lunes, 13 de junio de 2011

GESTION INTEGRADA DE CALIDAD, MEDIO AMBIENTE SEGURIDAD  Y SALUD OCUPACIONAL.





CONTAMINACION DE HIDROCARBUROS



INTRUCTOR:
FERNANDO OSORIO
GESTORES HSE:
ARLEY ALFONSO OICATAORTIZ
JAVIER TIQUE



CENTROL AGROINDUSTRIAL DEL META
CATILLA LA NUEVA


Introducción
El petróleo es la fuente principal de energía para muchas actividades humanas de la sociedad actual, tales como la industria, la minería y el transporte (otras fuentes de energía son el carbón, el gas natural y la caída de aguas de los ríos).
El petróleo y sus productos de refinación no son sustancias específicas y únicas, puesto que son mezclas de varios hidrocarburos y otros compuestos cuyas propiedades físicas y químicas son muy variados.
Este hecho determina su comportamiento e impacto en los elementos ambientales (recursos físicos, recursos biológicos y actividades socioeconómicas).
Cuando ocurre un derrame o fuga de hidrocarburos su comportamiento físico es un factor trascendental a considerar para evaluar los peligros sobre el ambiente. Así, por ejemplo, una vez que ha ocurrido la descarga o derrame de petróleo en el mar se forma una capa delgada sobre la superficie del agua y se producen diversos procesos físicos, químicos y biológicos que determinan el grado de daño que el hidrocarburo causa al ambiente marino.
Los daños que implican un derrame de petróleo podrían constituir una verdadera catástrofe así como los gastos que se deriven del mismo, fácilmente alcanzarían cifras cuantiosas.
Por lo expuesto un adecuado PLAN DE CONTINGENCIA para enfrentar derrames de hidrocarburos u otras sustancias nocivas al facilitar las operaciones de respuesta, es el elemento clave que permite transformar un eventual desastre en una situación de daños moderados.





OBJETIVOS

1.  Obtener conocimiento de que hacer en caso de un derrame.

2.  Conocer los factores que intervienen en el comportamiento de un derrame para poder aplicar métodos que ayuden a contrarrestar la fuga.


3.  Identificar los tipos de equipos de limpieza, recolección y restauración que se necesitan en el área afectada.

4.  Conocer los tipos de planes de emergencia para los diferentes tipos de derrames.










DESARROLLO

·        DERRAMES DE HIDROCARBUROS:

Los accidentes de contaminación tanto en tierra como en los cuerpos de agua resultan inevitables en la industria petrolera, debido a los grandes volúmenes de hidrocarburos que se manejan. Siendo así, los derrames pueden provenir de dos fuentes:
Ø Terrestres: - Ruptura de ductos.
Ø  Pérdidas de plantas industriales.

·        EFECTOS AMBIENTALES

Un derrame de petróleo lleva consigo una serie de cambios progresivos de sus propiedades físico-químicas los cuales se atribuyen al proceso de intemperización, el cual incluye: evaporación, disolución, dispersión, oxidación, emulsificación, sedimentación y biodegradación.
La intemperización es la pérdida de ciertos componentes del petróleo a través de una serie de procesos naturales que comienzan una vez que ocurre el derrame y continúan indefinidamente.
ü EVAPORACIÓN:
Este proceso afecta la composición del producto derramado: aumenta su densidad y viscosidad y decrece su solubilidad en el agua, reduciendo así el nivel de toxicidad del producto.
En la medida que los compuestos más volátiles se evaporan, el petróleo se hace más pesado y puede llegar a hundirse. A las 24 horas casi el 40% del petróleo se ha evaporado.
Estos porcentajes van variando de acuerdo al grado de viscosidad del hidrocarburo, por lo que el proceso de evaporación juega un papel muy importante en los derrames, en especial cuando se trata de gasolinas o crudos livianos.
ü DISOLUCIÓN:
Este proceso es aquel por el cual parte del hidrocarburo se disuelve en el volumen de la columna de agua y en los alrededores del derrame. El tiempo de disolución depende de la composición, tasa de esparcimiento, temperatura del agua, turbulencia y grado de dispersión.
Aunque el proceso comienza inmediatamente, es de largo plazo y continúa durante todo el proceso de degradación del hidrocarburo. Es de notar que los compuestos más ligeros son los más solubles en el agua y por lo tanto se convierten en los más tóxicos, por lo que es muy importante calcular su concentración, para estimar los posibles efectos tóxicos.
ü OXIDACIÓN:
Es la combinación química de hidrocarburos con el oxígeno atmosférico y contribuye a la descomposición o degradación final del petróleo. Cuanto más área expuesta exista, mayor será la oxidación y mayor la velocidad de degradación. Este proceso es lento puesto que sólo una pequeña cantidad de oxígeno puede penetrar en una mancha de petróleo.
La radiación ultravioleta solar produce la oxidación fotoquímica, dependiendo de la intensidad de la radiación solar.
ü EMULSIFICACIÓN:
Este es el proceso por el cual un líquido se dispersa en otro líquido en forma de pequeñas gotitas, es decir como suspensión. Muchos hidrocarburos presentan una tendencia a absorber agua en emulsiones que pueden aumentar el volumen del contaminante en un factor entre 3 y 4. Estas emulsiones a menudo son extremadamente viscosas y como resultados de estos los demás procesos que harían que el hidrocarburo se disipe se ven retardados.
ü SEDIMENTACIÓN:
Puede suceder por dos mecanismos: el primero se define en la medida que el hidrocarburo se intemperiza resultando en un incremento de su densidad respecto al agua circundante y por consiguiente se hunde. El segundo ocurre por la adhesión de las partículas suspendidas en la columna de agua al petróleo.
ü BIODEGRADACIÓN:
Este es el proceso por el cual la mancha desaparece del medio ambiente. Ciertas especies de bacterias marinas, hongos y otros organismos utilizan los hidrocarburos como fuente de alimento. Es un proceso natural y muy lento debido al agotamiento continuo de oxígeno, a la formación de emulsiones de agua en petróleo (mousse), etc.
La tasa de biodegradación depende del contenido de nutrientes (nitrógeno y fósforo), oxígeno disuelto, salinidad, área superficial del derrame y de la composición y tamaño de la población microbiana.

