortion of Oil fron Oil-Based

Drilling Fluids Cutting: Processes and techonologies publicada por la SPE 88486. Se estudiaron

16 compañías diferentes con varias etapas de unidades que estaban en escala y unidades de

Compuestos

Orgánicos Volátiles

Temperatura de

Ebullición (oC)

Acetona 56,5

Benceno 80,1

Tetracloruro de carbono 76,54

Cloroformo 61,7

Cloroetano 40,0

1,1-Dicloroetano 57,35

1,2- Dicloroetano 83,7

1,1,1-Tricloroetano 73,9

Trans-1,2-Dicloroetano 48,75

2-Hexanona 128,0

Cloruro de Metilo -12

1,1,2,2- Tetracloroetano 146,3

1,1,1-Tricloroetano 11,8

1,1,2-Tricloroetano 74,7

Tricloroetano 121,1

tolueno 110,8

Compuestos

Orgánicos Semivolátiles

Temperatura de

Ebullición (oC)

Etil-benceno 136,2

Naftaleno 217,9

Xileno 144

Benzo(b) fluoranteno 480,0

Criseno 448,0

Acenaftaleno 270

Antraceno 340,0

Fluoranteno 375,0

Fluoreno 295,0

fenantreno 340,0

158

plantas pilotos en etapa comercialmente viable. El principal enfoque fue en las unidades térmicas

porque fue solo lo que estaba comercialmente viable.

En Europa y Sur America se procesan recortes con menos del 1% por peso de THP antes de

poder disponerlo con tratamiento de suelo. Los requerimientos para la disposición de recortes en

el mar del Norte en UK en el contenido de aceite debe ser menor del 1% y para ser descargado

en el agua debe tener menos de 40 partes por millón (ppm) de aceite. Generalmente los recortes

base aceite generados en el mar del Norte bebían ser llevados tierra para ser tratados por no

existir métodos que redujeran el contenido de aceite en menos del 1% esto no era viable en la

locaciones costa afuera.

Agencias reguladoras en otras áreas también seleccionan niveles estándares de TPH para

recortes ya sea para ser desechados costa afuera y en tierra. Algunos procesos no requieren hacer

tecnología de desorción térmica. Por ejemplo para el golfo de México el nivel de TPH en los

recortes esta entre 6.9% hasta 9.4% por peso, dependiendo de la si la selección del aceite es

sintético y dependiendo de sus niveles de toxicidad y biodegradabilidad es permitida su descarga,

estos niveles de aceite en los recortes pueden ser alcanzados por sistemas mecánicos. Sin

embargo la tendencia en estas regulaciones ambientales esta creciendo sus niveles de exigencia.

Un incremento en la demanda en minimizar los niveles de TPH en el tratamiento para los recortes

están en vías de desarrollo y son mas efectivas las tecnologías de remoción de aceite.

En la investigación denominada “Integrated Waste Management: Successful Implementations

of Thermal Phase Separation Technology for Oil- and Synthetic- Based Cutting in Drilling Fluids

Waste. (Glenn Antle. et al 2003) se hace referencia a la aplicación de las tecnologías térmicas en

las operaciones de perforación en Ecuador y Kazakhstan destaca que todos los proyectos de

tratamientos de desechos deben abarcar un Plan de Gerenciamiento Integral de Desechos (PGID),

basado en reducción, recobro, reuso, reciclado y responsabilidad en la disposición, que garantice

el aprovechamiento de los recursos los cuales se traducen en Costo- efectividad, haciendo

mención que la tecnología de desorción térmica ha sido aplicada en muchos lugares a nivel

mundial como México, Sur America, Rusia, y en muchos sitios en Estados Unidos, y que han

tenido resultados exitosos en cuanto a reducción de costos debido a la reutilización del aceite en

la fabricación de fluido de perforación.

159

1.5.5 Tipos de unidades de desorción térmica

Todas las unidades de desorción deben tener unidades termales. Aunque los métodos de

generación de calor varían con la diferentes unidades. Las primeras unidades fueron adaptadas

para remediación de suelos y estos incluían unidades de incineración directa y unidades térmicas

indirectas tales como sistemas rotativos de calentamiento y tornillos transportadores

Recientemente tecnologías de reacciones químicas exotérmicas combinadas con desorción

térmica están siendo desarrolladas. Hasta hace poco las unidades térmicas solo eran unidades que

realizan trabajos en tierra. Estas unidades eran grandes y no podían lograr los niveles de TPH

requeridos con las ratas de perforación generadas en las actividades de perforación. Era necesario

mucho espacio para almacenar los recortes por eso los recortes generados de las actividades de

perforación eran enviados a tierra tradicionalmente para realizar el tratamientos y su disposición

final. El uso de unidades de desorción costa afuera es desarrollado recientemente y ha requerido

cambios significativos en la tecnología de estas unidades.

1.5.6 Conceptos teóricos y parámetros en los procesos

Los conceptos teóricos fundamentales de desorción del aceite proveniente de los recortes

ayudan a explicar porque algunas tecnologías no han logrado los resultados deseados a pesar de

las aparentes ventajas científicas y tecnológicas de estas unidades.

El aceite es encontrado en los recortes en diferentes formas y los recortes de perforación

contienen roca de formación, agua y varios compuestos que se agregan para realizar los fluidos

de perforación. Los recortes que contienen aceite libre mezclados con el agua y recortes de aceite

emulsionados con el agua.

Todos los procesos térmicos separan evaporando el aceite y el agua que vienen de los recortes.

El proceso de evaporación remueve el aceite libre y el aceite emulsionado porque el calor

requerido para separar estas emulsiones de aceite y agua es bastecito.

La remoción del aceite intersticial es más desafiante. El aceite viene usualmente de la

formación y esta presente naturalmente en los recortes. Aunque algunos aceites de fluidos de

160

perforación pueden encontrar su camino dentro de la interfase bajo el calor y la presión del hoyo.

El intervalo es de aproximadamente de 10 a 100 micrones. El aceite y el agua contenida en esta

interfase tienen el grosor de algunas moléculas y frecuentemente es adsorbido por la roca

fuertemente por las fuerzas moleculares y la tensión superficial. El aceite intersticial puede ser

bloqueado por la absorción de las moléculas de agua porque el agua es bipolar y muestra una

atracción molecular mas fuerte en los recortes base aceite.

Un alto nivel de calor es requerido para forzar estas moléculas y la tensión superficial para

remover la ultima fracción de aceite proveniente de los recortes usualmente menos del 1%

requiere energía adicional.

1.5.7 Destilación y vapor.

Libre o emulsionado el aceite y el agua son removidos por destilación y en el proceso el agua

se evapora primero produciendo vapor. El aceite tiene un punto de ebullición mas alto se evapora

después que el agua. El punto de ebullición del aceite puede ser por el vapor explicando porque

algunos procesos pueden operar a temperaturas relativamente bajas y es capas de remover el

aceite sin alcanzar el punto de ebullición del aceite. La meta es producir sólidos libres de aceites

para su disposición final destilando el aceite.

Para determinar la temperatura requerida para hacer esto se realizaron simulaciones del

proceso desarrollado usando programas de refinerías KBR como se muestra en la Tabla No

3 Dos

fluidos base sintético, dos fluidos diesel que comúnmente son usados en fluidos de perforación

fueron estudiados. El segundo objetivo de este estudio fue determinar las temperaturas donde

pudiese ocurrir el craqueo del aceite proveniente de la destilación.

Los resultados mostrados en la tabla 6, se basan en cálculos de destilación y solo representan

las condiciones de equilibrio. En realidad temperaturas más altas pueden ser requeridas para el

manejo del aceite intersticial para evaporar el aceite absorbido dentro de los recortes y limitar el

aceite residual al punto de TPH deseado.

Tabla 6. Destilación del aceite en desechos húmedos y secos. Fuente SPE 88486 Desorción

térmica de recortes base aceite de fluidos de perforación

161

Aceite Presión PSIRecortes Húmedos Recortes Secos

Diesel #1

Diesel #2

Parafinas

Olefinas

Rangos de Temperatura °F (°C)Aceite Presión PSI

Recortes Húmedos Recortes Secos

Diesel #1

Diesel #2

Parafinas

Olefinas

Rangos de Temperatura °F (°C)

La mayoría de los fabricantes de los equipos de desorción térmica de calor indirecto tipo

tambor operan el equipo a temperaturas de 600 oF (315

oC). Las unidades de tornillos usan aceite

caliente como medio de transferencia de calor. Las máximas temperaturas que el aceite caliente

puede alcanzar son de 650 ºF (343 oC). Dado a la eficiencia y la disipación de la temperatura en

el punto de salida en el tornillo es de 400 ºF hasta 500 ºF (204 a 260oC). En algunos casos han

sido reportado craqueo en el aceite durante la desorción térmica. El craqueo catalítico opera

aproximadamente a 900 oF (482

oC).

Las temperaturas de craqueo térmico es una fracción del craqueo molecular. Las moléculas

más grandes se craquean a menor temperatura. Los hidrocarburos tales como el diesel que son

usados como base para la elaboración de fluidos de perforación contienen cadenas relativamente

cortas. Las moléculas pequeñas no craquean a temperaturas normalmente alcanzadas en las

unidades de desorción térmica.

Compuestos de carbón en el rango C20 a C30 pueden quebrar a temperaturas tan bajas como

650 oF (343

oC). Las unidades térmicas pueden tener “puntos calientes” que alcanzan o exceden

estas temperaturas. Moléculas de crudo pesado pueden mostrar algunos craqueos a esta

162

temperatura y más allá algunas cadenas largas y aditivos de moléculas grandes pueden estar

presentes y pudieran craquear.

El cambio para moléculas de menor peso pudiera ser el resultado de craqueo del crudo así

como también de los aditivos. Cuando el cambio es pequeño el aceite es reusable como un medio

base para la elaboración de fluidos de perforación y alguna pérdidas de volátiles puede ser

detectada. Estas pérdidas probablemente ocurren en las mallas de los equipos de control de

sólidos y otras áreas donde los recortes están expuestos a la atmósfera. La pérdida de los volátiles

eleva el punto de inflamabilidad del aceite recuperado que con frecuencia es más alto que el

aceite base virgen.

Una relación general existe entre la temperatura alcanzada por los recortes en las unidades de

desorción térmica de calentamiento directo con el TPH final. A continuación se presentan buenas

reglas que se deben tomar en cuenta:

- una temperatura de 450º a 500º F (204º a 232 ºC) tendrá resultados de TPH de 1000 a

2000 ppm (0.1%)

- una temperatura mayor de 600º F (315º C) resultara en TPH de 100 ppm o menor (0.01%)

- temperatura de 900º F (482º C) o mayor resultara en TPH de 10 ppm o menor (0.001%)

- hasta una temperatura de 1850 ºF (1010º C) el hidrocarburo se cocina y el TPH llegaran

valores no detectables.

Virtualmente todas las unidades térmicas utilizan dos pasas de condensación para remover el

aceite y el agua de forma separada. El resultado final es agua destilada y aceite que puede ser

reciclado como combustible o reusado en fluidos de perforación en la mayoría de los casos. Sin

embargo como se expreso anteriormente las altas temperaturas en el proceso pueden resultar en

craqueo, o cero aceite recuperado y un incremento en los desechos dependiendo del aceite base

seleccionada.

1.5.8 Descripción de tecnologías disponibles.

Las unidades de tambor (cilindro) y de tornillo fueron las primeras unidades comercialmente

exitosas y han sido usadas en el campo petrolero a nivel mundial. Adaptarlas a trabajar en

163

plataformas costa afuera ha sido un reto que aun no se ha logrado completamente. Estas

unidades requieren algunas horas para el arranque. Sin embargo, con una fuente de calor

continuo las unidades pueden operar a cualquier velocidad de flujo de los recortes. Las unidades

pueden ser equipadas con inyección de vapor para procesar los recortes con un bajo contenido de

agua y para mantener una atmósfera no explosiva en el caso del tambor (cilindro) o tornillo.

1.5.8.1 Unidades de desorción térmica de calentamiento indirecto tipo tambor (cilindro).

La unidad de desorción térmica de calentamiento indirecto tipo tambor (cilindro) usan un

tambor o cilindro rotativo que es calentado externamente por calentadores, el tambor o cilindro es

cerrado para prevenir la posibilidad que ocurran mezclas explosivas y también poder asegurar

que los recortes sean retenidos por un tiempo suficiente de desorción. El tambor o cilindro esta

levemente inclinado y los recortes base aceite húmedos entran al tambor o cilindro desde el

extremo alto, los recortes tratados y secos son descargados por el extremo bajo. Los vapores son

arrastrados desde el tope del tambor a través de la succión leve y condensándolos en dos etapas

para separar el agua proveniente de los vapores de aceite. El polvo es atrapado en el aceite

condensado es removido del aceite mediante filtros.

El aceite es usualmente reusado como combustible o es retornado al proveedor de los fluidos

de perforación.

El agua destilada puede ser usada para el control del polvo de los recortes tratados o puede ser

desechada. La unidad puede operar en una amplia variedad de temperaturas limitadas por la

composición del metal del tambor o cilindro. Las unidades usualmente operan a 600º C (315º C)

pero pueden operar a mayores temperaturas. Las unidades usualmente están colocadas en trailer y

pueden ser transportadas sobre ruedas.

1.5.8.2 Unidades de desorción tipo tornillo.

Las unidades de desorción térmica tipo tornillo son calentadas usando un tornillo hueco con

una chaqueta térmica en vez de un tambor o cilindro rotativo. El horno de aceite caliente es

encendido con el aceite recuperado que circula a través de la chaqueta y el tornillo para calentar

los recortes.

164

Los recortes se introducen en el extremo bajo del tornillo inclinado. Los recortes recuperan

calor y despiden vapor cuando pasan por el tornillo. Los vapores se condensan de la misma

manera que en los sistemas de tambores rotativos. Los recortes son descargados del sistema por

el extremo superior. Teóricamente estas unidades pueden operar hasta 6000 F (315º C) pero

operan usualmente de 400 a 500 ºC (204º a 260º C) para alargar la vida del aceite logrando una

concentración del 1% a menos en los recortes tratados.

Las unidades de tipo tornillo pueden adaptarse con un segundo tornillo que se puede calentar

eléctricamente para incrementar la remoción de aceite. Todas estas unidades son usadas para la

remediación de suelos para lograr 10 ppm de TPH. La unidad entera puede ser transportada en

dos contenedores de embarque.

1.5.8.3 Unidades de desorción Hammermill

Estas unidades fueron desarrolladas para realizar trabajos costa afuera y han sido aprobadas

por las autoridades reguladoras para su uso en el mar del Norte.

Las unidades Hammermill tipo molino. Son usadas para pulverizar los recortes hasta un polvo

muy fino (a menos de un 60% de 50 micrones de diámetro). El Hammermill genera fricción y

calor en el proceso. La temperatura típica de los procesos generados por la unidad Hammermill

es de 460º a 500º F ( 240º a 260º C) pero pueden ser tan altos como 570º F (300º C) este rango de

temperatura es mas adecuado para remover el aceite con agua.

Los vapores son eliminados succionando levemente y el polvo es removido en un ciclón.

Después de la remoción del polvo el condensador de dos etapas remueve el aceite y el agua y

toma 30 minutos aproximadamente para generar suficiente calor para arrancar pero después que

el calor es generado la unidad mantiene muy bien el calor por 10 a 12 horas y puede apagarse por

periodos cortos cuando no se generan recortes

La unidad Hammermill es muy compacta y relativamente liviana, esta compuesta por

módulos. Ha sido utilizada costa afuera en el mar del Norte donde los recortes secos son

directamente descargados el mar. Por ser la unidad pequeña en algunos casos cabe en espacios

165

que son reservados normalmente para los contenedores que se utilizan para almacenar los

recortes para ser llevados a tratamientos en tierra.

La unidad se alimenta por motores eléctricos o por motores diesel y requiere cerca de 160Kw

por tonelada métrica, para los recortes 25% de agua, porque los taladros y las plataformas costa

afuera usualmente no tienen la capacidad para cubrir un monto mayor. Unidades costa afuera son

usualmente alimentadas por motores diesel este tipo de unidades pueden producir recortes

tratados con menos de 0.01% de TPH indicando que el aceite intersticial es removido reduciendo

el tamaño de la partícula. Intersticios son físicamente removidos o destruidos al reducir el tamaño

de las partículas a diámetros de de tamaños de micrones. Una partícula de 50 micrones no puede

tener muchos intersticios y probablemente se fractura a lo largo de intersticios más pequeños. Los

intersticios más grandes pudieran ser mas largos que la partícula y como consecuencia no

existirían.

