L a explotación de un yacimiento de petróleo provocainevitablemente la generación de residuos con altasconcentraciones de hidrocarburos. Es por ello que se

tiende a minimizarlos, reciclarlos o, eventualmente, tratarlospara así disponer de ellos de manera apropiada y responsable.

No obstante, su manejo, tratamiento y disposición finalresultaba un tema no siempre fácil de resolver, en especialen los yacimientos ubicados en la Patagonia argentina,donde existen numerosas limitaciones climáticas y edáficas,entre otras, que dificultaban cualquier tipo de tratamientobiológico convencional. Los fuertes vientos del oeste –quesoplan en forma prácticamente ininterrumpida– junto conlas escasas precipitaciones constituyen los elementos deter-minantes de la extrema aridez de la zona. Además, las con-diciones de los suelos (carentes de horizontes genéticos, condéficit de fósforo, nitrógeno y comunidades bacterianascapaces de producir la biodegradación natural) actúan comofactor limitante de la implementación de los tratamientosbiológicos. Sin embargo, debido a diversas iniciativas reali-zadas por distintas empresas (entre las cuales se encuentranno sólo la metodología desarrollada por Tecpetrol, motivodel presente artículo, sino también, por ejemplo, los avan-ces obtenidos en los métodos de biorremediación por técni-cas biológicas) el tema parece haberse resuelto. El paradig-ma de que resulta prácticamente imposible realizar un trata-miento eficaz de los barros empetrolados en los yacimientosdel sur argentino ha quedado sin fundamentos.

Nueva tecnología

Consciente de estas limitaciones externas, Tecpetrol sepropuso investigar alternativas para el tratamiento de

dicha corriente de residuos en su área El Tordillo, localiza-da en el flanco norte de la Cuenca del golfo San Jorge, enla provincia de Chubut. Es operado por Tecpetrol desdejulio del año 1991 y actualmente cuenta con una produc-ción diaria promedio de 4300m3 de petróleo.

El objetivo de la tecnología desarrollada consiste en lamaximización de la recuperación del hidrocarburo, con elfin de reducir el volumen tratado enviado a disposiciónfinal. Incluye diferentes etapas, en las que se combinanmétodos físicos, químicos y biológicos. La originalidad deeste proceso radica en la forma en que estos métodos seincluyen dentro un sistema de tratamiento único.

El lugar elegido para desarrollarla fue la antigua plantade lodos del área. Esta instalación tenía las ventajas depresentar la infraestructura necesaria para el proceso, dis-minuyendo así los valores de inversión inicial (que sólo seredujo a un simple revamping de las conexiones de las pile-tas), y de situarse próxima a la planta central de trata-miento del área, donde se envía el petróleo recuperado.

Descripción del residuo

Los residuos son “barros empetrolados” provenientes delas tareas de producción, trabajos de reparación y termina-ción de pozos, limpieza de los tanques de almacenamientode petróleo (“fondos de tanques”), geles provenientes decementaciones primarias y secundarias de pozos, de estimu-laciones de pozos y sólidos producto de derrames. El volu-men diario de residuos recibido en la planta de tratamientodel yacimiento es de 150m3. Se trata de residuos que seencuentran generalmente en un estado semisólido. Al reali-zar una caracterización de los mismos, se puede afirmar que

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Tratamiento de barros empetroladosen la Patagonia. ¿Tema resuelto?Por Federico Sameghini, Tecpetrol SA

En base a distintos experimentos realizados en los últimos años,

y al aplicar además una dosis de creatividad, se ha resuelto

esta problemática ambiental en los yacimientos de la Patagonia.

Así lo explica en este artículo el Ing. Federico Sameghini.

Casos y estrategias

están constituidos por agua y petróleo principalmente y, enmenor proporción, por arena, bentonita, productos ácidos,geles de fractura, arcillas, áridos de distintos tamaños, arenay polímeros. En el caso particular del área en cuestión, estosresiduos no contienen como componentes metales pesados.

