TRATAMIENTO MICROBIOLGICO DEL AGUA

TRATAMIENTO MICROBIOLOGICO DEL AGUA

El conocimiento de los microorganismos presentes en el agua es muy importante debido a que pueden causar corrosin o taponamiento de las tuberas o equipos de produccin e inyeccin.

BIOLOGA.- Es la parte de la ciencia que estudia la vida y los procesos de los organismos.

MICROBIOLOGA.- Es la parte de la Biologa que se encarga de los microorganismos, en la industria petrolera la principal preocupacin que conlleva la vida de estos seres unicelulares es la capacidad que tienen para vivir en todo tipo de condiciones y velocidad de multiplicacin.

MICROORGANIMOS PRESENTES EN LOS SISTEMAS DE AGUA Y PETRLEOBACTERIASLas bacterias constituyen los microorganismos de mayor inters para nosotros en el manejo del agua. La clula bacteriana tiene poca estructura visible, incluso cuando se examina con un microscopio electrnico. Alrededor de la clula hay una pared celular que da a la clula su forma. Dentro de la pared celular hay una membrana semipermeable delgada que rodea el contenido de la clula bacteriana y selectivamente controla el paso de sustancias entre la clula y su medio externo. La clula se llena de agua que contienen diferentes minerales y productos qumicos. La mayora de las especies son mviles, lo que significa que las bacterias se impulsan a travs del agua por medio de uno o ms flagelos de ltigo.

EUCARYAEste grupo de microorganismos incluye algas, hongos y protozoos.AlgasLas algas son plantas unicelulares que contienen clorofila que fabrican su alimento por fotosntesis usando la luz como fuente de energa y CO2 como fuente de carbono para todo el crecimiento. Necesitan la luz solar para el crecimiento normal, aunque pueden crecer lentamente en la oscuridad. Las algas pueden formar limo en la superficie del agua que se identifica fcilmente por su color verde o azul-verde. A menudo se observa en el agua estancada y en las torres de refrigeracin.Las algas estn presente en el agua de mar, aunque por lo general no como lodos. Hay nmeros especies en la mayora de los ocanos y que pueden contribuir sustancialmente a los slidos de taponamiento en el agua.HongosLos hongos generalmente crecen mejor en sistemas aerbicos y se cree que causa algunos problemas en la mayora sistemas de inyeccin de agua.ProtozoosLos protozoos son la forma ms simple de la vida animal. Se encuentran tanto en agua dulce y salada y requieren oxgeno para vivir. En los sistemas de inyeccin de agua que se encuentran en los tanques o fosas abiertas. Tambin se encuentran en los filtros cuando se airea el agua. En general, el control de la otra poblacin microbiana basta para controlar la poblacin protozoa.

MACROORGANISMOSLos ocanos del mundo contienen criaturas como el plancton que se aplica a todos los animales y plantas que viven libremente en el agua y que, debido a sus poderes limitados de movimiento, simplemente se mueven debido a las corrientes de agua. Esto no quiere decir que no pueden nadar. Algunos, como los crustceos y larvas de peces pueden nadar muy bien, pero puede que no sean capaces de nadar ms rpido que el agua en que se mueven.El plancton puede agruparse por tamaos. Animales muy grandes, como las medusas se llaman megaloplancton. Esos organismos que son fcilmente visibles con el ojo humano, y hacia abajo al reducir su tamao los de 1 mm se conocen como macro plancton. Organismos ms pequeos de 1 mm de tamao, pero ms grande que 75 um son micro plancton. Los de tamao ms pequeo se llaman nano plancton, que incluyen plantas diminutas, bacterias y criaturas llamadas flagelados. Los flagelados ms pequeos, es decir, aquellos por debajo de 5 um, a veces son llamados ultra plancton.El plancton es importante para nosotros, ya que constituyen una parte importante de los slidos de taponamiento en la mayora de las aguas marinas. Adems, sirven como alimento para las criaturas ms grandes, que a su vez puede contribuir a dicho problema.CLASIFICACIN DE LAS BACTERIASLas bacterias son extremadamente pequeas (alrededor de 0,5 um de dimetro). Las bacterias tienen forma de esferas, barras rectas, o varillas curvadas. Las formas se nombran de la siguiente manera:1. Una sola bacteria esfrica: COCOComo un asunto de inters, una cadena o cadena de cocos se llama un estreptococo, mientras que una hoja o plano de cocos se llama un estafilococo.2. varilla recta: BACILO3. varilla curvada:Vibrio: Una sola curva en forma de "C"Sigmoide: forma de "S"Spirillum: Dos o ms curvas en la forma de un tornillo o espiral.