1.5.8.4 Desorción térmica química

Otra nueva unidad usando químicos han logrado resultados similares a la tecnología de

Hammermill los recortes son mezclados con ácidos y los resultados son la generación de calor y

la desintegración de partículas por oxidación química y el calor en el agua causado por el calor de

la solución acida. Una base de compuestos es adicionada posteriormente para ayudar a estabilizar

los resultados del material y neutralizar el pH. Los resultados son muchos finos de polvo seco y

cemento sólido. Vapores son condensados y recuperados. La reacción ocurre rápidamente, y el

tiempo total en el tornillo de mezcla es solo unos pocos minutos.

La generación de calor y la reacción requerida para los recortes deben tener agua y aceite en

una proporción 1:1 o menor. Como la solución de acido es agua provee calor, una minima

cantidad de agua es requerida. Como todas las operaciones de desorción térmica los recortes

deben tener la minima cantidad de agua para proveer suficiente vapor para acelerar la destilación.

Una alta cantidad de agua y aceite se requiere para adicionar mucha mas cantidad de químicos

para que sea económico. Estas unidades requieren una pequeña cantidad de electricidad, esta solo

genera una pequeña cantidad de vapores para darle energía al tornillo, válvulas rotativas, y el

equipo de alimentación para los químicos.

166

Una unidad piloto esta siendo construida y probada en estos tiempos pero su uso no ha sido

comercializado.

1.5.8.5 Otras técnicas

Unidades térmicas tipo calentamiento directo usan un cilindro con quemadores internos y

queman el aceite que esta en el suelo. Estas fueron las primeras unidades utilizadas para realizar

trabajos de remediación de suelos y continúan utilizándose para este propósito. Estas no se están

utilizando mucho para la recuperación de aceites provenientes de los recortes porque el aceite es

quemado. El porcentaje de aceite - sólido encontrado en los recortes es alto y hace difícil el

control de la combustión en las unidades comparada con el suelo que típicamente contienen bajo

contenido de aceite.

El proceso de extracción de solventes es una simple decisión en teoría pero en la práctica es

extremadamente compleja. Una planta a escala piloto fue construida. La unidad mezcla los

recortes con solventes y se extraen los solventes de los recortes con una centrifuga. el cloruro de

metilo y el hexano has sido usado como solventes por mucho tiempo. Desafortunadamente el

cloruro de metilo es muy toxico y el hexano es toxico y muy inflamable.

Otra tecnología usada para la remediación es el lavado de suelos el estudio incluye una

evaluación a escala completa de la unidad de lavado de suelos. El tratamiento simulo aceite libre

cuando era descargado en la unidad. Sin embargo en la actualidad el aceite contenido fue mejor

que el 1% cuando se evaluaron los resultados de las pruebas.

Halliburton ha experimentado con el uso de dióxido de carbono como solvente para remover

aceite. Resultados de las pruebas realizadas por un Operador (y verificado por Halliburton)

demostraron que esta tecnología es muy efectiva para remover el aceite que proviene de los

recortes. Sin embargo la tecnología de extracción por dióxido de carbono no se considera efectiva

en cuanto a costo y tiempo.

La tecnología de extracción de solventes es usada comercialmente en otras industrias pero a

muy pequeña escala en los tratamientos de los recortes de perforación. Adicionalmente las

presiones de operación requeridas están entre (2000 a 5000 psi) creando aspectos adicionales a

considerar de seguridad.

167

Pruebas de laboratorio para un nuevo sistema fueron iniciadas. El sistema podrá ofrecer

alternativas para la extracción de dióxido de carbono. Esto se aproxima al uso de gases licuados

tales como propano, butano como solventes removidos del aceite proveniente de los recortes. Los

nuevos sistemas ofrecen muchas ventajas sobre los sistemas de desorción térmica incluyendo

utilización menor de energía, emisiones bajas, menor espacio y 100% recuperación de aceite

reusable del fluido con alto contenido de esteres.

1.5.9 Impacto ambiental

Descarga de recortes o disposición final es el impacto primario en una operación de desorción.

En el caso de la desorción en tierra los desechos son tratados hasta un nivel donde se consideren

como no peligrosos. Como lo definan los organismos gubernamentales. Hasta el punto que

pueden ser llevados a tierra o puedan hacer landfarm. En Europa los tratamientos de los recortes

son generalmente usados en campo para relleno. En adición al contenido de aceite, agencias

reguladoras son muy cuidadosas con los niveles de contaminantes tales como sales y los metales

pesados.

Hasta la fecha tratamientos costa afuera de recortes tratados térmicamente han ocurrido

primordialmente en el Mar del Norte. Unidades Hammermill comercialmente solo han sido

aprobadas en el Reino Unido y las autoridades de Noruega las cuales han estado disponibles en

este tiempo para este propósito.

Las partículas de polvo fino proceden a descargarse en fluidos newtonianos y de conformidad

con la ley de Stoke’s. Las partículas dispersadas sobre un ancho de área (comparado de forma

convencional con recortes que típicamente provienen de los recortes almacenados en el

asentamiento marino de los ambientes del Mar del Norte) y son llevados por la corriente a unos

50 kilómetros o mas desde el punto de descarga. Los resultados de la pruebas indican que las

partículas finas no dañan la vida acuática en el mar del Norte.

Las emisiones provenientes de las unidades térmicas con pocas excepciones provienen de los

quemadores o de los motores a diesel que se utilizan para alimentar la unidad. Cálculos de

emisiones de las unidades de cilindro y de tornillo asumen un valor de calor de 19500

168

BTU/libras. El monto de diesel para el encendido es aproximadamente 53 libras o 6.7 galones por

toneladas métricas (Tabla 7).

Tabla 7. Estimación de Emisiones de Aires por Tecnologías de Desorción térmica. *

Humectabilidad Parámetros Tipo Tambor o cilindro Tipo Hammerrmill Unidad de Desorción

Química

NOx 99.80 3,010.00 280

SOx Multiplicado por el % de

H* o de sulfuros en el

combustible 0.718

200.2 18.6

CO 24.9 651.45 60.6

PM10 9.97 215 1

COV’s 1.7 N/A N/A

COV’s (solo

exhaustos)

N/A

240.8

22.4

Aldehídos N/A 45.15 423

Las emisiones de las unidades Hammermill alimentadas por motores diesel están estimadas en

la tabla No 7. Las unidades de emisión de aire que provienen de los motores diesel usados en las

unidades Hammermill con requerimiento de poder de 160 Kw. (215 hp)/metro por tonelada/hora.

Semejante a unidad aproximada para quemar de 14,15 galones por hora por tonelada métrica de

recortes procesados.

Las unidades de desorción química usan energía de 20 hp por tonelada métrica de recortes. El

bajo nivel de poder usado genera bajas emisiones que se traducen en ventajas con el sistema y

quizás con la extracción de solvente supercrítico y otros tipos de sistemas de lavado discutidos en

esta investigación.

Las emisiones de aire fueron calculadas conservadoramente usando los estándares de factores

de emisión US. EPA. AP-42. Modernos motores diesel con baja quema de NOX son capaces de

reducir sustancialmente los cálculos de emisiones. Los fabricantes pueden proveer un estimado

de emisiones para determinados propósitos. Todas las unidades comerciales están disponibles en

módulos, y no requieren estar en la misma are. Las emisiones han sido calculadas en base a esta

asunción.

Ninguna unidad térmica produce aire o emisiones de líquido provenientes de la evaporación

de agua o valor de aceite porque esto se asume que es recuperado y ninguno es venteado.

169

1.5.10 Aceite recuperado.

El aceite recuperado proveniente de los recortes que no es reutilizado es un asunto de mucha

importancia porque es clasificado como desecho (hasta un desecho peligroso) en algunos países.

Adicionalmente los aceites sintéticos usados para la fabricación de fluidos de perforación podrían

ser costosos. Así que su recuperación y su reutilización pueden reducir los costos

significativamente. En algunos casos el aspecto de costo de la recuperación muchas veces es

considerado primero que es aspecto ambiental para la utilización de dicho sistema.

Las unidades de calentamiento indirecto pueden usar el aceite recuperado en los quemadores,

pero usualmente se recupera más cantidad de aceite que el requerido por los quemadores. Sin

embargo en muchas operaciones térmicas el exceso es reusado como fluido de perforación y

también es comercializado como gasoil.

El aceite recuperado que es utilizado para los fluidos de perforación puede presentar algunos

problemas con las unidades de temperatura más alta. Un cambio en la estructura química

ocasionado por la contaminación del aceite con crudo y por los aditivos químicos ocurre

acompañado por los posibles craqueos. Este cambio puede hacer que el aceite no pueda ser

reutilizado.

Las unidades de desorción con calentamiento indirecto que usan temperaturas más altas 350º a

600 ºF (177º a 315º C) muestran un cambio en el peso molecular a compuestos mas livianos.

Las unidades de temperatura mas bajas muestran un cambio menor. El aceite sintético es más

resistente al craqueo y tienen menor cambio. Casi ningún cambio analítico ocurre cuando se usa

el aceite sintético en unidades de baja temperatura pero el punto de inflamación puede disminuir

ligeramente.

Olores desagradables pueden estar presentes en el medio ambiente por los aceites térmico

recuperados. Sin embargo estos olores e pueden esconder y en general la mayoría de las unidades

comerciales recuperan fluidos que pueden ser considerados reusables.

Algunos aceites usados en los fluidos de perforación por su desarrollo ambiental superior

esteres primarios o mezclas de fluidos base no son apropiados para ser recuperados por desorción

térmica porque ellos se degradan térmicamente a unidades de temperaturas bajas.

170

En la investigación titulada “ Thermal Desorption of drill muds and cutting in ecuador: The

Environmental and Financially Sound Solution” (Zupan. T et al. 2000) menciona uno de los

beneficios inmediatos de la aplicación de la desorción térmica es que se puede integrar a un plan

de manejo de desechos integral, obteniendo sinergia entre el medio ambiente y el valor

económico resaltando que el valor económico en esta tecnología existe en el aceite que se

recupera el cual puede ser reutilizado para la elaboración de fluidos de perforación.

Las plantas de desorción térmica son capaces de recuperar una gran variedad de fluidas que

incluyen diesel, aceites de baja toxicidad, sintéticos y aceites de crudo. Muchos países alrededor

del mundo han usado de manera rutinaria aceite recuperado provenientes de los procesos

térmicos en la elaboración de nuevos fluidos de perforación ( S.T.Wait et al 2003)

1.5.11 Operaciones costa afuera versus operaciones en tierra

Las unidades de desorción térmica están disponibles tanto para instalaciones costa afuera

como en tierra, con diferentes requerimientos para su instalación. Las unidades esta

especialmente diseñadas para ser utilizadas costa afuera pero hay interés en usarlas tanto en

operaciones costa afuera como en tierra. Generalmente las unidades de mayor eficiencia

procesan los recortes que salen inmediatamente de las mayas de los equipos de control de sólidos.

El procesamiento inmediato reduce la cantidad de recortes en las áreas de almacenamiento y

reduce el espacio requerido por la unidad en las plataformas.

Los diseños y la ejecución d requerida entre las unidades costa afuera o en tierra se diferencia

ampliamente. El tamaño y el peso son elementos críticos en las plataformas costa afuera y reducir

la capacidad de flujo (cerrado) es un asunto a considerar.

Requerimientos ergonómicos y de seguridad son más exigentes en las plataformas de

perforación que en las plataformas en tierra. El reuso del aceite es un asunto mas critico porque el

aceite debe ser transportado en y fuera del taladro si no puede ser reutilizado. Los operadores

prefieren reusar el aceite sintético por su alto costo pero por alguna razón las iniciativas

financieras pera su reuso se pierde por ejemplo puede ser mas económico comprar diesel o

minerales y usarlo una ves comparado con el intento de reusar el costoso aceite sintético.

171

Hasta la fecha las únicas unidades de desorción que han sido exitosas en operaciones costa

afuera han sido las unidades Hammermill. Se han experimentado inclusive en instalar unidades

tipo tornillos en plataformas en tierra y costa afuera. Según el reporte del calor fue proporcionado

por un generador eléctrico usado para el calentamiento del horno eléctrico que calienta el aceite.

Una unidad tipo cilindro esta siendo fabricada para ver la posibilidad de ser utilizada en

operaciones costa afuera.

La selección de la tecnología para las unidades costa afuera es amplia varias compañías

proveen unidades para este propósito y el mercado es muy competitivo.

172

II. METODOLOGIA

2.1 Diseño de la investigación

El diseño de la presente investigación se enmarca dentro de un estudio científico de tipo

descriptivo ya que se identificó las características del universo de investigación, se busca señalar

formas de conductas de los diferentes tipos de tratamientos sometidos a estudios para lograr

establecer asociaciones de las variables con la finalidad de comparar resultados de estudios

previos con los resultados de campo obtenidos en el periodo de investigación así como también

señalar las ventajas y desventajas de cada una de las técnica.

En la realización de esta investigación se hizo una revisión bibliográfica profunda a las

diferentes técnicas sujetas a estudio como lo son: encapsulamiento (solidificación/estabilización),

biorremediación y desorción térmica, con la finalidad de sustentar teóricamente la aplicación de

estas tecnologías de tratamientos de desechos impregnados con hidrocarburos en el Distrito

Barinas, a fin de avaluar a través de una matriz comparativa, tal como los hizo Brad Allenby

citado por Azqueta, D. 1994; como parte de su tesis doctoral en donde el estableció un método

matricial cualitativo utilizado para la evaluación del impacto ambiental, en la matriz planteada en

este estudio se representa un método en donde se colocara en las filas las alternativas

tecnológicas para el tratamiento y en las columnas se colocara las variables de análisis como lo

son: efectividad, riesgos de pemisología, reducción de desechos, reuso del material,

pretratamiento, post tratamiento, tiempo de tratamiento, costos asociados tomando como

parámetro 500 m3 establecidos en dólares americanos, área requerida para el tratamiento,

limitaciones técnicas en esta parte se tomara como base las ventajas, desventajas con el objeto de

recomendar que tipo de tratamiento es el mas adecuado para ser aplicado en el Distrito Barinas.

Como parte complementaria de esta investigación se involucraron las actividades que se

desarrollaron de un proyecto prueba piloto llevada a cabo en el campo Borburata PDVSA

Centro Sur en la localización B2-W12B Barinas, Estado Barinas, donde se aplico la tecnología

de desorción térmica para el tratamiento de los desechos generados de las actividades de

perforación. Generándose los datos de las fuentes vivas necesarios para complementar el estudio

tal como lo señala (J. Hurtado 2001). Los estudios mixtos son investigaciones cuyo objetivo es

173

describir un hecho cuya base de datos se obtiene por fuentes vivas o por la aplicación de

instrumentos directamente a las unidades de estudios, con los datos obtenidos de documentos y

registros realizados anteriormente.

La investigación de campo se desarrolló en varias etapas; la primera etapa se estableció el

procedimiento de la recopilación y evaluación de los desechos desde el sitio de generación, la

cual fue aplicada de forma constante durante todo el período de estudio (1 año) se generó una

base de datos provenientes de las actividades de perforación, durante ese tiempo se realizaban

pruebas de laboratorio a cada muestra para posteriormente resumirla en tablas de cálculos. En la

segunda etapa, se caracterizaron los desechos sólidos base aceite sin tratar tomados del sitio de

almacenamiento temporal, luego se captaron muestras de los desechos tratados (cenizas) para

cumplir con lo establecido en el Decreto nº 2.635 de las Normas para el Control de la

Recuperación de Materiales Peligrosos Gaceta Oficial Nº 5.212 (E), de fecha 12 de febrero de

1998. Art. 50, en esta etapa se realizo también la captación de muestras en aire realizados para

fuentes fijas siguiendo los lineamientos establecidos en el Decreto nº 638 que establece las

Normas sobre Calidad del Aire y Control de la Contaminación Atmosférica con el propósito de

cumplir las exigencias del Ministerio para el Poder Popular para el Ambiente. En la tercera

etapa se condujeron ensayos en suelo para determinar el impacto de las cenizas en el crecimiento

de la vegetación; para ello, se colocaron semillas y a través del método de la observación se

evaluó su crecimiento como parte del mismo, durante esta etapa se realizo el plan de disposición

final de las cenizas el cual paso a una etapa de evaluación y aprobación por parte del Ministerio

Poder Popular para el Ambiente ( MPPA) para poder aplicarlas en el suelo.

2.2 Recopilación de datos de la generación de ripios de perforación

La recopilación de datos se desarrolló desde la fuente de generación de ripios de perforación

en el campo Borburata desde los diferentes pozos perforados tomados en un período

comprendido desde abril del año 2007 hasta el mes de Marzo de 2008 los pozos involucrados en

las actividades de perforación fueron Bor 37, Bor 38, Sin 18x2, pozo 30/34, Caipe 13, Tor 16, Sin

97, Pozo 39, Caipe 14, Tor 16, Sin 97, los cuales fueron perforados a través de los taladros, Pride

710, Cliff 37, cliff 34, Cliff 42.