Los análisis realizados para verificar laefectividad del método demuestran que losbarros empetrolados que ingresan a laplanta de tratamiento contienen aproxi-madamente una concentración promediode 40.000ppm (partes por millón) dehidrocarburos totales.

Descripción del proceso

La infraestructura necesaria para laimplementación de este tratamiento cons-ta de cuatro piletas de acero, cada una con150m3 de capacidad. Sus dimensiones sonlas siguientes: 20m(l) x 3m(a) x 2.5m(h).Las mismas se encuentran interconectadaspor tuberías y bombas de movimiento defluidos y están provistas de una línea desuministro de vapor (que se obtiene a tra-vés de una caldera), de energía eléctrica yde agua. Cuenta también con dos bombasde agua, un tanque pulmón de almacena-

miento de agua de 320m3 de capacidad, cinco contenedo-res donde se almacenan los sólidos, un mixer y una piletade contingencias impermeabilizada de 1800m3.

A continuación, en la figura 1 se presenta un esquemade la planta.

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Tal como se indica en la figura 1, los camiones descar-gan los “barros empetrolados”, provenientes de las distin-tas operaciones, en las piletas 2 y 3, de acuerdo con la pro-porción de petróleo que contenga el residuo (independien-temente del resto de su composición). Si el residuo contie-ne un porcentaje de hidrocarburos totales mayor al 1%, sedescarga en la pileta 2; en el caso contrario, se descarga enla pileta 3.

En la pileta 2 el barro empetrolado con un alto porcen-taje de petróleo se deja decantar veinticuatro horas y pordiferencia de densidades se recupera el petróleo remanenteen superficie mediante una bomba fly y se lo envía a lapileta 1. El agua (con un contenido menor de hidrocarbu-ro que no se pudo separar) se envía a la pileta 4. Por últi-mo, los sólidos que decantan se remueven mecánicamentey se envían a los contenedores para su tratamiento. Con elfin de favorecer la decantación, existe un sistema de agita-ción hidráulica en todas las piletas.

En la pileta 1 se aplica calor a través del vapor de unserpentín (alimentado de una caldera) ubicado en la parte

superior de la misma, para favorecer la eficaz separaciónde las dos fases líquidas (hidrocarburo y agua). El petróleorecuperado pasa por rebalse a un recinto más pequeño(dividido por un tabique) ubicado dentro de la mismapileta, desde donde se bombea a la planta de tratamientocentral para reincorporarse al circuito de producción delyacimiento por cumplir con los requisitos mínimos decontenido de sólidos y agua (porcentaje menor al 15% deagua y 5% de sólidos totales), previo muestreo y análisisquímico que asegure el cumplimiento de dichos paráme-tros. El agua separada del hidrocarburo se envía a la pileta4 para completar su clarificación y permitir luego su dis-posición final (reinyección a pozos sumideros).

Los barros empetrolados con bajo contenido de petró-leo ingresan directamente a la pileta 3. Allí se deja decan-tar al fluido en un rango variable de doce a veinticuatrohoras (que depende del contenido de sólidos con el cualingresa). El tiempo de residencia del residuo en esta piletaes fundamental, con el fin de que decanten los sólidos ensuspensión luego de la agitación. El agua clarificada pasafinalmente a la pileta 4 desde donde, luego de haber reco-lectado el agua proveniente de todas las piletas, es bombe-ado al tanque de almacenamiento. Allí se efectúan los res-pectivos análisis de hidrocarburos totales y sólidos en sus-pensión. Si los resultados se encuentran dentro de losparámetros estipulados (concentración máxima de hidro-carburos menor a 30ppm y concentración de sólidos ensuspensión menor a 60ppm), el agua se envía a reinyec-

ción a los pozos sumideros del yacimiento. En el caso deque se encuentre un remanente de hidrocarburo en estapileta se separa del agua y se bombea a la pileta 2 paraefectuar nuevamente su tratamiento.