CRECIMIENTOLa razn de los problemas originados por estos organismos es la velocidad de su multiplicacin, en condiciones ideales su poblacin puede duplicarse en 20 minutos, lo que quiere decir que pocas bacterias pueden llegar a colonizar millones de bacterias en pocas horas. Las bacterias pueden desarrollarse en un amplio rango de temperaturas, desde 10 a 99 C., y valores de PH entre 0 y 10,5., pueden vivir en grupos formando slidos en superficies o suspendidos en el agua, cundo estn adheridas a superficies se denominas bacterias ssiles y si estn suspendidas en el fluido se llaman plancton o simplemente flotantes.

CLASIFICACIN DE LAS BACTERIAS

Uno de los mtodos de clasificacin de las bacterias que es de inters en los sistemas petroleros es saber si las bacterias especficas requieren o no oxgeno para vivir. Se dividen en tres categoras:

BACTERIAS AEROBIAS.- necesitan oxgeno para crecer BACTERIAS ANAEROBIAS.- no necesitan oxgeno para crecer BACTERIAS FACULTATIVAS.- pueden crecer con o sin oxigenoProblemas que causan las bacterias:

Bsicamente son 2 los ms importantes: taponamiento y CorrosinLas bacterias pueden afectar el proceso de corrosin en los sistemas de campos petroleros de varias maneras.1. Generar sulfuro de hidrgeno, lo que aumenta la corrosividad del agua.2. Producir cidos orgnicos que inician o aceleran la corrosin sobre la superficie metlica por efecto de las colonias.3. Producen enzimas que pueden aumentar la velocidad de corrosin mediante la participacin directa en el proceso de corrosin electroqumica.4. Oxidar el hierro soluble en el agua, haciendo que se precipite y forme depsitos llamados "tubrculos.5. El Taponamiento puede resultar de la actividad bacteriana debido a la formacin de la biomasa bacteriana, la generacin de producto de corrosin (tales como sulfuro de hierro) o la precipitacin de hierro soluble en el agua.

Sulfato de Reduccin de Bacterias (SRB)

Los reductores de sulfato probablemente causan problemas ms serios en los sistemas de inyeccin de campos petroleros que cualquier otra bacteria. Reducen el los iones sulfato o sulfito en el agua a iones sulfuro, resultando en H2S como un subproducto.Ellos pueden participar directamente en la reaccin de corrosin por picadura y causarla directamente debajo de la colonia bacteriana

Corrosin en picadura causada por un Sulfato Reductor de Bacterias

Tipos de Sulfatos Reductores de Bacterias

Cerca de nueve familias o gneros, de bacterias reductoras de sulfato son conocidos. Sin embargo, la mayora de los problemas de corrosin SRB se atribuyen a miembros de dos familias: Desulfovibrio y Desulfotomaculum.

Los organismos reductores de sulfato ms comnmente detectados en el campo petrolfero pertenecen al gnero Desulfovibrio. (S'9)

Desulfotomaculum puede formar esporas. Una espora bacteriana es una estructura formada dentro del cuerpo de una bacteria. Las esporas son resistentes a la temperatura, cidos, alcoholes, desinfectantes, secado, congelacin y muchas otras condiciones adversas.