174

Todos los datos eran registrados en una hoja de cálculo para llevar control del proceso donde

se especifica la fecha de la toma de muestra, el volumen de ripios recibidos, el volumen de ripios

acumulados, los resultados de la prueba de la retorta en los ripios sin procesar, la procedencia de

los ripios es decir del pozo que generó el desecho, en esta tabla también se muestra el resultado

del análisis retorta luego del procesamiento de los ripios, como se describe en la Tabla 8. La cual

por su tamaño será colocada en los anexos.

Tabla No 8 Hoja de cálculo para llevar control del proceso de ripios sin tratar y tratados por la

unidad de desorción térmica

Ripios sin procesar Ripios Procesados

FECHA

VOLUMEN RECIBIDO

(m3)

VOLUMEN RECIBIDO

ACUMULADO

(m3)

RETORTA

PROCEDENCIA VOLUMEN

PROCESADO (M3)

RETORTA

Muestra A Ac S A Ac S

A: Agua; Ac: Aceite; S: Sólido

2.2.1 Pruebas de laboratorio (Retorta).

Para determinar el contenido de sólido, agua y aceite que presentaba el ripio a tratar en la

unidad. Las muestras del laboratorio se tomaron directamente de los tanques recepción y de

almacenamiento ubicadas al lado de la unidad de desorción térmica cuyo objetivo era determinar

el porcentaje volumen/volumen de sólidos, líquido y aceite del material a tratar.

175

Luego de recibir los ripios de perforación en los contenedores ubicados en la instalación donde

se encontraba la unidad de desorción térmica se realizaron pruebas de laboratorio utilizando una

retorta modelo Fann Modelo 35 como se muestra en la Figura 3

Figura 3 Retorta modelo Fann modelo 35.

La metodología descrita a continuación fue la tomada en cuenta para llevar a cabo cada

prueba:

Asegurando que el equipo este limpio, calibrado y en óptimas condiciones se procedió a sacar

la retorta del bloque aislante, se destornillo el condensador, utilizando la espátula como

destornillador se removió la cámara de lodo de la cámara superior de la retorta, luego se empacó

176

la cámara superior de la retorta con lana de acero fina y se agregó lubricante de alta temperatura

a las roscas de la cámara de lodo y del condensador posteriormente se llenó la cámara de lodo y

se colocó la tapa, permitiendo que el exceso del material se escape por el orificio de la tapa se

aseguró que no quede aire entrampado en la cámara. (Una carga exacta de material es esencial

en esta prueba.). Luego se añadió una gota de agente humectante (Wetting agent) en el cilindro

graduado de 10 ml. Y se colocó bajo el drenaje del condensador y se calientó hasta que no salió

más gotas del drenaje del condensador ó hasta que la luz piloto se apagó. (Aproximadamente 30

minutos).

Equipo requerido:

* Retorta de 50 ml.

* Agua destilada.

* Cilindró Graduado

Cálculos

1. El porcentaje por volumen de aceite = ml de aceite * 2.

2. El porcentaje por volumen de agua = ml de agua * 2.

3. El porcentaje por volumen de sólidos = 100-(mL de aceite + mL de agua) *2.

2.3 Pruebas de laboratorio para la caracterización de los desechos de perforación

2.3.1 Caracterización de los desechos

La caracterización de los desechos impregnados con hidrocarburos se cumplió siguiendo los

lineamientos del Ministerio para el Poder Popular del Ambiente el cual exigía que las

caracterizaciones debían ser realizadas por un laboratorio tercero con la finalidad de certificar su

valides, objetividad en sus resultados y garantizar de esta forma la viabilidad de disponer las

cenizas en la localización B2-W12B para cumplir tal efecto se trabajo con el Laboratorios

ENVIROTEC, C.A. Bajo la supervisión de funcionarios activos del MPPA, supervisores de

Ambiente e Higiene Ocupacional PDVSA, Supervisores de Perforación y de la empresa M-I

SWACO. Las toma de muestras de campo se llevaron a cabo en varias etapas realizo la

captación de ripios base aceite sin tratar y los desechos (cenizas) ya tratados tal como lo

establece el Decreto Nº 2.635 de las Normas para el Control de la Recuperación de Materiales

177

Peligrosos Gaceta Oficial Nº 5.212 (E), de fecha 12 de febrero de 1998. Art. 50, la codificación

de los mismos esta señalada en la Tabla 9. Las muestras sólidas fueron preservadas en envase

plástico, refrigerado según el método Test Methods for Evaluating Solid Waste. Physical/

Chemical Methods Integrated. Manual SW 846 de la EPA.

Tabla 9. Identificación de las muestras de desechos sólidos sin tratar y tratados

Identificación: Código Parámetros Solicitados

Ripio Base Aceite Tratado 07 – 1805 Decreto 2.635, Artículos 50-53

Anexo “D” Ripio Base Aceite Sin Tratar 07 – 1806

2.3.2 Métodos Analíticos

Para el análisis de los sólidos se siguieron metodologías establecidas en los manuales ASTM y

E.P.A.; Todos los resultados fueron reportados en base seca en PPM (mg/Kg). En la tabla 2. 3 se

presenta la lista de los métodos utilizados. La Tabla 10 se presenta una lista de métodos utilizados

en el análisis de cada parámetro del lixiviado de la muestra.

178

Tabla 10 Métodos analíticos utilizados para realizar la caracterización de las muestras de

los ripios sin tratar y tratados. Fuente: EPA. Test Methods for Evaluating Solid Waste. Physical/

Chemical Methods .Integrated Manual SW 846.

En la Tabla 11 se muestra la lista de los métodos utilizados en el análisis para cada lixiviado

Tabla 11 Lista de métodos utilizados en el análisis de cada parámetro del lixiviado.

Fuente: EPA. Test Methods for Evaluating Solid Waste. Physical/ Chemical Methods .Integrated

Manual SW 846.

Parámetro Método utilizado Descripción

Arsénico (As)

1311

SW 846/ 6010

Ensayo de TCLP 24 horas

Espectroscopia de emisión óptica con

plasma inductivamente acoplado. ICP

PERKIN ELMER, Mod. 4300 DV

Bario (Ba)

Cadmio (Cd)

Mercurio (Hg)

Selenio (Se)

Plata (Ag)

Cromo (Cr)

Níquel (Ni)

Plomo (Pb)

Parámetro Evaluado Método utilizado Descripción

pH 9045 C Electrométrico

Cloruros Agronomy 9, Rhoades

J.D. 1982 Titulométrico (nitrato de plata)

Aceites/ Grasas 9071 Extracción Sohxlet

Conductividad Eléctrica Agronomy 9, Rhoades

J.D. 1982

Pasta saturada, conductímetro

R.A.S. Capacidad de Intercambio de cationes

(acetato de amonio) % Saturación con Bases

Aluminio Intercambiable Agronomy 9, Rhoades

J.D. 1982

Cloruro de Potasio (KCl) +

Espectroscopia de adsorción atómica

Bario (Ba)

SW 846/6010–B

Digestión ácida

Espectroscopia de emisión óptica con

plasma inductivamente acoplado. ICP

PERKIN ELMER, Mod. 4300 DV

Cadmio (Cd)

Mercurio (Hg)

Selenio (Se)

Plata (Ag)

Cromo (Cr)

Zinc (Zn)

Plomo (Pb)

179

2.3.3 Pruebas caracterización de Aire

Las pruebas de aire se realizaron en dos etapas una antes del arranque de operación de la

unidad de desorción térmica y la siguiente mientras la unidad se encontraba operativa el muestreo

fue realizado a través de un laboratorio autorizado por el Ministerio para el Poder Popular

Ambiental para ello se contacto a Laboratorios Envirotec. La prueba se realizó en presencia de

funcionarios, empleados de PDVSA y empleados de M-I SWACO se efectuaron mediciones para

fuentes fijas tomando tres corridas con la finalidad de establecer promedios tal como se muestra

en la Tabla 12, se efectuaron según las Normas Venezolanas COVENIN y EPA.

Tabla 12 Registro de Toma de Muestra de Aire

Medición

UDT

Corrida 1

UDT

Corrida 2

UDT

Corrida 3

UDT

Promedios

Presión Chimenea (mm H2O)

Temperatura Chimenea (ºC)

Humedad (%)

Volumen muestra (m3)

Peso Partículas (mg)

Velocidad Gases (m/s)

Concentración Partículas

Estándar (mg/m3)

Concentración Partículas Normal (mg/Nm3)

Caudal Estándar (m3/h std)

Caudal Normal (m3/h N)

Emisión Partículas (kg/h)

Vanadio (mg/m3)

Níquel (mg/m3)

Monóxido de Carbono (ppm)

Óxidos de Nitrógeno (ppm)

Dióxido de Azufre (mg/m3)

Sulfuro de Hidrógeno (ppm)

Compuestos Orgánicos Gaseosos Totales

COT (mg/m3)

Emisión COT (kg/h)

Oxígeno (%)

Dióxido de Carbono (%)

180

3.3.4 Procedimientos utilizados en la evaluación de las muestras

La determinación de la concentración de partículas en el gas que sale por una chimenea o que

se desplaza por un ducto, se hace analizando una muestra del mismo, la cual es tomada en el

respectivo ducto en un plano donde el flujo tenga un régimen no ciclónico, en un número tal de

puntos y en una ubicación que garantice la representatividad de la muestra.

La muestra se obtiene aspirando un aerosol (mezcla de gases, líquidos y sólidos) a la misma

velocidad a la cual se mueve en la chimenea (condiciones isocinéticas). Para lograrlo se

determina previamente en el plano de muestreo.

En el sitio de muestreo:

Del proceso de producción (La alimentación del Horno Rotatorio en T/hora)

En el caso de los gases de combustión (CO2, O2, NOx y CO), las muestras son extraídas de

la chimenea de la salida principal del horno e introducidas en una bolsa de material inerte (Bolsa

Tedlar), luego son llevadas al laboratorio para su análisis. Los gases son analizados en un

analizador automático con sensores electroquímicos, marca Tempes 100, previamente calibrado.

Los compuestos orgánicos gaseosos totales se determinan a utilizando un medidor automático

con un detector de fotoionización (PID), marca MiniRAE Classic (PGM-76), el cual utiliza

como gas de calibración isobutileno con una concentración de 100 ppm. Para ello la muestra es

extraída de la chimenea, disminuyendo la temperatura y la humedad de la mezcla de gases antes

de introducirla a la bolsa Tedlar, seguidamente es llevada al equipo antes mencionado para su

lectura respectiva.

El MiniRAE Classic expresa los resultados como ppm de Isobutileno, seguidamente se llevan

a ppm de Carbono Total para poder compararlo con los valores establecidos en el Decreto 638.

”Normas sobre calidad del aire y control de la contaminación atmosférica de año 1995.

181

Para la toma de muestras de metales, Método EPA 29, se procede igual que la toma de

muestras de partículas, muestreo isocinético, pero haciendo la salvedad que en el segundo y

tercer burbujeador se le agregan acido nítrico y agua oxigenada al 10 % respectivamente,

soluciones encargadas de captar los metales determinados.

Las muestras, una vez digeridas, son analizadas utilizando el método de Espectroscopia de

emisión atómica con plasma inducidamente acoplado y los resultados de concentración obtenidos

se presentan en mg/m3.

Fórmulas usadas en los cálculos:

Volumen medido en Condiciones Estandar –Vmest – (25ºC y 760 mmHg).

Vmest = 17,948*Vm*Y*((Pbar+AH/13,6) / (Tm+460))

Humedad % por volumen – Bws.

Bws = (Vcest+Vaest) / (Vcest+Vaest+Vmest)

Peso Molecular Húmedo – Ms.

Ms = Md*(1-Bws/100)+18*Bws/100

Velocidad Promedio en la Chimenea – Vs.

Vs = 85,49*Cp*(AP prom)0,5

*((Ts+460) / (Ps*Ms))0,5

Caudal en Condiciones Actuales y Estandar – Qact. – y Qest.

Qact = 60*Vs*área de la chimenea

Qest = 17,948*Qact*(1-Bws/100)*(Ps / (Ts+460))

Isocinetismo % - I.

I = (100*Ts*(0,002669*VH2O+(Vm*Y/Tm)*(Pbar+(AH/13,6))) / 60*tiempo*Vs*Ps*Aboq)

Concentración de Particulado.

182

C act = Peso part.*104

/ (Vs*I*An*60)

C est = Peso partículas / Vmstd*1000

C normal = Peso partículas / Vmstd*1000/Tn*Tstd

Masa Particulado = Masa Recolectada en el Filtro + Masa Recolectada Lavado de Acetona

En la Tabla 13 aparecen listadas las Normas EPA y COVENIN usadas en los ensayos de

toma de muestras, se evaluó la concentración de partículas de vanadio, níquel, monóxido de

carbono, óxidos de nitrógeno (NOx); dióxido de azufre, sulfuro de hidrógeno y compuestos

orgánicos gaseosos totales en la salida de la chimenea de la unidad de desorción térmica, ubicada

en el Sector Borburata, Barinas, Estado Barinas.

Tabla 13 Normas EPA y COVENIN usadas en los ensayos de toma de aire

EPA Method 1 – Sample and velocity traverses for stationary sources.

EPA Method 2 – Determination stack gas velocity and volumetric flow rate.

EPA EPA Method 3 – Gas analysis for carbon dioxide, oxygen, excess air,

and dry molecular weight.

EPA Method 4 – Determination of moisture content in stack gases.

EPA Method 5 – Determination of particulate emissions from stationary

sources.

EPA Method 7 – Determination of Nitrogen Oxide emissions from stationary

sources

EPA Method 10 – Determination of Carbon Monoxide emissions from

stationary sources

COVENIN 2466 –

Chimeneas y Ductos.

Determinación de la Concentración de Partículas en la Corriente Gaseosa.

COVENIN 1831 –

Chimeneas y Ductos.

Determinación de Humedad.

COVENIN 1832 –

Gases de Combustión

Determinación de Las Concentración de Dióxido de Carbono, Oxígeno,

Monóxido de Carbono y Peso Molecular.

COVENIN 1717 –

Chimeneas y Ductos.

Determinación de la Velocidad promedio y el flujo volumétrico de las

emisiones gaseosas.

2.4 Análisis de los datos para la comparación de las técnicas

Las tecnologías de tratamiento consideradas en la matriz representadas en la tabla No. 14 de la

evaluación serán las de tratamientos físico-químico caso especifico encapsulamiento

(solidificación/estabilización) tratamientos biológico (landfarming) y tratamientos térmico

(desorción térmica). Cada técnica será comparada y evaluada tomando en cuenta las siguientes

183

variables: efectividad, características del sitio a aplicar la tecnología, riesgos permisología,

reducción de la cantidad de desecho, Reuso de materiales secundarios, pre-tratamiento, tiempo en

el tratamiento, costos, post-tratamiento, área requerida, costos y limitaciones técnicas.

2.4.1 Características del sitio a aplicar la técnica

Antes de considerar el uso de cualquier técnica de tratamiento de desechos para un sitio en

particular, es indispensable contar con la información del sitio y llevar a cabo su caracterización,

ubicación, uso del suelo, condiciones ambientales del área.

2.4.2 Efectividad (tipo de desecho a tratar)

Esta variable esta determinada por una variedad de factores con las características propias de

los contaminantes, de la operación de perforación así como las del suelo. Además de los aspectos

mencionados con anterioridad para facilitar la selección de la tecnología se debe tomar en

cuenta: ubicación geográfica, uso de los suelos, origen de los desechos, cuantificación de los

desechos generados, formas de acceso al sitio, características ambientales

2.4.3 Riesgos de permisología

Esta variable se maneja con el diagnóstico por parte de organismos públicos como lo es el

Ministerio para el Poder Popular para el Ambiente, bajo las cuales es posible desarrollar un

proyecto, obra o actividad y que permita seleccionar la alternativa óptima, esta evaluación se

realizaría en proyectos de impactos muy significativos que se encuentran en sus primeras etapas

de planificación (idea, perfil, prefactibilidad). Las cuales

estarán sujetas a una innumerable cantidad de requerimientos, incluyendo permisos, estatales y

locales, particularmente relacionados con el ambiente. Las autoridades ambientales ejercen una

discreción considerable al momento de revisar las solicitudes para la obtención de permisos

ambientales y para uso de suelo, creando un riesgo adicional para la selección de la perisología.

184

2.4.4 Reducción de la cantidad de desecho.

Para la implementación de la aplicación de una tecnología debe orientarse a la prevención y

reducción en la generación de residuos en los distintos procesos que constituyen el sistema de

producción de una empresa y su reutilización o recuperación, en caso de que sea posible.

2.4.5 Reuso de materiales

Esta variable evalúa los componentes de desecho que puedan ser recuperados, renovados y

reutilizados.