Para terminar, la corriente de sólidos empetrolados(provenientes de las piletas ecológicas de los equipos dework over de las distintas piletas de decantación de lasplantas y productos de derrames) es depositada mediantecamiones volcadores directamente en los contenedoresespeciales donde estos sólidos reciben tratamiento juntocon los sólidos restantes, separados de las piletas 2 y 3.

Allí, los sólidos se calientan mediante el vapor de unserpentín, produciéndose una primera etapa de la desor-ción térmica del residuo; es decir, se separa de la matrizsólida un porcentaje del contenido de hidrocarburos delresiduo. El volumen de petróleo recuperado por este siste-ma es enviado a la pileta 1, para luego ser bombeado a laplanta de tratamiento central del yacimiento. Medianteesta desorción se recupera 0.020m3 de petróleo por cadam3 de sólido empetrolado.

El resto de los sólidos empetrolados son homogeneiza-dos mediante un agitador mecánico e inertizados median-te un proceso de mezclado en un mixer, en el cual se losmezcla a contracorriente con un producto inertizantebasado en algas marinas y cal, según las siguientes propor-ciones: por cada m3 de residuo, se agregan 2kg del produc-to y 10kg de cal. Finalmente, se somete a un proceso desecado durante un lapso de doce horas. Este proceso serepite las veces que sea necesario hasta lograr la remocióncompleta del hidrocarburo y deshidratación del sólido.

Previo a su disposición final, se controla el pH de losmismos (que varía entre 6 y 8) y se realizan los análisiscorrespondientes para verificar el cumplimiento de losparámetros dispuestos por la legislación ambiental vigentey por la norma interna de vertidos de Tecpetrol. Si cum-plen con los parámetros establecidos, se disponen en suelonatural de una locación abandonada localizada muy pró-xima a la planta.

Descripción del producto inertizante

Es una mezcla de algas y sales minerales utilizada parainertizar los residuos empetrolados, que se tratan en loscontenedores. Este producto consiste en material sólido,en forma de polvo, que proviene del tratamiento y la dese-cación de algas marinas autóctonas (extraídas y procesadasen la zona de puerto Deseado, en la provincia de Santa

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“La explotación de un yacimiento de petróleo provoca inevitablemente

la generación de residuos con altas concentraciones de hidrocarburos.

Es por ello que se tiende a minimizarlos, reciclarlos o eventualmente

tratarlos para así disponer de ellos de manera apropiada y responsable.”

Cruz), que se mezclan con agregados de sales minerales ypolisacáridos macromoleculares.

Es importante no descuidar el pH de trabajo, pues deser menor a 4 puede precipitar el producto, y si es mayorde 10 puede perder viscosidad y volverse inestable. Por lotanto, antes de ingresar el sólido empetrolado al mixer sedebe medir (y, en todo caso, ajustar) el pH para lograr unefectivo tratamiento del residuo.

Estudios efectuados en la Universidad de Floresdemuestran que, al aplicar este tratamiento, el porcentajede hidrocarburos presentes en el residuo tratado es menoral 1%, que reduce también la presencia de BTEX (benceno,tolueno, etilbenceno y xilenos) a menos del 1% del conte-nido inicial.

Resultados

Este proceso tiene por objetivo maximizar el petróleorecuperado del residuo. Por otro lado, se obtiene un resi-duo sólido y un efluente líquido, ambos inertizados yaptos para disposición final.

En la figura 2 se pueden observar los resultados obteni-dos durante el primer semestre del año 2005.

Figura 2. Todos los valores se hallan expresados en m3.

La columna 1 indica el volumen total de fluido (líqui-do, semisólido y sólido) que entra a la planta de trata-miento de barros empetrolados. La columna 2 establece elvolumen de ese fluido ingresado que contiene un porcen-taje mayor a 1% de hidrocarburos totales.