Las esporas pueden durar cientos de aos y luego germinar en condiciones favorables. Una espora tiene muchas de las caractersticas de una semilla, pero no es una estructura reproductiva.Efectos de la Salinidad

Los Sulfatos reductores de bacterias se encuentran en las aguas naturales de todas las salinidades desde cerca de cero hasta la saturacin. Muchos Desulfovibria son tolerantes a la sal y pueden crecer en concentraciones de NaCl tan altas como 100 000 ppm. Las concentraciones ms altas tienden a limitar el crecimiento.Desulfovibrio Salexigens tiene un requisito mnimo absoluto de 25000 ppm de NaCl.Desulfovibrio Vulgaris es una cepa de agua dulce que requiere concentraciones de NaCl de menos de 10000ppmDesulfotomacula rara vez se encuentra en aguas que contienen ms de 20000 ppm de NaCl. Por encima de 20000 ppm, la poblacin es casi siempre DesulfovibriaTemperatura, Presin y PH

Sulfatos reductores de bacterias como grupo son reportados a tolerar temperaturas de 40-170[F], un intervalo de pH de aproximadamente 5 a 9, y las presiones de al menos 14,57 psi.Sin embargo, los valores absolutos de temperatura, presin y pH requeridos para el crecimiento de bacterias reductoras de sulfato en ambientes naturales son imposibles de indicar con algn grado de certeza.Por ejemplo, reductores de sulfato aisladas de pozos con temperaturas del fondo del pozo de ms de 250F [l21oC] se han cultivado en el laboratorio a temperaturas ms bajas, pero no creceran a temperaturas superiores a 19O a presin atmosfrica. Adems, la temperatura mxima a la que crecen bacterias reductoras de sulfato aparentemente aumenta con la presin.Las siguientes declaraciones se aplican a un crecimiento en el laboratorio en un medio artificial:

Desulfovibrio: El rango de temperatura ptima para el crecimiento es de aproximadamente 77-110F, con un lmite superior de temperatura de 120F. Desulfotomaculum Nigrificans: La temperatura ptima para el crecimiento es 130F. Exhiben crecimiento lento en 150-160F, y pueden sobrevivir en 170F. Desulfotomaculum Orientis: Exhibe un crecimiento ptimo a temperaturas de 85-100F. Ellos son asesinados cuando la temperatura supera 108F

NutricinLas bacterias absorben sus nutrientes directamente desde el entorno que les rodea. Cada clula contiene protenas llamadas enzimas que ayudan a descomponer molculas de nutrientes y activar las bacterias para extraer energa de ellos.Una sola clula viva contiene cientos de diferentes enzimas, cada uno de los cuales es un catalizador eficaz para una reaccin qumica especfica. Sin embargo, las enzimas trabajan juntas de manera coordinada para producir los materiales necesarios para el crecimiento normal de las clulas y el metabolismo.Aunque todas las enzimas se producen inicialmente en la clula, algunos son secretadas a travs de la pared celular y la funcin en el entorno de la clula. Este tipo de enzima permite a la clula de asimilar grandes molculas por romper hacia abajo fuera de la clula en molculas ms pequeas que pueden ser absorbidos a travs de la pared celular.

Los sulfatos reductores de bacterias requieren un nmero de nutrientes en orden para el crecimiento de la sustancia. Algunos de los ms importantes son:

Carbn Nitrgeno y Fsforo Hierro Disuelto Sulfatos Sulfitos Bisulfitos y Iones Tiosulfatos

Acidificacin de depsito

Ha habido un nmero significativo de casos de "acidificacin depsito", debido a la reduccin de sulfato la actividad bacteriana. En cada caso, los fluidos del yacimiento son inicialmente dulce. Se inicia la inyeccin de un sulfato de agua-cojinete. En algn momento despus de la irrupcin de agua de inyeccin en los pozos productores, aparece H2S. La concentracin se eleva gradualmente, y se ha informado tan alto como 317 mg / f en la fase de gas.Ejemplos de bacterias:

Bacterias de Hierro Oxidante

Son capaces de oxidar los iones ferrosos solubles en el agua para formar una funda de hidrxido frrico alrededor de ellos a medida que crecen. Ejemplos de bacterias del hierro son Sidemcapsa, Gallionella y Sphaerotilus. Se clasifican como bacterias aerobias, a pesar de que aparentemente pueden crecer bien con solamente trazas de oxgeno (