2.4.6 Post-tratamiento

Se refiere al acondicionamiento del desecho luego de someterse a la aplicación de la

tecnología.

2.4.7 Tiempo en el tratamiento

Se refiere al periodo de tiempo requerido para culminar el tratamiento

2.4.8 Área Requerida

Área necesaria para aplicar la técnica de tratamiento del desecho esto incluye instalación de

equipos a utilizar.

2.4.9 Costos

Esta variable toma en cuanta los costos de inversion que son necesarios para la aplicación de

la técnica de tratamiento.

2.4.10 Limitaciones técnicas

185

Las limitaciones técnicas se refieren a identificar las ventajas y desventajas de cada tecnología

de tratamiento.

186

III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Luego de recolección de datos a través de revisión bibliográfica parte de esta investigación

se establece ventajas y desventajas entre las diferentes tecnologías sometidas a estudio iniciando

con la técnica de encapsulamiento donde esta tecnología es útil para tratar contaminantes que no

pueden ser destruidos ni transformados, es un método que es relativamente rápido, tiene la

versatilidad de ser aplicable in situ o ad situ, es decir; en el mismo lugar donde se encuentra el

material a tratar, por ejemplo su aplicación en el lugar se produjo un derrame, también puede ser

aplicada ad situ dentro de la misma propiedad previamente designada y acondicionada para tal

fin. La aplicación de esta metodología tanto in situ como ad situ asegura que la operación quede

restringida al área de los yacimientos, reservorio, entre otros; donde se generan o almacenan los

materiales afectados. Entre las desventajas para la aplicación de esta técnica es que la

solidificación no elimina los químicos nocivos, sino que los atrapa en el lugar. La estabilización

modifica los químicos para tornarlos menos nocivos o volátiles. Este proceso convierte a los

químicos nocivos en sustancias menos dañinas o menos móviles, otro punto importante es que su

efectividad siempre esta rodeada de incertidumbre, debido al desconocimiento de lo que ocurre

realmente, dificultad de reproducir en el laboratorio lo que ocurre en el suelo y los desechos, y la

naturaleza y tamaño variables de las partículas de suelo en los lugares donde se valla a aplicar.

Otra de las desventajas que se puede mencionar es que generalmente, es dificultoso llegar a

una mezcla uniforme de los agentes de tratamiento y de los contaminantes cuando el proceso de

estabilización se lleva a cabo in-situ; el tratamiento ex-situ permite un mejor control sobre los

procesos de mezclado.

No cumple la ecuación costo/efectividad cuando las concentraciones de hidrocarburos en la

matriz del suelo exceden el 10% en peso. La técnica de encapsulamiento produce un bloque

sólido de material, el cual, si no es reciclable o si no tiene la suficiente calidad, podría rendir un

material indeseable para muchas actividades (rutas o estacionamientos). La técnica produce

materiales que doblan el volumen de la masa original.

Otra limitación en la aplicación de esta tecnología de tratamiento por

estabilización/solidificación son las condiciones ambientales las cuales pueden afectar la

movilidad de los contaminantes a largo plazo. También el volumen de material puede aumentar

considerablemente hasta duplicar su volumen original.

187

En cuanto a la técnica de biorremediación ofrece muchas ventajas debido a sus bajos costos en

el tratamiento, se podría mencionar de esta técnica degrada y destoxifica los contaminantes

peligrosos, también es una técnica sencilla de aplicar. Se logra la transformación de

contaminantes. Una desventajas de la biorremediación es la dificultad para predecir el

funcionamiento de tratamiento y su éxito depende de la habilidad de los operadores del proceso

para crear y mantener las condiciones ambientales necesarias para el crecimiento microbiano

pues un decremento prolongando el periodo en el tratamiento y en el caso de que se detenga la

actividad microbiana seria muy difícil iniciar el tratamiento y se requerirá de mucho tiempo.

En el caso de la técnica de desorción térmica una de las ventajas es que logra recuperarse el

contaminante y se elimina la responsabilidad a largo término que esta asociada con otras

tecnologías de remediación. El tiempo empleado es decididamente menor que en la

biorremediación. No se requieren estudios extensivos de tratabilidad. El tratamiento térmico

puede reducir los niveles de TPH debajo de 10 ppm y BTEX debajo de 100 ppb. Diseño

relativamente simple. Pueden procesar grandes cantidades de contaminantes en cortos períodos

de tiempo. La mayoría de las unidades han procesado, al menos, 25 ton/hora.

Se puede mencionar como una desventaja que con el tratamiento térmico el suelo pierde

algunas de sus propiedades originales, podría no ser apropiada, o muy cara, para sólidos húmedos

con alto contenido arcilloso. El uso de unidades térmica requerirá permiso de los departamentos

regulatorios adecuados para las emisiones al aire. El personal expuesto deberá estar

adecuadamente protegido de las exposiciones a volátiles que pudieran escaparse de la unidad.

188

En la Tabla 15 se presenta un resumen de las ventajas y desventajas de cada una de las

técnicas Encapsulamiento, biorremediación y desorción térmica.

Tabla 15 Tabla comparativa de ventajas y desventajas de las técnicas encapsulamiento,

biorremediación y desorción térmica

Técnica Ventajas Desventajas

Encapsulamiento

Reduce la movilidad y solubilidad del

contaminante.

Tratamiento en línea y tiempo real.

Tecnología efectiva para desechos

inorgánicos.

Aumento de los Volúmenes a Disponer

No hay remediación.

Responsabilidad colateral como

generación de residuos.

Limitaciones en colocación del material

estabilizado.

No recuperación de aceite en los ripios.

Mayor requerimiento de áreas para

disposición Final.

Depende de condiciones ambientales

para obtener buen procesamiento del

material.

Contaminantes orgánicos interfieren en

el proceso de hidratación y

estabilización

Podrían existir materiales incompatibles

con procesos de estabilización, requieren

de “estudios de tratabilidad”.

Biorremediación Remediación efectiva.

Proceso de bajo costo.

Sencillo de diseñar y de aplicar

Costos de mantenimiento son

relativamente económicos

Proceso muy lento

Remediación efectiva en desde 30 a 90

días.

Se requiere gran espacio de tierra

No aplicable para suelo apto para la

agricultura.

Proceso Ex-situ. (sitios con

permisología del MPPA)

Los constituyentes volátiles tienden mas

a evaporarse que a biodegradarse

Las condiciones climáticas como los

periodos de lluvia retrasan el

tratamiento

Desorción Térmica Proceso de remediación rápido e

inmediato

Rehusó de Hidrocarburos. Disminución

de Volúmenes a disponer.

Tratamiento In Situ

Material inerte

Control en las emisiones atmosféricas

Emisiones de material particulado

Requiere procesamiento continuo para

disminuir los costos operacionales

189

3.1 Recopilación de datos (tablas de volúmenes de desechos manejados)

Una vez recopilada toda la información del movimiento de los desechos generados de las

actividades de Perforación de PDVSA, Campo Borburata, Barinas División Centro Sur. Se

realizo un resumen operacional como se muestra en la Tabla 16, recopilado en el período

comprendido desde abril de 2007 hasta marzo 2008. En esta se especifica la cantidad de los

ripios base aceite, el taladro generador de los desechos. En la figura 4 se muestra la

producción de desechos en los diferentes meses del periodo de estudio.

Tabla 16 Relación de ripios manejados en el Distrito Barinas, periodo

Abril 2007 Marzo 2008.

Taladro

Total desechos m3 periodo

abril 2007-marzo 2008

Cliff 42 11.9

Cliff 43 357.5

Bor 37 254.7

Bor 38 198.7

Borr 40 157

Borr 41 165

Borr 42 21

Sin 18x2 70

Bor 19 175.7

Sin 19x2 148

Pozo 30,40 247

Caipe 13 77

Tor 16 172

Sin 97 45

Pozo 39 219

Caipe 14 349

Tor 16 227

Sin 97 45

Total General 2941.1

Figura 4. Relación de ripios manejados en el Distrito Barinas, periodo

190

Abril 2007 Marzo 2008

Abr

il

May

o

Junio

Julio

Ago

sto

Sep

tiem

bre

Octubr

e

Novi

embr

e

Diciem

bre

Ene

ro

Febre

o

Mar

zo

Cliff 42 Cliff 43 Bor 37 Bor 38 Borr 40 Borr 41

Borr 42 Sin 18x2 Bor 19 Sin 19x2 Pozo 30,40 Caipe 13

Tor 16 Sin 97 Pozo 39 Caipe 14 Tor 16 Sin 97

3.1.1 Pruebas de laboratorio retorta

Las muestras de los desechos impregnados con hidrocarburos proveniente de los diferentes

taladros del campo Borburata de Barinas eran tomadas diariamente, tal como se muestra en el

anexo 1 volúmenes de desechos manejados abril 2007 hasta marzo 2008, donde se puede

observar un total de 353 muestras, con 2941 m3 de desechos a tratar en la unidad de desorción

térmica. En la tabla 3.3 se puede observar un resumen especificando los meses de recolección

de desechos, la procedencia, la unidad de medida y los resultados de las pruebas de retorta.

Donde se concluye que los resultados promedios de las pruebas oscilan entre 21% de

contenido de agua, 30% de contenido de aceite y el 49% de sólidos

Tabla 17 Resumen resultado de pruebas de Retorta Abril 2007 Marzo 2008

Periodo 2007-2008 Pozo Unidad RETORTA Total

M3 A% Ac% S% %

191

A: Agua; Ac: Aceite, S: Sólidos

3.2 Análisis de resultados de pruebas de laboratorio para los desechos sólidos

3.2.1 Resultados de los ripios base aceite sin tratar

Abril Bor 40 11.9 16 30 54 100

Bor 30 42.5 17 30 53 100

Mayo Borr 30 315 18 20 62 100

Junio Bor 37 240.7 20 20 60 100

Borr 38 52 25 21 64 100

Julio Borr 38 146.7 27 32 41 100

Agosto Borr 37 14 21 20 59 100

SIN 18 70 24 20 56 100

Borr 19 175.7 30 28 42 100

Septiembre SIN 19 148 27 22 51 100

Pozo 30,34 28 16 35 49 100

Caipe 13 77 32 20 48 100

Octubre Pozo 30,34 219 14 40 46 100

Tor 16 31 15 45 40 100

SIM 97 55 15 45 40 100

Noviembre Tor 16 141.0 15 45 40 100

SIM 97 35.0 52 38 10 100

Caipe 14 43.0 24 19 57 100

Tor 16 105.0 16 35 49 100

Diciembre Pozo 39 114.0 16 35 49 100

Caipe 14 42.0 25 30 45 100

Tor 16 122.0 34 24 42 100

Enero Bor 40 77.0 17 21 62 100

Pozo 39 84.0 16 35 49 100

Caipe 14 250.0 25 30 45 100

Febrero Bor 41 30 15 45 40 100

Pozo 39 21 12 20 68 100

Bor 41 49 21 23 66 100

Marzo Bor 40 201.5 15 45 40 100

TOTAL 2760.5 21 30% 49 100

192

Las muestras se captaron el 22 de Mayo, a las 09:30 a.m, el tipo de muestra compuesta,

realizado por el Laboratorio Envirotec C.A. identificado bajo el No REG MARN LDP 01–

060. Tabla 18 se demuestra los resultados de las pruebas de laboratorio para los desechos sin

tratar se puede observar que los valores obtenidos para los parámetros pH 10,64,

Conductividad eléctrica 3,86, relación de absorción de sodio (RAS) 15,66, aceites y grasas

5,30 y TPH 4.27 se encontraron por encima de los límites máximos establecidos en el

Artículo 50 del Decreto 2635, Normas para la práctica de esparcimiento de suelos

Tabla 18. Caracterización Físico – Química. Decreto 2635 Normas de las

Disposición de Técnicas para el manejo y disposición de Desechos Peligrosos.

Parámetro Evaluado

(Resultados en mg/Kg salvo indicación)

Ripio Base Aceite Sin

Tratar

07 – 1806

Límite Permisible

Decreto 2.635

Art. 50

pH (Unid) 10,64 5 – 8

Conductividad (mmhos/cm) 3,86 < 3,5

Humedad (%) 14,39 **

Cloruros totales 410 < 2500

R.A.S. (Adimensional) 15,66 < 8

Aluminio Intercambiable (meq/100g) 0,08 < 1,5

Saturación con Bases (%) 99,78 > 80

Aceites y Grasas (% peso base seca) 5,30 ≤ 1

Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPH) (% peso

base seca) 4,27 ≤ 1

Arsénico (As) < 1,75 25

Bario (Ba) 5.385 20000

Cadmio (Cd) 4,70 8

Mercurio (Hg) < 0,85 1

Selenio (Se) < 2,00 2

Plata (Ag) < 0,24 5

Cromo (Cr) 59,43 300

Zinc (Zn) 55,14 300

Plomo (Pb) 99,53 150

Vanadio (V) 36,28 **

Níquel (Ni) 12,82 **

**No se han establecido límites para la concentración de este parámetro.

Data aportada por Laboratorios Environment, C.A

La Tabla 19 se muestra la relación de absorción de sodio para el cálculo del R.A.S el cual

es adimensional basado en la fórmula empírica que relaciona los contenidos de sodio, calcio

y magnesio y que expresa el porcentaje de sodio de cambio en el suelo en situación de

equilibrio (este índice denota la proporción relativa en que se encuentra el sodio respecto al

193

calcio y magnesio, cationes divalentes que compiten con el sodio por los lugares de

intercambio del suelo).

Tabla 19. Relación de Absorción de Sodio

Parámetro Evaluado

(Resultados en meq/ L)

Ripio Base Aceite Sin Tratar

07 – 1806

Sodio 21,032

Calcio 3,609

Magnesio < 0,020

RAS (Adimensional) 15,66

En la Tabla 20 se observa la separación en fracciones genéricas de compuestos saturados,

aromáticos, resinas y asfáltenos (SARA) que se emplea, entre otras cosas, para predecir

tendencias a la formación de depósitos sólidos.

Tabla 20 Análisis SARA

Parámetro Evaluado Ripio Base Aceite Sin

Tratar

07 – 1806

Hidrocarburos Totales de Petróleo (T.P.H.)

(% peso base seca) 4,27

Saturados % (S) en base TPH 1,25

Aromáticos % (A) en base TPH 1,96

Resinas % (R) en base TPH 0,84

Asfáltenos % (A) en base TPH 0,22

3.2.1 Resultados ripios base aceite tratados

Las muestras se captaron el 22 de Mayo, a las 09:45 a.m, el tipo de muestra compuesta

realizado a través del Laboratorio Envirotec. C.A. bajo el No REG MARN LDP 01–060.

En la Tabla 21 se pueden observar la caracterización físico – química de los desechos una

vez tratados por la unidad de desorción térmica los valores obtenidos para los parámetros pH

10,38 y Conductividad eléctrica el cual dio como resultado 6,67 se presentaron por encima

de los límites máximos establecidos en el Artículo No 50 del Decreto 2635, Normas para la

Práctica de Esparcimiento de Suelos. El resto de los parámetros cumple con las normas del

decreto. Lo que demuestra que los desechos tratados en las unidades térmicas remueven los

hidrocarburos en casi su totalidad de forma instantánea, pero no modifica los valores de pH y

la conductividad ni ningún o cualquier otro parámetro que no se volatilice.

194

Tabla 21 Caracterización Físico – Química según Decreto 2635 Normas de las Disposición

de Técnicas para el manejo y disposición de Desechos Peligrosos.