Ø CONSECUENCIAS SOBRE EL AMBIENTE

Un derrame o descarga de hidrocarburo afecta básicamente a tres elementos del ambiente, los cuales son:
ü  Elementos abióticos (suelo, formaciones del relieve, geomorfología.
ü  Elementos bióticos (flora y fauna).
ü  Elementos socioeconómicos (actividades humanas, pesca, agricultura, lugares de esparcimiento de clubes, de recreación, de turismo.
a) ELEMENTOS ABIÓTICOS:
·         SOBRE EL SUELO: El petróleo contamina el suelo por su presencia y su permanencia en él. Esto depende del tipo de suelo lo cual es un producto de su composición y textura (tamaños de las partículas que lo forman) ya que según las características del suelo el petróleo se adherirá o penetrará con mayor o menor fuerza y por lo tanto permanecerá mayor o menos tiempo en ese ambiente. En general se puede afirmar que:
·         En suelos arenosos (suelos de grano grueso); el petróleo penetra con mayor rapidez, en mayor cantidad y a mayor profundidad (llega hasta la napa freática).
·         En suelos arcillosos o rocosos (suelos de grano fino); el petróleo no penetra con facilidad, penetra en poca cantidad y a poca profundidad y por ende se retirar mediante recojo y/o lavados de manera rápida, por ejemplo, las playas arcillosas de la selva.
·         En suelos con alto contenido de materia orgánica el petróleo se adhiere fuertemente a las partículas y restos vegetales de tal manera que permanece por más tiempo en el ambiente por ejemplo, en suelos de manglares y pantanos.

b) ELEMENTOS BIOTICOS:
Los derrames de petróleo pueden causar un daño considerable a los recursos biológicos en una variedad de formas:
v Mortalidad directa debido a sofocación, suciedad (cobertura) y asfixia, envenenamiento por contacto directo con petróleo (especialmente petróleo fresco), absorción de las fracciones tóxicas de la columna de agua (Ej. algas). La toxicidad del petróleo aumenta con la concentración de compuestos aromáticos no saturados y de baja ebullición. Las formas vivientes larvales o juveniles, por lo general son más sensibles.
v Mortalidad indirecta debido a la muerte de recursos alimenticios o a la destrucción o eliminación del hábitat.
v Incorporación de cantidades subletales de fracciones petrolíferas en los tejidos del cuerpo (Ej. ingestión), que disminuye potencialmente la tolerancia a otras tensiones (Ej. depredación y enfermedad).
v Reducción o destrucción de los alimentos o del valor comercial de pesquerías, debido a la degeneración del sabor por la absorción de hidrocarburos.
v Incorporación de sustancias potencialmente cancerígenas o muta génicas en la cadena alimenticia.
v Comportamiento alterado de la biota que podría entorpecer las funciones ecológicas normales.