La columna 3 muestra el total mensual de petróleo recu-perado del residuo. Este volumen se bombea directamente ala planta central de tratamiento del yacimiento, donde seune al resto de la producción, ya que cumple con los pará-metros mínimos de entrada a la planta y demuestra la efica-cia del proceso de separación de las fases. Vale aclarar queeste hidrocarburo, usualmente, ya formaba parte del resi-duo, por lo que se consideraba irrecuperable.

La columna 4 indica el volumen de agua separada delresiduo, tratada y libre de hidrocarburos, que se envía areinyección en pozos sumideros, ya que cumple con losrequisitos mínimos que debe tener el agua para ser rein-yectada. Vale aclarar que este efluente, debido a su cali-dad, también estaría apto para disposición en el terreno.

Como se puede apreciar, casi un 90% del residuo queingresa a la planta lo constituye el agua. La eficacia de esteproceso es lograr la clarificación del efluente y liberarlo delcontenido de hidrocarburo en forma rápida y simple.

Por último, la columna 5 refiere el volumen de sólidostratados enviado a disposición final. Este volumen nuncasupera una concentración máxima de hidrocarburos de5000ppm. Al analizar la concentración de hidrocarburostotales con la cual ingresa el residuo a la planta (aproxi-madamente 40.000ppm) y la que posee el sólido que seenvía a disposición final (promedio de 2000ppm) se obser-va la elevada eficiencia de remoción de hidrocarburos delproceso. Esta eficiencia se basa principalmente en fomen-tar la recuperación del hidrocarburo en las primeras etapasdel proceso (mediante un reproceso continuo) y luego enla efectividad del proceso de inertizado final.

La disposición final del sólido tratado se realiza sobre elsuelo de una antigua locación abandonada del yacimien-to, localizada en un sitio cercano a la planta de tratamien-to. El sólido se esparce sobre el terreno y, luego de unosmeses, ya se observan indicios de revegetación natural enel sitio, lo que demuestra la incorporación exitosa del sóli-do al suelo de la zona. La revegetación natural en estaregión se encuentra limitada por los factores climáticos yaexpuestos; de ahí la relevancia de los procesos de revegeta-ción observados.

Conclusiones

La metodología desarrollada resulta novedosa y tiende aresolver uno de los problemas más importantes de losyacimientos petroleros localizados en la Patagonia.

A continuación, se detallan las ventajas encontradas:- Permite realizar un tratamiento efectivo de los barros,

que dejan al residuo (tanto líquido como sólido) encondiciones óptimas para su disposición final y cum-ple con los parámetros establecidos por la legislaciónambiental vigente.

- Se maximiza la recuperación del hidrocarburo y se dis-minuye el volumen enviado a disposición final. Porcada m3 de residuo empetrolado que ingresa se recupera0,150m3 de petróleo, el cual reingresa al circuito de pro-ducción. De este último valor, 0,020m3 se recuperandirectamente por desorción térmica del residuo sólido.

- La relación costo/beneficio lo hace factible económica-mente, ya que con el petróleo que se recupera y rein-gresa al circuito de producción se autofinancia elcosto operativo y de mantenimiento del proceso,incluso superándolo en algunos meses.

- El sólido tratado y enviado a disposición final se incor-pora rápidamente al suelo natural y permite el avancede la revegetación natural.

- Resulta un proceso rápido, ya que el tiempo transcurri-do entre el ingreso de fluidos a la planta y su disposi-ción final (sin tener en cuenta el tiempo de los análi-sis químicos) no supera en promedio las veinticuatrohoras y permite el tratamiento de corrientes de resi-duos empetrolados de distintos orígenes.

-Se puede adaptar a diferentes climas.Los resultados obtenidos mediante esta novedosa tec-

nología, sin duda, son alentadores, convirtiéndose en unaalternativa efectiva y viable de tratamiento para estacorriente de residuos, que tantos dolores de cabeza ha cau-sado a las operadoras de los yacimientos de la Patagonia.

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