Parámetro Evaluado

(Resultados en mg/Kg salvo indicación)

Ripio Base Aceite

Tratado

07 – 1805

Límite Permisible

Decreto 2.635

Art. 50

pH (Unid) 10,38 5 – 8

Conductividad (mmhos/cm) 3,67 < 3,5

Humedad (%) 2,91 **

Cloruros totales 378 < 2500

R.A.S. (Adimensional) 2,02 < 8

Aluminio Intercambiable (meq/100g) 0,05 < 1,5

Saturación con Bases (%) 99,91 > 80

Aceites y Grasas (% peso base seca) < 0,005 ≤ 1

Hidrocarburos Totales de Petróleo (TPH)

(% peso base seca) < 0,005 ≤ 1

Arsénico (As) < 1,75 25

Bario (Ba) 4.914 20000

Cadmio (Cd) 6,06 8

Mercurio (Hg) < 0,85 1

Selenio (Se) < 2,00 2

Plata (Ag) < 0,24 5

Cromo (Cr) 25,09 300

Zinc (Zn) 23,80 300

Plomo (Pb) 108 150

Vanadio (V) 46,48 **

Níquel (Ni) 13,83 **

**No se han establecido límites para la concentración de este parámetro.

En la Tabla 22 Figuran los resultados de la química en el lixiviado de la muestra

Tabla 22 Caracterización Físico – Química en el lixiviado

Parámetro Evaluado

(Resultados en mg/ L, salvo

indicación)

Ripio Base Aceite

Tratado

07 – 1805

Límite Permisible

Decreto 2.635

Anexo “D”

pH (Unid) 10,38 -

Fenoles < 0,1 14,4

Arsénico (As) < 0,035 5,0

195

Bario (Ba) 0,62 100

Cromo (Cr VI) < 0,005 5,0

Cadmio (Cd) 0,006 01,0

Mercurio (Hg) < 0,017 0,2

Níquel (Ni) 0,06 5,0

Plomo (Pb) < 0,028 5,0

Plata (Ag) < 0,005 5,0

Selenio (Se) < 0,050 1,0

3.2.3 Análisis de resultados de pruebas de laboratorio realizadas en aire

A continuación los resultados de los análisis de aire que se realizaron el 26 de Abril de

2007 en la unidad de desorción térmica donde se evalúo la concentración de partículas,

vanadio y níquel y gases de combustión en la chimenea de la unidad de desorción térmica

indirecta, de la empresa M-I SWACO. La reglamentación venezolana está en vigencia desde

el 19 de mayo de 1995, Decreto 638, Normas sobre Calidad del Aire y Control de la

Contaminación Atmosférica, publicado en la Gaceta Oficial 4899 del viernes 19 de Mayo de

1995, en ella se establece como límite permisible para las emisiones de partículas

provenientes de las instalaciones que utilizan Fuel Oil (combustible con características

similares al diesel) , plantas nuevas, potencia menor a 50 MW, un valor límite permisible de

175 mg/m3 estándar. En la Tabla 23 se observa un resumen de las pruebas realizadas en las

salidas de la chimenea evaluadas, que no exceden el valor máximo establecido de

concentración de partículas del Decreto mencionado con anterioridad.

Tabla 23 Resumen resultados pruebas de laboratorio en Aire Para Fuentes Fija tomadas 26

de abril de 2007

Medición UDT

Promedios

Parámetros

Establecidos por

Decreto 638

Estatus

Concentración Partículas

Estándar (mg/m3) 126 260 No excede

Concentración Partículas

Normal (mg/Nm3) 137.3 260

No excede

Vanadio (mg/m3) 0.0008 0.5 No excede

Níquel (mg/m3) 0.0001 0.5 No excede

Monóxido de Carbono (ppm) 640 1150 No excede

196

Óxidos de Nitrógeno (ppm) 56 150 No excede

Dióxido de Azufre (mg/m3) 65 3400 No excede

Sulfuro de Hidrógeno (ppm) < 1 Lectura < 1 No excede

Compuestos Orgánicos

Gaseosos Totales COT

(Km/hr)

0.03 kg/hr 1.3kg/hr

No excede

Concentración de partículas establecidas en la reglamentación

Las concentraciones medidas en la chimenea evaluada están en el siguiente orden respecto

a la normativa:

Chimenea salida unidad de desorción térmica indirecta

En las corridas efectuadas en esta chimenea el promedio de concentración de partículas fue

de 126 mg/m3 en condiciones estándar y 137.3 mg/m

3 en condiciones normales, la emisión

promedio de partículas al ambiente fue de 0.43 kg/h, para un caudal promedio en condiciones

de medición de 3.735 m3/h. El caudal promedio en condiciones normales fue 1902 m

3/h, con

una temperatura promedio de 239 ° C y una humedad media de 2.7 %., los cual indica que no

se excede el valor permisible establecido en el Decreto 638, artículo 10.

Concentración de óxidos de nitrógeno establecida en la reglamentación

El valor permisible para Óxidos de Nitrógeno para actividades sin normas específicas,

establecido en el Decreto 638, página 6, artículo 10, plantas nuevas, es de 150 ppm. Los

valores de concentración detectados en el estudio no superan este valor en las tres corridas

efectuadas. El valor promedio de concentración de NOx es de 56 ppm, con valores puntuales

de 55 ppm, 50 ppm y 62 ppm.

Concentración de monóxido de carbono establecida en la reglamentación

En el Decreto 638, pagina 6, artículo 10, se establece para instalaciones que utilizan Fuel

Oil como combustible, plantas nuevas un valor máximo permisible de 1150 ppm. Los valores

detectados en las dos corridas fueron, 670 ppm, 650 ppm y 600 ppm respectivamente, siendo

el promedio 640 ppm. Este valor no supera el valor límite permisible establecido en dicho Decreto.

197

Concentración de dióxido de azufre establecida en la reglamentación

El valor permisible establecido en el Decreto 638 para Dióxido de Azufre, para

instalaciones que utilizan Fuel Oil como combustible, es 3400 mg/m3, plantas nuevas. Los

resultados obtenidos en las corridas indican que no se excede este valor. Se obtuvieron valores

de 68 mg/m3, 77 mg/m

3 y 51 mg/m

3, con un promedio de 65 mg/m

3.promedio 640 ppm. Este

valor no supera el valor límite permisible establecido en dicho Decreto.

Concentración de sulfuro de hidrógeno establecida en la reglamentación

En el Decreto 638 no se establece para este tipo de instalación, un valor máximo

permisible que pueda ser comparado con los obtenidos en el estudio. Sin embargo la

concentración promedio de Sulfuro de Hidrógeno es menor a 1 ppm.

Concentración de compuestos orgánicos gaseosos totales establecida en la

reglamentación

En el Decreto 638, Artículo 10, “Normas sobre Calidad del Aire y Control de la

Contaminación Atmosférica”. En el mismo se establece para este tipo de actividad un valor

permisible de 1.3 kg / h ya que existe proceso de calentamiento o contacto con llama. El

valor Emisión promedio de Compuestos Orgánicos Gaseosos Totales, expresado como

Carbono Total fue 0.03 kg/h, El valor promedio de concentración de Compuestos Orgánicos

Gaseosos Totales fue 13.3 mg/m3 con un caudal estándar manejado en el ducto de 2076 m

3 std

/ h. Indicando que es inferior a lo establecido en el Decreto 638 Art.10.

Concentración de níquel y vanadio establecida en la reglamentación

En el Decreto 638 no se establece para metales valores máximos permisibles que puedan

ser comparados con los obtenidos en el estudio. Sin embargo, en el Decreto 2635 Reforma

Parcial del Decreto 2289, de fecha 22 de Julio de 1998, Artículo 87, se establecen unos

valores para los siguientes parámetros: Níquel (Ni) 0.5 mg/m3.Vanadio (V) 0.5 mg/m3. Los

resultados obtenidos indican que no se superan los valores límites permisibles.

Cálculo de la eficiencia de combustión:

198

Eficiencia de Combustión (EC) = (ppm CO2) x 100 / ((ppm CO) + (ppm CO2))

Eficiencia de Combustión (EC) = 29000 ppm x 100 / (640 ppm + 29000 ppm)

Eficiencia de Combustión (EC) = 97,8 %

3.3 Ensayos en suelo

Para determinar el impacto de las cenizas en el crecimiento de la vegetación se llevaron a

cabo una serie de ensayos en suelo las cuales se describiran a continuación:

3.3.1 Fabricación de canteros

Para tal fin se construyo un cantero elaborado con bloques con las siguientes medidas: 1m

de ancho por 3.20 m de largo y 20 cm de altura. Este cantero fue dividido en cuatro partes

iguales de 80cm de largo. Figura 5. A la primera división se le denomino cantero “A” donde

se utilizo como sustrato solo el ripio, al segundo se le denomino cantero “B” utilizando ripios

y materia orgánica. Al tercero se llamo cantero “C” y se utilizo ripios y arena. Al cuarto se le

denomino cantero “D” utilizando la mezcla de los tres, ripios, materia orgánica y arena

(tomando en cuenta que usualmente para estas mezclas la formula 3:2:1 tres proporciones de

ripios, 2 proporciones de materia orgánica. y 1 de arena, las mezclas se realizaron en un piso

de cemento ubicado cerca dentro de la Escuela Agronómica Salesiana se utilizaron palas para

homogenizar el material.

Figura 5. Fabricación de canteros y ubicación del sitio de ensayos en suelo

3.3.2 Colocación de semilla

199

El 12 de Julio de 2007 la actividad se realizó con características ambientalmente

favorables de sol y humedad esta el, se colocaron en cada cantero semillas seleccionadas de

la especie Nim (Azadirachta indica) tal como se demuestras en la Figura 6 las semillas fueron

colocadas en cada en hoyos de aprox. 4cm de profundidad y 3 cm. de ancho.

Figura 6. Colocación de semillas de la especie Nim (Azadirachta indica) en canteros

3.3.3 Resultados obtenidos de los ensayos en suelo

Después de 7 días de la siembra de las semillas Nim (Azadirachta indica), el 19 de Julio de

2007, se observa la aparición de algunos dicotiledones, a partir de esa fecha se inicia el

proceso de conteo de crecimiento los cuales son anotados en la Tabla 24, en la cual se puede

apreciar su desarrollo Cronológico en el crecimiento de los cotiledones de la especie

seleccionada. De acuerdo al conteo se puede observar que en el cantero “B” se observo un

mayor crecimiento en número en relación con los canteros, A, C y D esto debido a la cantidad

de nutrientes aportados fósforo, nitrógeno que suele aportar materia orgánica colocada en ese

cantero

Tabla 24. Evolución de Cotiledones de Semillas Nim (Azadirachta indica)

Fecha tomadas mes de Julio de 2007

Cantero 16 17 19 21 25 27 29 30 03 Plantas

muertas

200

A 5 9 13 22 26 36 51 55 64 5

B 2 10 21 33 64 97 99 104 102 2

C 3 11 20 32 54 75 74 89 1

D 2 7 13 22 31 34 36 35 34 1

En la Figura 7 se representación gráficamente de la evolución de las semillas plantadas

demostrando la evolución de las semillas.

16 17 19 21 25 27 29 30 3

Pla

ntas

mue

rtas

Julio Agosto

Dias Observados

Can

tero

s A

B

C

D

Figura 7 Representación grafica de la evolución de las semillas plantadas

En la Figura 8 se puede apreciar el crecimiento de las semillas plantadas en el periodo: a)

35 de julio, b) 30 de Julio, c) 03 de Agosto

a b

201

c

L

Figura 8 Crecimiento de las semillas plantadas

3.3.4 Disposición final de cenizas

La disposición final de las cenizas se realizaron en áreas aledañas a la localización del

campo Borburata PDVSA Sur se llevaron a cabo con la participación de PDVSA

Perforación, PDVSA División Ambiente y el Ministerio del Poder Popular para el Ambiente

(MPPA). Las actividades de iniciaron con el movimientos de tierra en el sitio se acumulo

material (tierra) para poder realizar una mezcla con la finalidad que esta pueda aportar los

nutrientes para que la vegetación crezca de forma rápida, el movimiento de tierra se llevara a

cabo en las áreas adyacentes Nor - Oeste cuyas dimensiones en el terreno son 15 mts de

ancho y 235 mts de Largo y Sur Este con 20 mts. de ancho y 235 mts. de largo de la

localización Borburata PDVSA División Centro Sur Barinas. Para el traslado de las cenizas al

sitio de disposición final se utilizo retroexcavadora y para el esparcimiento, una vez mezclada

las cenizas con la tierra a los largo de toda la extensión de terreno señalada se realizo riego

con agua potable y se paso rastra el cual produjo una mezcla de 30 cm en el suelo. Luego que

se finalizo con las actividades de movimiento de tierra se pudo observar que en un termino de

7 días ya están apareciendo los primeros indicios de revegetación natural del área y en un

periodo de 12 días ya había crecimiento significativo en todo el terreno de disposición final de

las cenizas en las fotos que se muestran a continuación se puede evidenciar las actividades

realizaras y el crecimiento de la vegetación.

En la Figura 9 se puede observar la movilización de tierra realizada en la localización

Borburata PDVSA dentro del área de perforación. a) Área de disposición, b) extencion de las

cenizas.

202

a b

Figura 9 Movilización de tierra realizada en la localización Borburata PDVSA dentro del

área de perforación.

En la Figura 10 se muestra la forma como el terreno se reforesto de forma natural en corto

tiempo a) Observación 8 de Noviembre 2007 b) Observación 05 de Diciembre c)

Observacion 03 de enero 2008

203

a

b

c

Figura 10. Observación cronología del terreno

3.4 Matriz de selección de las tecnologías

3.4.1 Características del sitio a aplicar la tecnología

Para poder sustentar esta variable se debe considerar aspectos de la ubicación geográfica

donde se generan los desechos que demanda el uso de la tecnología más adecuada. Barinas se

encuentra situado en la región sudoccidental de Venezuela con la mayor parte de su territorio

ubicado en los Llanos y la otra, en los Andes. Son sus límites: Los estados Mérida, Trujillo,

Portuguesa y Cojedes por el norte: El estado Apure por el sur; Guárico por el este y los

estados de Mérida y Táchira por el oeste. La agricultura es la principal fuente de trabajo,

efectivamente, es el primer productor de algodón del país; muy importante también es su

producción de plátano, girasol, ajonjolí, caraotas, café cacao, tabaco, cucurbitáceas, como

patilla, melón, auyama; arroz, ñame, cambur, etc. también muy importante sus actividades

pecuarias, las actividades de extracción de petróleo están en el campo de San Silvestre y

204

Borburata. Un importante aspecto a considerar que Barinas tiene periodos de lluvia que van

de abril a octubre.

Para el caso de la aplicación de la tecnología de encapsulamiento

(estabilización/solidificación) las condiciones ambientales como la lluvia. Igualmente sucede

con la técnica de Biorremediación pues impiden el movimiento de maquinaria los cual trae

como consecuencia que las mezclas no se realicen de forma adecuada en estos periodos

lluviosos que corresponden a 6 meses al año por lo que se considera a la técnica desfavorable

para ambos casos. En al caso de la técnica de desorción térmica los períodos de lluvia no

afectan el proceso se considera una técnica favorable puesto que no se ve afectada por las

condiciones del ambiente.

3.4.2 Efectividad (tipo de desecho a tratar)

Esta variable esta determinada por las características propias del contaminante a tratar en

las operaciones de perforación del Borburata se perfora con lodo en base a aceite sintético

cuyo nombre comercial es Vassa la cual es de fácil degradabilidad pero de un alto costo el

cual, esta entre los 160 a 170 dólares el barril. Para efectos del análisis la técnica

encapsulamiento no destruye el contaminante, la técnica del biodegradación parte del material

a tratar se evapora y el resto es degradado por la materia orgánica el cual dependiendo del

buen desempeño operativo puede mineralizarse. En el caso de la técnica de desorción térmica

el material contaminante no se destruye pero se puede recuperar el cual puede ser reutilizado

para la fabricación de lodos de perforación. La desorción térmica es efectiva en la reducción

de concentraciones de un amplio rango de productos petroleros, incluyendo gasolinas, diesel,

kerosene, lubricantes, entre otros. La desorción térmica será efectiva sobre todos los

constituyentes petroleros que son volátiles.

3.4.3 Riesgos de permisología

Por ser Barinas un estado agrícola la selección de tratamiento de los desechos provenientes

de las actividades de perforación es muy exigente por los que la aplicación de la técnica de

Encapsulamiento trae como consecuencia que aun no se ha logrado la autorización por parte

del Ministerio para el Poder Popular para el Ambiente a la disposición de los desechos

encapsulados en el distrito Barinas lo cual a ocasionado que los mismos se encuentren

dispersados por todas las áreas donde se realizan las actividades de perforación. La técnica de

205

biotratamiento requiere grandes extensiones de terreno la selección de áreas para disponer los

desechos por lo que se complica la obtención de permisología ya que gran parte de los

terrenos son considerados aptos para la agricultura y la ganadería y los terrenos que podrían

ser utilizados se encuentran muy lejanos de donde se realizan las actividades de perforación

esto añade costos extra al tratamiento de los desechos para la desorción térmica se otorgó la

permisología para la disposición de las cenizas dentro de la misma localización de

perforación. .

3.4.4 Reducción de la cantidad de desecho.

La técnica de biodegradación aumenta la cantidad de desechos dependiendo del contenido

de hidrocarburos se realizan diluciones en la tierra, igualmente sucede con la tecnología de

encapsulamiento la cantidad de desecho se duplica por el factor de mezcla 1:1 para lograr la

estabilización y la solidificación, la desorción térmica reduce la cantidad de desecho puesto

que remueve el factor de humectabilidad en el caso de los desechos de Barinas el contenido

de agua es de 21% y el de aceite es de 30% los cual indica que hay una reducción de 51% del

material tratado

3.4.5 Reuso de materiales

Con la técnica de biorremediación no se reutiliza el materia tratado así como la técnica de

Encapsulamiento, en la técnica de desorción térmica se reusa el 80% del 49% del aceite

impregnado. El 20% se es reutilizado como combustible en el mismo equipo.

3.4.6 Tiempo en el tratamiento

Para el caso de la técnica de encapsulamiento el proceso es relativamente rápido y podría

realizarse la mezcla por baches en término de dos horas por proceso., el proceso de

biotratamiento se estima de 30 a 45 para colocar los parámetros en norma, esto, si las

condiciones ambientales son favorables, en periodos lluviosos la técnica es difícil de aplicar y

podría extenderse mucho mas tiempo, para la desorción térmica cada bache manejado en el

equipo tiene un periodo de retención en el cilindro rotatorio de aproximadamente 45 minutos,

con capacidad de procesamiento de 22 m3 por día.

206

3.4.7 Post-tratamiento

Se refiere al tratamiento en el cual se someterá el desecho una vez aplicada la técnica de

tratamiento para los desechos tratados con técnica de encapsulamiento en el caso de Barinas

se debe realizar post tratamientos ya que estos presentan lixiviado y hay que reubicarlos en

lugares lejos de las actividades de perforación incrementando los costos finales de

tratamiento, el caso de biotratamiento el desecho no se somete a ningún tipo de tratamiento

posterior, los sometidos a tratamientos térmicos pueden ser dispuestos en las mismas áreas de

perforación y no necesitan tratamientos posteriores.

3.4.8 Área requerida

Para el caso de Encapsulamiento el desecho se duplica para el caso de 500 m3, los mismos

se duplican a 1000 m3 cifra difícil de manejar por la gran cantidad de desechos generados en

las actividades de perforación, la técnica de biotratamiento demanda gran cantidad de terrenos

a utilizar y para el caso de 500 m3

de desechos se necesitaran 3600 m2 de área requerida, para

el caso de desorción térmica 500 m3 de desechos se reducen a 245 m

3 lo cual permite

disponerlo en las áreas aledañas al sitio de perforación.

3.4.9 Costos.

Los costos de cada tratamiento serán calculados tomando en cuenta el transporte,

tratamiento, post- tratamiento para la cantidad establecida de 500 m3 ver Tabla 25

comparativa de costos entre las técnicas encapsulamiento, biorremediación y desorción

térmica.

Según los resultados los desechos manejados en campo contienen, 30% aceite, 21% agua

49% sólidos. Donde el volumen de aceite impregnado es 150 m3

El valor del aceite sintético

por barril de aceite es de 160 $.

207

Tabla 25. Tabla comparativa de costos entre las técnicas Encapsulamiento, biorremediación

y desorción térmica

Tratamiento con

Unidad térmica Encapsulamiento Biotratamiento

Cantidad de desecho a tratar m3 500 500 500

Costo por m3 252 172 60

Total costo ($) 126000 86000 30000

Volumen Vassa Recuperado bbl 754.8 120 120

Volumen de Vassa Perdido bbl 0 754.8 754.8

Costo Vassa por bbl 160 160 160

Total Vasa Recuperado ($) 120768 0 0

Monto de tratamiento ($) 5232 85840 29840

El proceso de Desorción térmica tiene la capacidad de recuperar el 80 % del 30% del

aceite contenido en los desechos a 120 m3.

Con respecto a la aplicación de otras tecnologías no hay recuperación de material por lo en

este caso el proceso térmico resulta una tecnología mas económica con respecto al

Encapsulamiento y la biodegradación.

La Tabla 26 tabla comparativa de ventajas y desventajas de la técnica Encapsulamiento,

biorremediación y desorción térmica.

Luego del análisis y comparación de las tecnologías de tratamiento en la Tabla No 3.15

que señala la comparación de las tecnologías, se puede observar un resumen donde se puede

concluir que la tecnología mas adecuada para ser implementada en el campo Borburata,

estado Barinas es la desorción térmica.

Tabla 26 Comparación de las Tecnologías

Tecnología de

tratamiento

desechos

Característica

s del sitio a

aplicar la

tecnología

Efectividad Riesgos

Permisologí

a

Reducción

de la

cantidad de

desecho

Reuso

del

Material

Tiempo en

el

tratamiento

Post-

tratamie

nto

Área

Requerida

Costos

Limitacion

es Técnicas

Encapsulamiento

(estabilización y

solidificación)

Desfavorable

No destruye el

contaminante

Poco Viable

Aumenta en

una

proporción

1:1

No

2 o mas

Horas

Si

Mucho

espacio

85840

Altas

Biorremediación

Desfavorable

Destruye el

contaminante

en un 100%

Poco viable Aumente en

una

proporción

No

30 días o

mas

Mucho

espacio

29840

Altas

208

IV. CONCLUSIONES

Para esta investigación se llegó a una serie de conclusiones entre las que destacan las siguientes:

Antes de considerar la aplicación de una técnica de tratamiento, es indispensable contar con

información del sitio y llevar a cabo su caracterización, así como la del contaminante a tratar.

Posteriormente, cada tecnología puede elegirse con base en sus costos y a la disponibilidad de

materiales y equipo para realizar el tratamiento.

En términos generales, las técnicas de fisicoquímicas como el encapsulamiento

(estabilización/solidificación), es más apropiada para ser utilizada en suelos y sólidos con residuos de

metales pesados. Hay que tomar en cuenta que las altas concentraciones de hidrocarburos interfieren

con los procesos de solidificación y dificulta las mezclas uniformes por lo cual rinden un material

inservible y contaminado afectando la ecuación costo/efectividad.

1:1 No

Desorción

Térmica

Favorable

Remueve el

contaminante

99..9 %

Viable

Reduce

51%

Si

45 minutos

No

Poco

espacio

5232

Medianas

209

La técnica de biorremediación es una tecnología convencional se ha limitado para el tratamiento de

compuestos orgánicos biodegradables, puede usarse para disminuir la toxicidad del contaminante. Este

tipo de tecnología es ambientalmente más «amigables» y sus costos no son elevados. Sin embargo, los

tiempos de limpieza pueden prolongarse hasta varios meses.

Con las tecnologías térmicas es posible disminuir significativamente los tiempos de limpieza,

su aplicación resulta novedosa y tiende a resolver uno de los problemas más importantes en cuanto a

desechos sólidos impregnados con hidrocarburos permitiendo realizar tratamientos efectivos que

dejan al desecho en condiciones óptimas para su disposición final. Esta tecnología también maximiza

la recuperación del hidrocarburo y se disminuye el volumen enviado a disposición final. El sólido

tratado y enviado a disposición final se incorpora rápidamente al suelo nativo y permite el avance de la

re-vegetación natural. El tratamiento térmico elimina la responsabilidad a largo término que esta

asociada con otras tecnologías de remediación.

Por lo que resulta un proceso rápido decididamente menor que en la técnica de encapsulamiento y

biorremediación, siempre alcanzan una eficiencia de remoción >99% del hidrocarburo. La habilidad

para alcanzar tales eficiencias de remoción a costos razonables ha hecho del tratamiento térmico un

tratamiento popular para alcanzar bajos niveles de TPH. El tiempo transcurrido entre el ingreso de

desechos a la planta, se procesa e inmediatamente se puede realizar su disposición final. Se puede

adaptar a diferentes climas. Los resultados obtenidos mediante esta novedosa tecnología, sin duda, son

alentadores, convirtiéndose en una alternativa efectiva y viable de tratamiento para esta corriente de

desechos vale destacar que durante el desarrollo de esta prueba piloto desarrollada en el Distrito

Barinas se logro la reducción significativa en el impacto ambiental y volumen de desechos, se alcanzo

niveles de TDH < 0.005, logrando la aceptación y aprobación del Ministerio para el Poder Popular

para el Ambiente, recomendándola para ser aplicada en otras áreas de alta sensibilidad ambiental

210

V. RECOMENDACIONES

Con base a los resultados obtenidos en este experimento se recomienda:

• Antes de considerar la aplicación de una técnica de tratamiento, se recomienda contar

con información del sitio caracterizar el contaminante a tratar. Posteriormente, cada

tecnología puede elegirse con base en sus costos y a la disponibilidad de materiales y

equipo para realizar el tratamiento.

• En términos generales, las técnicas de fisicoquímicas como el encapsulamiento

(estabilización/solidificación), se recomienda utilizarse en suelos o desechos sólidos

contaminados con metales pesados.

• La técnica de biorremediación se recomienda ser utilizada en lugar de fácil acceso y

cercanos a los sitios de producción de desechos puesto que técnicas de este tipo son

ambientalmente más «amigables» y sus costos no son elevados.

211

• Para el caso del manejo de desechos impregnados con hidrocarburos en el Distrito

Barinas se recomienda la aplicación de la desorción térmica puesto que el análisis

sugiere que es la técnica mas apropiada

ANEXOS

212

ANEXOS 1. Taladro de perforación petrolera

Sistema de Circulación Equipo Rotatorio Equipo de Control de Pozo Tuberías y Equipo

213

de Manejo de Tuberías

1. Tanques de lodo 12. Unión giratoria 23. Preventor anular 29. Tarimas para tuberías

2. Bombas de lodo 13. Kelly 24. Preventores de reventones 30. Planchada

3. Tubo vertical 14. Buje de junta kelly 25. Unidad de acumulación 31. Puerta central

4. Manguera de perforación 15. Mesa rotatoria 26. Múltiple 32. Ratonera de

5. Almacenamiento de lodo a estrangulamiento

granel Sistema de Levantamiento Sistema de Energía Varios

6. Línea de retorno de lodo 16. Bloque de corona 27. Separador de lodo-gas 33. Caseta

7. Zaranda 17. Plataforma del Torrero 34. Sótano

8. Deslimador 18. Bloque viajero 35. Cable de

9. Desarenador 19. Gancho levantamiento

10. Desgasificador 20. Malacate36. Poste grúa

11. Tanques de reserva 21. Subestructura

de ariete 22. Cable de perforación

Anexo 2. Volúmenes detallados de desechos Manejados abril de 2007 hasta marzo 2008

Ripios sin procesar Ripios Procesados

FECHA VOLUMEN RECIBIDO

(M3)

VOLUMEN RECIBIDO

ACUMULADO (M3)

RETORTA

PROCEDENCIA VOLUMEN

PROCESADO (M3)

RETORTA

Muestra W O S W O S

1 27-Apr 12 12 16% 30% 54% CLIFF 42 6 5% 0% 95%

2 28-Apr 0 12 0% 0% 0% CLIFF 43 6 5% 0% 95%

3 29-Apr 22 33 16% 30% 54% CLIFF 43 10 5% 0% 95%

4 30-Apr 21 54 17% 30% 53% CLIFF 43 15 4% 0% 96%

5 1-May 70 124 15% 30% 55% CLIFF 43 8 0% 0% 0%

6 2-May 0 124 0% 0% 0% 0 0 3% 0% 97%

7 3-May 0 124 0% 0% 0% 0 15 4% 0% 96%

8 4-May 0 124 0% 0% 0% 0 12 3% 0% 97%

9 5-May 0 124 0% 0% 0% 0 0 5% 0% 95%

10 6-May 0 124 0% 0% 0% 0 14 6% 0% 94%

11 7-May 0 124 0% 0% 0% 0 10 6% 0% 94%

12 8-May-07 0 124 0% 0% 0% 0 5 5% 0% 95%

13 9-May-07 0 124 0% 0% 0% 0 0 5% 0% 95%

14 10-May-07 0 124 0% 0% 0% 0 9 5% 0% 95%

15 11-May-07 0 124 0% 0% 0% 0 0 5% 0% 95%

16 12-May-07 28 152 15% 30% 55% CLIFF 43 12 5% 0% 95%

17 13-May-07 0 152 0% 0% 0% 0 15 5% 0% 95%

18 14-May-07 28 180 15% 30% 55% CLIFF 43 16 4% 0% 96%

19 15-May-07 49 229 15% 30% 55% CLIFF 43 12 4% 0% 96%

20 16-May-07 0 229 0% 0% 0% 0 0 5% 0% 95%

21 17-May-07 0 229 0% 0% 0% 0 15 5% 0% 95%

21 18-May-07 0 229 0% 0% 0% 0 14 5% 0% 95%

22 19-May-07 35 264 15% 30% 55% CLIFF 43 18 4% 0% 96%

23 20-May-07 0 264 0% 0% 0% 0 16 5% 0% 95%

24 21-May-07 28 292 22% 26% 52% CLIFF 43 20 0% 0% 0%

25 22-May-07 28 320 18% 25% 57% CLIFF 43 28 5% 0% 95%

26 23-May-07 21 341 18% 24% 58% CLIFF 43 13 5% 0% 95%

27 24-May-07 21 362 18% 20% 62% CLIFF 43 19 0% 0% 0%

28 25-May-07 7 369 18% 20% 62% CLIFF 43 8 0% 0% 0%

29 26-May-07 0 369 18% 20% 62% 0 22 5% 0% 95%

30 27-May-07 0 369 18% 20% 62% 0 14 5% 0% 95%

31 22-Jun 7.00 7 20% 28% 52% BOR 37 0.00 0% 0% 0%

32 23-Jun 49.00 56 0% 0% 0% BOR 37 0.00 0% 0% 0%

32 24-Jun 35.00 91 0% 0% 0% BOR 37 37.90 5% 0% 95%

214

33 25-Jun 62.90 154 20% 28% 52% BOR 37 40.85 4% 0% 96%

34 26-Jun 63.00 217 14% 22% 64% BOR 37 39.10 0% 0% 0%

35 27-Jun 0.00 217 0% 0% 0% 0 25.59 3% 0% 97%

36 28-Jun 23.84 241 24% 18% 58% BOR 37 17.80 4% 0% 96%

37 29-Jun 14.00 255 17% 18% 65% BOR 38 2.22 3% 0% 97%

38 30-Jun 38.00 293 19% 23% 58% BOR 38 31.00 5% 0% 95%

39 1-Jul 0.00 293 0 23.00 6% 0% 94%

40 2-Jul 35.00 328 22% 18% 60% BOR 38 22.70 6% 0% 94%

41 3-Jul-07 21.00 349 20% 22% 58% BOR 38 6.51 5% 0% 95%

42 4-Jul-07 7.00 356 24% 19% 57% BOR 38 12.40 5% 0% 95%

43 5-Jul-07 7.00 363 24% 20% 56% BOR 38 17.50 5% 0% 95%

44 6-Jul-07 7.00 370 25% 21% 64% BOR 38 5.24 5% 0% 95%

45 7-Jul-07 0.00 370 0% 0% 0% 0 4.29 5% 0% 95%

46 8-Jul-07 13.70 384 26% 21% 53% 0 0 5% 0% 95%

47 9-Jul-07 0.00 384 0% 0% 0% 0 0 4% 0% 96%

48 10-Jul-07 0.00 384 0% 0% 0% 0 12.08 4% 0% 96%

49 11-Jul-07 14.00 398 14% 28% 58% BOR 38 11.40 5% 0% 95%

50 12-Jul-07 0.00 398 0% 0% 0% 0 13.51 5% 0% 95%

51 13-Jul-07 0.00 398 0% 0% 0% 0 13.90 5% 0% 95%

52 14-Jul-07 0.00 398 0% 0% 0% 0 6.30 4% 0% 96%

53 15-Jul-07 0.00 398 0% 0% 0% 0 5.00 5% 0% 95%

54 16-Jul-07 0.00 398 0% 0% 0% 0 0.00 0% 0% 0%

55 17-Jul-07 0.00 398 0% 0% 0% 0 9.53 5% 0% 95%

56 18-Jul-07 42.00 440 27% 32% 41% BOR 38 5.00 5% 0% 95%

57 19-Jul-07 0.00 440 0% 0% 0% 0 28.00 0% 0% 0%

58 20-Jul-07 0.00 440 0% 0% 0% 0 13.00 0% 0% 0%

59 31/07/07 14 14 18% 22% 60% SIN 18X2 0 0% 0% 0%

100 1/8/2007 35 49 18% 22% 60% SIN 18X2 0 0% 0% 0%

101 2/8/2007 21 70 16% 27% 57% SIN 18X2 0 0% 0% 0%

102 3/8/2007 14 84 21% 20% 59% BOR-37 0 0% 0% 0%

103 14/08/07 0 84 0% 0% 0% 0 8 5% 0% 95%

104 15/08/07 0 84 0% 0% 0% 0 12 5% 0% 95%

105 16/08/07 0 84 0% 0% 0% 0 12 6% 0% 94%

106 17/08/07 0 84 24% 20% 56% 0 15 4% 0% 96%

107 18/08/07 0 84 24% 20% 56% 0 12 4% 0% 96%

108 19/08/07 0 84 24% 20% 56% 0 8 5% 0% 95%

109 20/08/07 0 84 0% 0% 0% 0 8 5% 0% 95%

110 21/08/07 0 84 0% 0% 0% 0 8 5% 0% 95%

111 22/08/07 82 166 30% 28% 42% BOR 19 4 5% 0% 95%

112 23/08/07 14 181 30% 28% 42% BOR 19 15 5% 0% 95%

113 24/08/07 0 181 30% 28% 42% 0 15 5% 0% 95%

114 25/08/07 0 181 30% 28% 32% 0 12 5% 0% 95%

115 26/08/07 30 211 0% 0% 0% SIN 19X2 10 5% 0% 95%

116 27/08/07 40 251 18% 22% 60% SIN 19X2 15 5% 0% 95%

117 28/08/07 0 251 18% 22% 60% 0 15 5% 0% 95%

118 29/08/07 56 307 16% 27% 57% BOR 19 15 5% 0% 95%

119 30/08/07 23 330 32% 20% 48% BOR 19 15 5% 0% 95%

120 31/08/07 0 330 0% 0% 0% 0 15 4% 0% 96%

121 1-Sep-07 0 330 0% 0% 0% 0 15 4% 0% 96%

122 2-Sep-07 35 365 0% 0% 0% SIN 19X2 15 4% 0% 96%

123 3-Sep-07 7 372 27% 22% 51% SIN 19X2 15 4% 0% 96%

124 4-Sep-07 22 394 11% 21% 68% SIN19X2/BOR19 15 4% 0% 96%

125 5-Sep-07 14 408 25% 20% 55% SIN 19X2 15 5% 0% 95%

126 6-Sep-07 0 408 0% 0% 0% 0 14 5% 0% 95%

127 7-Sep-07 0 408 0% 0% 0% 0 14 5% 0% 95%

128 8-Sep-07 0 408 0% 0% 0% 0 14 5% 0% 95%

129 9-Sep-07 0 408 0% 0% 0% 0 14 5% 0% 95%

130 10-Sep-07 0 408 25% 21% 54% 0 15 5% 0% 95%

131 11-Sep-07 0 408 0% 0% 0% 0 16 5% 0% 95%

132 12-Sep-07 0 408 0% 0% 0% 0 16 5% 0% 95%

133 13-Sep-07 0 408 0% 0% 0% 0 16 5% 0% 95%

134 15-09-07 28.0 28 24% 19% 57% pozo 30-34 0 0% 0% 0%

135 21-09-07 14 42 15.0 50.0 35.0 Caipe 13 0 0% 0% 0%

136 22-09-07 21 63 14% 40% 46% Caipe 13 0 0% 0% 0%

137 24-09-07 21 84 15.0 50.0 35.0 Caipe 13 0 0% 0% 0%

215

138 25-09-07 21 105 21% 23% 66% 0 0 0% 0% 0%

139 23/10/07 9 114 15.0 50.0 35.0 pozo 30-34 23 5% 0% 95%

140 24/10/07 24 138 15.0 50.0 35.0 pozo 30-34 23 5% 0% 95%

141 25/10/07 24 162 15.0 50.0 35.0 pozo 30-34 5 5% 0% 95%

142 26/10/07 0 162 0.0 0.0 0.0 pozo 30-34 8 4% 0% 96%

143 27-10-07 9 171 14% 40% 46% pozo 30-34 13 4% 0% 96%

144 28-10-07 18 189 15% 45% 40% pozo 30-34 12 4% 0% 96%

145 29-10-07 22 211 26% 19% 55% pozo 30-34 15 4% 0% 96%

146 30-10-07 7 218 17% 21% 62% Tor-16 19 4% 0% 96%

147 31-10-07 31 249 17% 18% 65% Tor-16/sin97 13 5% 0% 95%

148 1/11/2007 28 277 21% 23% 66% Tor-16 22 5% 0% 95%

149 2/11/2007 14 291 0% 0% 0% Tor-16 27 5% 0% 95%

150 3/11/2007 14 305 12% 20% 68% Tor-16/sin97 23 5% 0% 95%

151 4/11/2007 0 305 0% 0% 0% 0 23 5% 0% 95%

152 5/11/2007 14 319 16% 21% 63% Tor-16 20 5% 0% 95%

153 6/11/2007 14 333 21% 26% 53% sin 97 20 5% 0% 95%

154 7/11/2007 14 347 24% 19% 57% sin 97 25 5% 0% 95%

155 8/11/2007 0 347 0% 0% 0% 0 20 5% 0% 95%

156 9/11/2007 162 509 52% 38% 10% p.30- 34/Tor16 19 4% 0% 96%

157 10/11/2007 0 509 0% 0% 0% 0 20 4% 0% 96%

158 11/11/2007 0 509 0% 0% 0% 0 21 4% 0% 96%

159 12/11/2007 0 509 0% 0% 0% 0 29 4% 0% 96%

160 13/11/07 0 509 0% 0% 0% 0 23 4% 0% 96%

161 14/11/07 0 509 0% 0% 0% 0 30 4% 0% 96%

162 15/11/07 28 537 % 18% 32% Tor-16 27 5% 0% 95%

163 16-11-07 16 553 52% 38% 10% Tor-16 30 5% 0% 95%

164 17-11-07 14 567 50% 16% 34% Tor-16 28 5% 0% 95%

165 18-11-07 42 609 16% 35% 49% Tor-16 30 5% 0% 95%

166 19-11-07 84 693 34% 24% 41% Tor-16 30 5% 0% 95%

167 20-11-07 35 728 52% 38% 10% Caipe 13 35 5% 0% 95%

168 20-11-07 14 742 52% 38% 10% Caipe 13 49 5% 0% 95%

169 22-11-07 0 742 52% 38% 10% 0 15 5% 0% 95%

170 29/10/07 7 7 16% 35% 49% Sin -97 0 4% 0% 96%

171 31/10/07 10 17 14% 40% 46% Sin-97 0 4% 0% 96%

172 06/11/2007 14 31 52% 38% 10% Sin-97 15 4% 0% 96%

173 11/07/2007 14 45 24% 19% 57% Sin-97 20 5% 0% 95%

174 23/11/07 7 52 25% 19% 45% Caipe 14 10 5% 0% 95%

175 24/11/07 0 52 0% 0% 0% 0 15 5% 0% 95%

176 25/11/07 0 52 0% 0% 0% 0 0 0% 0% 0%

177 26/11/07 27 79 15% 50% 35% Caipe 14 0 0% 0% 0%

178 27/11/07 9 88 21% 23% 66% Caipe 14 20 5% 0% 95%

179 28/11/07 21 109 16% 35% 49% Tor-16 15 5% 0% 95%

180 29/11/07 42 151 17% 21% 62% Tor-16 25 5% 0% 95%

181 30/11/07 42 193 52% 38% 10% Tor-16 45 5% 0% 95%

182 01-12-07 42 235 52% 38% 10% Tor-16 20 5% 0% 95%

183 02-12-07 0 235 0% 0% 0% 0 0 0% 0% 0%

184 03-12-07 42 277 17% 21% 62% Tor-16 0 0% 0% 0%

185 04-12-07 0 277 0% 0% 0% Tor-16 27 4% 0% 96%

186 05-12-07 0 277 0% 0% 0% Tor-16 45 4% 0% 96%

187 06-12-07 38 315 17% 21% 62% Tor-16 0 0% 0% 0%

188 07-12-07 0 315 0% 0% 0% sin 97 45 4% 0% 96%

189 08-12-07 58 373 21% 23% 66% POZO39 0 0% 0% 0%

190 09-12-07 7 380 21% 23% 66% POZO39 0 0% 0% 0%

191 10-12-07 14 394 21% 23% 66% POZO39 30 4% 0% 96%

192 11-12-07 7 401 21% 23% 66% POZO39 0 0% 0% 0%

193 12-12-07 7 408 25% 19% 45% POZO39 0 0% 0% 0%

194 13-12-07 14 422 25% 19% 45% POZO39 30 3% 0% 97%

195 14-12-07 7 429 25% 19% 45% POZO39 15 4% 0% 96%

196 15-12-07 0 429 0% 0% 0% POZO39 20 3% 0% 97%

197 16-12-07 0 429 0% 0% 0% 0 15 5% 0% 95%

198 17-12-07 21 450 16% 35% 49% Tor-16 0 0% 0% 0%

199 18-12-07 7 457 16% 35% 49% Tor-16 0 0% 0% 0%

200 19-12-07 0 457 0% 0% 0% Tor-16 19 6% 0% 94%

201 20-12-07 0 457 0% 0% 0% Tor-16 20 6% 0% 94%

202 21-12-07 0 457 0% 0% 0% Tor-16 20 6% 0% 94%

216

203 22-12-07 14 471 16% 35% 49% Caipe 14 15 6% 0% 94%

204 12/12/2007 7 7 19% 26% 55% POZO 39 0 6% 0 94%

205 22-12-07 7 14 16% 31% 53% Caipe 14 0 6% 0 94%

206 23-12-07 35 49 14% 26% 60% 0 7 4% 0 94%

207 24-12-07 21 70 12% 22 66 Caipe 14 0 0% 0 0

208 25-12-07 30 100 24% 25% 52% Caipe 14 0 0% 0 0

209 26-12-07 14 114 20% 27% 53% Caipe 14 0 0% 0 0

210 27-12-07 21 135 18% 24% 58% Caipe 14 0 6% 0 94%

211 28-12-07 28 163 11% 23% 66% Caipe 14 35 4% 0 96%

212 29-12-07 17 180 21% 23% 56% Caipe 14 20 5% 0 95%

213 30-12-07 38 218 20% 24% 56% POZO 39 15 5% 0 95%

214 31-12-07 0 218 0 0 0 POZO 39 24 0 0 0

215 01/01/2008 0 218 0 0 0 Caipe 14 0 0 0 0

216 02/01/2008 7 225 26% 26% 48 Caipe 14 15 6% 0 94%

217 03-01-08 14 239 14% 30% 56 Caipe 14 25 5% 0 95%

218 04-01-08 21 260 10% 33% 57% Caipe 14 25 6% 0 94%

219 05-01-08 21 281 16% 24% 60% Caipe 14 25 5% 0 95%

220 06-01-08 0 281 20% 28% 52% 0 30 6% 0 94%

221 07-01-08 0 281 0 0 0 0 30 6% 0 94%

222 08-01-08 0 281 0 0 0 0 30 5% 0 95%

223 09-01-08 42 323 0 0 0 Bor-40 0 6% 0 94%

224 10-01-08 14 337 24% 26% 50% Bor-40 0 0 0 0

225 11-01-08 0 337 24% 26% 50% 0 10 0 0 0

226 12-01-08 21 358 24% 26% 50% Bor-40 0 0 0 0

227 13-01-08 358 0 0 0 0 15 5% 0 95%

228 14-01-08 358 0 0 0 0 7 6% 0 94%

229 15-01-08 24 382 36% 24% 40% POZO 39 0 5% 0 95%

230 16-01-08 22 404 30% 22% 48% POZO 39 0 6% 0 94%

231 17-01-08 7 411 32% 24% 44% POZO 39 0 5% 0

232 18-01-08 411 0 0 0 0 25 5% 0 95%

233 19-01-08 411 0 0 0 0 28 5% 0 95%

324 20-01-08 411 0 0 0 0 15 5% 0 95%

325 21-01-08 411 0 0 0 0 15 5% 0 95%

326 22-01-08 411 0 0 0 0 15 6% 0 94%

327 01/02/2008 10 10 14% 31% 55% Cliff 42 0 5% 0% 95%

328 02/02/2008 0 10 0% 0% 0% 0 5 5% 0 95%

329 03/02/2008 10 20 30% 28% 42% Cliff 42 0 0% 0% 0%

330 04/02/2008 0 20 0% 0% 0% 0 5 5% 0% 95%

331 05/02/2008 10 30 28% 26% 46% Cliff 42 0 0% 0% 0%

332 06/02/2008 0 30 0% 0% 0% 0 5 6% 0% 94%

333 07/02/2008 0 30 0% 0% 0% 0 5 5% 0% 95%

334 08/02/2008 0 30 26% 24% 50% 0 14 6% 0% 94%

335 09/02/2008 7 37 24% 28% 48% Bor-41 0 0% 0% 0%

336 10/02/2008 21 58 21% 25% 54% Pozo 39 0 0% 0% 0%

337 11/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 3 5% 0% 95%

338 12/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 2 5% 0% 95%

339 13/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 2 6% 0% 94%

340 14/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 4 6% 0% 94%

341 15/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 14 6% 0% 94%

342 16/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 3 6% 0% 94%

343 17/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 4 6% 0% 94%

344 18/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 14 6% 0% 94%

345 19/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 3 6% 0% 94%

346 20/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 5 6% 0% 94%

347 21/02/2008 0 58 0% 0% 0% 0 5 6% 0% 94%

348 22/02/2008 7 65 26% 25% 49% Bor-41 0 0% 0% 0%

349 23/02/2008 7 72 26% 24% 50% Bor-41 7 5% 0% 95%

350 24/02/2008 0 72 0% 0% 0% 0 0 0% 0% 0%

351 25/02/2008 14 86 23% 21% 56% Bor-41 0 0% 0% 0%

352 26/02/2008 7 93 35% 22% 43% Bor-41 0 0% 0% 0%

353 27/02/2008 7 100 26% 24% 50% Bor-41 0 0% 0% 0%

217

BIBLIOGRAFIA

Anitescu, G y Tavlarides, L.L . (2006). Supercritical extraction of contaminants from soils

and sediments. Department of Biomedical and Chemical Engineering. Supercritical fluids.

U.S.A.

Adams R., Dominguez V y Garcia L. (1999). Potencial de la Biorremediación de Suelo y

Agua Impactados por Petróleo en el Trópico Mexicano. Universidad Autónoma de Juárez de

Tabasco. México.

Alexander, M., 1994. Biodegradation and Bioremediation, Academic Press, San Diego, CA.

218

Atlas R. M. (1986). Biodegradation of hydrocarbons in the environment. In: G.S. Omen

(Ed.). Environmental biotechnology, reducing risks from environmental chemicals through

biotechnology. Plenum Press, Nueva York.

Anderson, W.C. (1993). Innovative Site Remediation Technology- thermal desorption Vol. 6

American Academy of environment Engineers.

Azqueta, D. (1994). Valoración Económica de la Calidad Ambiental. Universidad de Alcalá.

España

Araujo, I, Angulo N. (2002). Capacidad degradadora de Cepas Bacterianas autóctonas en

suelos contaminados con Gasoil. CIA-LUZ. Laboratorio de Microbiología Industrial. Acta

Científica Venezolana: 23 (Sup. 1).

Arias J, Sánchez E. (2001). Tratadoras Térmicas de Residuos Peligrosos caso Tabasco.

Asociación Ecológica Santo Tomás, A.C.

American Petroleum Institute (1993). Guide for Assessing and Remediating Petroleum

Hydrocarbons in Soils, , API publication number 1629, San Francisco

Avilan L, Rengifo A. (1988). Los Cítricos. Primera Edición. Editorial América, C.A.

Venezuela.

Barnes G., Hartley D. (2005). Onsite Treatment of Oily Drilling Waste in Remote Areas.

National Technical Conference and Exhibition. Texas. U.S.A. Blanchard J and Stamnes R.

(1997). Engineering Forum Issue Paper: Thermal Desorption Implementation Issues. EPA.

Botasso, H. G y Fensel, E. (2001). Experiencia em la utilizacion de barros contaminados em

bases y subbases de pavimentos de hormigon. Universidad Tecnologica Nacional. Facultad

regional de la Plata. Área Medio Ambiente y Obras Civiles.

Brown, R., Leahy, M.C., Molnaa, B., (1999). Bioremediation-a powerful and

Brock Madigan M.T, Parker J. (1999). Biología de los Microorganismos. Prentince hall

INC. Iberia Madrid. España. p.p 109-148

Brubaker G. (1990). Introduction to “in situ” bioremediation and contaminant transport.

Cardoso D., Iturbe R. (2006). Comparación de Técnicas de Saneamiento en un Suelo

Contaminado con Petróleo Crudo de Tabasco. Instituto de Ingenieria. UNAM. Mexico, D.F.

Cantu P. (2000). La Biorremediacion. Coordinación General de Investigación. Facultad de

Salud Publica y Nutrición. UANL. p.p 1-7

Casanova E. (1996). Introducción a la Ciencia del Suelo. Universidad Central del Venezuela.

p.p 380.

Decreto 2635. (1998). Gaceta Oficial de la Republica de Venezuela. Normas para el control

de la recuperación de materiales peligrosos y el manejo de desechos peligrosos Nº 5245.

Espinosa J. (1994). Fertilidad de Suelos, Diagnostico y Control. Sociedad Colombiana de la

Ciencia del Suelo.

219

Ercoly, E. Galves J. Cantero J. (2002). Análisis y Evaluación de Parámetros críticos en la

biodegradación de hidrocarburos en el suelo. Laboratorio de Bioprocesos Facultad de

Ingeniería Universidad de Cuyo. Mendoza.

Eweis J., Sarina J., Daniel Ch., Edward D. (1999). Principios de Biorrecuperación. Mc.

Graw Hill. Interamericana de Madrid. Mc. Graw Hill. España. 1ra Edición.

Fantin L., Wagner A y Gwyther N. (2004). Tratamiento de Corrientes de Desechos Oleosos

dentro de Yacimientos Petrolíferos y Gasíferos. ERM Argentina S.A. Argentina.

Federick H. (1970). Suelos Tropicales. Universidad de las Antillas. Instituto Interamericano

de ciencias agrícolas.

Feeney, R., Nicotri, J., y Janke D. (1998). Overview of Thermal Desorption Technology.

Naval Facilities Engineering Service Center. California. p.p 1-32

Fernández L. (1992). Prácticas de Fertilizantes y Enmiendas. Universidad del Zulia Facultad

de Agronomía. Trabajo de Ascenso.

Frazar C. (2000). The Biorremediation and Phytoremediation of Pesticide-contaminated

Sites. National Network of Environmental Studies. EPA. U.S.A.

Fusagri. (1984). (Fundación Servicio para el Agricultor). Riego en las fincas. Serie petróleo y

agricultura, N°4.

Garbisu C. (2002). Revista Científica Técnica de Ecología y Medio Ambiente. Instituto

Vasco de Investigación y desarrollo. Año XI, Nº 3, p.p. 2-4.

Garassini L. (1967). Microbiología Agraria. Universidad Central de Venezuela Facultad de

Agronomía. Maracay Venezuela.

Gary R. Barnes, Darryl Hartley- MUD-loc USA Inc. (2005) Onsite Threatment of Drilling

Waste in Remote Areas. AADE-05-NTCE-64. Houston Texas.

Getliff J., McEwen G., Ross S., Richards R., Norman M. (2002). Drilling Fluids Desing

and the use of Vermiculture for the Remediation of Drilling Cuttings. American Association

of Drilling Engineer. Texas, USA.

Genou G, de Naeyer F, Van Meenan P, Van der West h, De Nijs W & Verstraete W

(1994). Degradation of oil sludge by landfarming – a case study at Ghent Harbour.

Biodegradation.

Glenn A., Mover P., Pruett J. O. (2003). Integrated Waste Management: Successful

Implementation of Thermal Phase Separation Technology for Oil- and Synthetic- Based

Cuttings and Drilling Fluid Waste. Environmental Conference held in San Antonio. Texas,

U.S.A.

Gibson, D.T. y V. Subramaina. (1984). Microbial degradation ofaromatic hydrocarbons. pp.

52-83. In: D.T. Gibson (ed.).Microbial degradation of organic compounds. Marcel Dekker,

Inc., Nueva York.

220

González L. (1985). Estudio del grado de biodegradación de crudos con diferentes grados

API en la región sub-central de los llanos orientales de Venezuela. Tesis de Grado. Facultad

de ciencias U.C.V. Venezuela.

Harada, K. (2005). Waste Processing Technologies and Risk of Hazardous Wastes. Centro

de Investigación en Protección Ambiental (CIPA)-Instituto Tecnológico de Costa Rica

(ITCR). Costa Rica.

Hejazi R.F, Husain T & Khan FI (2003). Landfarming operation of oily Kluge in arid region-

human health risk assessment. J. Hazard. Mater.

Infante, C y Vasquez P. (1999). Explotación Petrolera y Ambiente. PDVSA Intevep.

Departamento de Ecología y Ambiente. Vol. 50. Suplemento N 1

Infante C. (2001). Biorrestauracion de areas impactadas por crudo por medio de Intebios y

Biorize. UCV. INCI. Vol. 26. N 10. Caracas Venezuela.

Ivey, D.G., W.W. Lam, M. Neuwirth, D.J. Conrad and R.B. Heimann (1992) "Heavy

Metal Containment in Alite", in Proceedings of the First International Symposium, Cement

Industry Solutions to Waste Management, Canadian Portland Cement Association, Toronto,

Ontario.

Jawetz E., Melnick J, Adelber E. (1981). Manual de Microbiología Médica. Novena

Edición. México.

Jaqueline Hurtado (2000). Metodologia de la Investigacion Holistica.Caracas.

Kam, T. (2000). Assessment of Sludge and Tank Bottoms Treatment Processes. Petroleum

Research and Studies Center. Kuwait Institute for Scientific Research.

Khan F., Husain T., Hejazi R. (2004). An Overview and Analysis of Site Remediation

Technologies. Faculty of Engineering and Applied Science. Memorial University of

Newfounland. Journal of Environment Management. Canada. p.p 95-122

Kapila M and Staples T. (1999). Unique thermal separation technology helps operators meet

waste management goals. SSC Environmental Group Inc. Canada.

King, R.B., GM y J.K. Sheldon. 1992. Practical environmental bioremediation. Lewis

Publishers, Boca Raton, Florida.

La Grega M. Buckingham P. Jeffrey E. (1996). Gestión de residuos tóxicos. Tratamiento,

Eliminación y Recuperación de suelos. Mc. Graw Hill.

Leahy, J; Colwel R. (1990). Microbial degradation of hydrocarbons in the environment.

Microbiology Rev. 54.

Levin M. and Gealt M. (1997). Biotratamiento de Residuos Tóxicos y Peligrosos.

Selección, estimación, modificación de microorganismos y aplicaciones. McGraw-Hill. USA.

Leyva D y Iturbe R. (2006). Comparación de técnicas de saneamiento de un Suelo

Contaminado con Petróleo Crudo de Tabasco. UNAM. México.

221

Linares, A. y Herrera, F. (2000). Emplazamientos Contaminados por Hidrocarburos.

Geotecnia.

Luria, S.E. (1960). Data for a bacterium, Escherichia coli. In: I.C. Gunsalus y R.Y. Stainer

(eds.). The Bacteria. Vol. 1,Cap. 1. Academic Press, Nueva York.

MacIntyre, D. (2000). Techniques for the offshore treatment and disposal of retrieved drill

cutting piles. Environmental Resources Management. Reference 6249. Edinburgh.

Margesin R. (2000). Efficiency of Indigenous and Inoculated cold adaptated soil

microorganisms for biodegradation of diesel oil alpine soil. Institute of Microbiology

University of Innsbruck Austria.

Martin A. (1994). Biodegradation and bioremediation. Department of crop soil an

atmospheric science Cornell University New York.

Maroto A. (2002). Aplicación de sistemas de Biorremediación de suelos y aguas

contaminadas por Hidrocarburos. GEOCISA. División Protección de Suelos.

Meza Y. y Lugo G. (2000). Biorremediación de Suelos Contaminados con Hidrocarburos

Utilizando Lodos Residuales Domésticos Tratados. Facultad de Ingeniería. Universidad del

Zulia.

Mendoza, J., Navarro, A. Viladevall, M. y Doménech, L. (1999). Caracterización y

tratamiento térmico de suelos contaminados por mercurio. Departamento de M. Fluidos.

ETSEIT. Universidad Politécnica de Cataluña (UPC). Colón 7. 08222-Terrassa.

Metcalf & Eddy (1996). Ingeniería de las Aguas Residuales. Tratamiento, Vertido y

Reutilización. Tomo I. McGraw-Hill. México.

Mc Guinnis, G. (1991). Bioremediation Studies at a Northern California superfund site.

Journal of Hazardous material, Vol. 28.

Mphekgo M. and Cloete T. (2005). Bioremediation of Petroleum Hydrocarbons through

landfarming: Are simplicity and cost-effectiveness the only adventages?. Environmental

Science. South Africa.

Newman, Alan (1992) "Is Cement all it's Cracked Up to be?"; Environmental Science and

Technology, Vol. 26, No. 1, 1992

Nyer, E.K. (1996). In situ Treatment techology . Lewis Publishers. Boca Roto, Florida

PDVSA EPM (2002). Manejo y Disposición de Ripios de Pozos Someros de la Costa

Oriental del Lago de Maracaibo. Venezuela.

Pellini L. (2006). Biorremediacion estimulada por efluentes tratados de suelos contaminados

con hidrocarburos. Departamento de Química de la Facultad de Ingenieria. Universidad

Nacional del Comahue.

Piña, J., Merino J,. Errazu, F. y Bucala, V. (2002). Thermal Treatment of Soils

Contaminated with Gas Oil: Influence of Soil Composition and Treatment Temperature.

Elsevier Science. Argentina.

222

Picaro A, Noguera A, Baeta-Hall L Mendoza E de Fátima rodrigues M, de Ceu Saagua M.

(2001) Landfarming in PAH- contaminated soil. J. Environ. Sci. Health.

Prescott L., Harley J., Klein D. (1999). Microbiología 4 ta Edición. Mc Graw Hill

Interamericana España.

Porta J.; Lopez M.; Roquero C. (1994). Edafología para la Agricultura y el Medio

Ambiente. 1ra Edición, Ediciones Mundi – Prensa, Madrid.

Riser-Roberts, E., (1998). Remediation of Petroleum Contaminated Soil:Biological,

Physical, and Chemical Processes, Lewis Publishers, Boca Raton, FL.

Romero G. (2001). Eficiencia de cepas bacterianas autóctonas en la biorremediación de

aguas contaminadas con derivados de hidrocarburos. Maracaibo. Tesis de Grado. LUZ.

Facultad. Ingeniería. Centro de Investigación del Agua.

Romero A., Hernandez O. (1999). Informe Técnico: Desorción Térmica. INTEVEP.

Caracas.

Romero L., Vargas M y Padilla F. (2007). Desarrollo de la Tecnología de inmovilización:

estabilización/solidificación de desechos peligrosos en Costa Rica. Estudio de caso en lodo de

electrodeposición. Centro de investigación en Protección Ambiental. Instituto tecnológico de

Costa Rica. Costa Rica.

Sánchez C. (2002). Acceso a Información Sobre Tecnologías de Tratamiento de Suelos y

Aguas Subterráneas Contaminados. Oficina de Innovación Tecnológica Agencia de

Protección Medioambiental de los EE.UU.

Sampat A. (1973). Física de Suelos. Principios y Aplicaciones, Editorial Limusa-Wiley,

México.

Sawyer, C; McCarty, P y Parkin, G. (2000) Química para Ingeniería Ambiental. Cuarta

Edición. Editorial McGraw-Hill Interamericana S.A. p.p 180. Colombia.

Schmidt, W. (2001). Suelos Contaminados con Hidrocarburos: La Biorremediacion como

una Solucion Ecológicamente Compatible. Cooperación Tecnica Alemana (GTZ).

Seeley H, and Vandemark P. (1973). Manual de Laboratorio para Microbiología. Microbios

en acción. Editorial Blume. Barcelona.

Seaton S., Morris R., Blonquist J., and Hogan B. (2006). Analysis of Drilling Fluid Base

Oil Recovered from Drilling Waste by Thermal Desorption. International Petroleum

Environmental Conference. San Antonio. Texas. p.p 1-9

Shi, C., Spence, R. (2004). Designing of Cement-Based Formula for

Solidification/Stabilization of Hazardous, Radioactive and Mixed Wastes. Critical Reviews in

Environmental Science and Technology.

Soto G. (1997). Biorremediación de un suelo contaminado con hidrocarburos utilizando

bacterias autóctonas. Tesis. Post-Grado, Ingeniería Ambiental Universidad del Zulia.

223

Stephenson, R., Simon, S., Mocharen, R., Hernandez, E., Pair, B. (2004). Thermal

Desorption of Oil-Based Drilling Fluids Cuttings: Processes and Technologies. Society of

Petroleum Enginieers.

Stegemann, J.A. and P.L. Coté (1991) "Investigation of Test Methods for Solidified Waste

Evaluation - A Cooperative Program", Report EPS 3/HA/8, Environment Canada Wastewater

Research Centre, Ottawa

Tuncan, A,. Tuncan, M y Koyuncu H. (2000). Waste Management and Research. Vol. 18.

N 5.

U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 1980, Guide to the Disposal of Chemically

Stabilized and Solidified Waste. Office of Water and Waste Management.

U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 1986, EPA/540/2-86/001. Handbook for

Stabilization/Solidification of Hazardous Wastes. Hazardous Waste Engineering Research

Laboratory.

U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 1991. Engineering Bulletin: Thermal

Desorption Treatment. EPA/540/2-91/008. Superfund. May.

U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 1992. Demonstration Bulletin: AOSTRA-

SoilTech Anaerobic Thermal Processor: Wide Beach Development Site. EPA/540/MR-

92/008. SITE (Superfund Innovative Technology Evaluation), prepared by SoilTech

ATPSystems, Inc. March.

U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 1992., Guide for Conducting Treatability

Studies Under CERCLA: Thermal Desorption Remedy Selection, Interim Guidance.

EPA/540/R-92/074

U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 1993. Demonstration Bulletin: Low

TemperatureThermal Aeration (LTTA) Process. EPA/540/MR-93/504. SITE (Superfund

Innovative Technology Evaluation), prepared by Canonie Environmental Services, Inc.

March.

U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 1994a. Engineering Bulletin: Thermal

DesorptionTreatment. EPA/540/S-94/501. Superfund. February. U.S. Environmental

Protection Agency. 1994b. “Draft Guidance for Implementing ThermalDesorption Remedies

at Superfund Sites.” Memorandum from John J. Smith, Chief Design and Construction

Management Branch. July.

U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 1994c. Vendor Information System for

InnovativeTreatment Technologies (VISITT Database), Version 4.0. Office of Solid Waste

and Emergency Response, Washington, DC.

U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 1995. Tech Trends: Thermal Desorption at

Gas Plants.EPA-542-N-95-003. No. 20. June.

U.S. Environmental Protection Agency (EPA).. 1996. Technology Fact Sheet: A Citizen’s

Guide toThermal Desorption. EPA 542-F-96-005. Technology Innovation Office. April.

224

U.S. Environmental Protection Agency (EPA). (1997). Thermal desorption implementation

issues. EPA540/f-95/031. Publication 9200.5-224FS. p.p 1-8

U.S. Environmental Protection Agency (EPA). (1998). Superfund Record of Decision

Amendment. EPA/AMD/R05-98/157 MOSS-AMERICAN CO., INC.

U.S. Environmental Protection Agency (EPA). 2001. Treatment Technologies for Site

Cleanup: Annual Status Report 10th

edition

U.S. Environmental Protection Agency (EPA).(2006). Low-Temperature Thermal

Desorption. EPA510/B-95/007. A.

Environment Canada (2003) Canada's Greenhouse Gas Inventory 1990-2003: National

Inventory Report.

U.S Fuerza Armada. (1995). Remediation Case Studies: Thermal Desorption, Soil Washing,

And In Situ Vitrification. Volumen1.

U.S. Naval. (1998). Overview of Thermal Desorption Technology.

Seller, K. 1999. Fundamentals of hazardous waste site remediation. Lewis Publishers.

SharabiN.E-D. Bartha. 1993. Testing some assumptions about biodegradability in soil as

measured by carbon dioxide evolution. Appl. Environ, microbial. 59: 1201-1205

Van Deuren, J., Z. Wang, Z y J. Ledbetter 1997. Remediation technologies Screening Matrix

and Reference Guide. 3 er Ed. Techonology innovation office, EPA.

http://www.epa.gov/tio/remed.htm.

Volke T y Velasco J. (2003). El Composteo: Una alternativa de tecnología para la

Biorremediación de suelos en México. Instituto Nacional de Ecología. México.

Volke T y Velasco J. (2002). Tecnologías de Remediación Para Suelos Contaminados.

Instituto Nacional de Ecologia. Mexico.

Wait, S.T y Thomas, D. (2003). The Characterisation of Based Oil Recovered From the Low

Temperature Thermal Desorption of Drill Cuttings. Society of Petroleum Enginieers.

Wiles, C. (1997). Solidification and Stabilization Technology. En Standard Handbook of

Hazardous Waste Treatment and Disposal, Freeman, H. (Editor): pp 7.31-7.46. McGraw-Hill.

Wilson, D., Balkau, F. y Thurgood, M. (2005). Solidificación y Estabilización. Manual de

Formación en gestión de residuos peligrosos para países en vías de desarrollo. Disponible:

www.uneptie.org/pc/hazardouswaste/menu.htm.

Young, J. Francis (1992) "Dense High Strength, Low Permeability Cement-Based Materials

for Containment" in Proceedings of the First International Symposium, Cement Industry

Solutions to Waste Management, Canadian Portland Cement Association, Toronto, Ontario. ,

October.

Zamudio R e Islas R. (2000). Propuesta para la reclasificacion de peligrosidad em recortes

de perforacion contaminados com hidrocarburos. PEMEX. Mexico.

225

Zupan, T. y Kapila, M. (2000). Thermal Desorption of Drill Muds and Cuttings in Ecuador:

The environmental and Financially Sound Solution. Society of Petroleum Engineers 61041.