Ø EQUIPOS Y TECNICAS PARA CONTROL DE DERRAME DE HIDROCARBURO

Los métodos y procedimientos para la contención y recuperación de un derrame en un medio acuático varían en función de los siguientes aspectos:
·         Tipo de petróleo, el cual tiende a esparcirse formando una delgada película superficial, que dependiendo de la cantidad de producto derramado, cubre un área considerable y dificulta las labores de limpieza.
·         Efecto de la velocidad de la corriente y del viento sobre la mancha, la cual puede desplazarse hacia zonas críticas o de sensibilidad ambiental
·         Condiciones hidrográficas y meteorológicas, es necesario predeterminar las condiciones ambientales que prevalecerán durante las operaciones de limpieza, es decir, aspectos tales como el viento, el oleaje, las corrientes, la temperatura, etc.
Ø En tierra
Unos de los métodos más utilizados para efectuar la recolección, es la excavación de fosas para concentrar el petróleo y su posterior remoción mecánica.
Los materiales y equipos necesarios son principalmente:
·         Máquinas excavadoras.
·         Camiones de volteo.
·         Palas y rastrillo manuales.
·         Desnatadores portátiles.
·         Camiones de vacío.
Es importante tener presente al construir estas fosas, que las mismas no debe hacerse donde puedan causar perturbaciones mayores, por ejemplo, remoción de capas impermeables del suelo y que el petróleo alcance capas más profundas. Contener el petróleo en fosas si éste es muy volátil puede incrementar el riesgo de incendio, y en el caso de grandes derrames, los costos de excavación aumentan excesivamente con un aumento de la profundidad.
Para remover el petróleo del nivel freático se utilizan distintos sistemas de bombeo. El tiempo requerido en las labores de recolección es mayor que el necesario para el combate de un derrame en la superficie, ya que la tasa de movimiento del petróleo es menor en el acuífero y deberá pasar mucho tiempo para que todo el petróleo que haya penetrado al subsuelo llegue al lugar de recolección.
Ø TRATAMIENTO QUIMICO POR DISPERSANTES

Dependiendo del lugar donde se produzca el derrame, la zonas circundantes, los recursos en peligro. Se deberán tomar las decisiones más convenientes que llevarán al uso de técnicas muy diversas, las cuales se pueden llevar a cabo por separado y más frecuentemente de manera conjunta. Dentro de estas técnicas de respuesta, se encuentra el uso de dispersantes de derrame de hidrocarburos. En los últimos tiempos se ha logrado avances significativos tanto en el campo de los dispersantes como en el de sus técnicas de aplicación.
Dispersantes
Los dispersantes son mezclas que permiten que una mancha de hidrocarburo se fragmente en gotas muy pequeñas las que se dispersan por la masa de agua a consecuencia del movimiento natural de ésta.
El componente clave de un dispersante es un agente superficial activo (surfactante), el cual tiene una estructura molecular tal que una parte de la molécula tiene una afinidad por el aceite (oleófilo) y el otro tiene una afinidad por el agua (hidrófila).
Tipos de Dispersantes
·         Hidrocarburo o dispersantes convencionales, que están basados en disolventes de hidrocarburos y contienen entre el 15 y 25% surfactante. Ellos son destinados para una aplicación neta y no deben ser pre diluido con agua de mar porque ésta lo vuelve inefectivos.
·         Concentrado o con la misma mezcla de dispersantes, los que están basados en alcohol o solvente glicol y usualmente contiene una alta concentración de componentes surfactantes. Contienen más ingredientes que los dispersantes corrientes y suelen provocar una dispersión más rápida y mejor que los hidrocarburos. Ellos pueden ser aplicados puros o pre diluidos con agua de mar.
Eficacia de los Dispersantes
La medida en que se pueda dispersar una mancha de hidrocarburos dependerá en gran medida de su temperatura de fluidez y de su viscosidad a la temperatura del agua de mar. La exposición a la intemperie y la emulsificación hacen aumentar rápidamente la viscosidad y la temperatura de fluidez. Incrementando por tanto su resistencia a la dispersión. También entran en juego el estado del mar, su temperatura y su salinidad. El usuario debe tener en cuenta las propiedades físicas del hidrocarburo, la temperatura y el estado del mar en el momento de producirse el derrame y el tipo de dispersante disponible.
TECNICAS DE ELIMINACION DE LOS HIDROCARBUROS Y DE LOS DESECHOS OLEOSOS CONTAMINADOS
La mayoría de las operaciones de limpieza de derrame de hidrocarburos, particularmente aquellas que se efectúan en playas, dan como resultado la recolección de cantidades sustanciales de hidrocarburos y de desechos oleosos contaminados, los cuales, eventualmente, deben ser tratados.
Idealmente casi todo el hidrocarburo que sea posible recolectar deberá ser procesado mediante una refinería, o una planta de reciclaje. Desafortunadamente, esto es raramente posible, debido a la acción atmosférica sobre el hidrocarburo y a la contaminación con desechos, y por esto generalmente se requiere alguna forma de eliminación. Esto incluye, deposición directa estabilización para uso de mejoramiento de tierras, o afirmado de carreteras, y destrucción, mediante procesos biológicos o incineración. La opción se escogida para la eliminación dependerá de la cantidad y tipo de hidrocarburo y desechos, de la ubicación del derrame, de las consideraciones legales y del medio ambiente, y de los probables costos involucrados. En el caso de grandes derrames puede ser necesario almacenar el material recolectado por algún tiempo, antes de que pueda ser tratado. El objeto del presente trabajo es describir las diversas opciones disponibles y su aplicación.









CONCLUSIONES

·         El conocimiento de los factores que intervienen en le comportamiento de un derrame es necesario porque permite aplicar los métodos más eficaces y económicos para controlarlo.
·         Por más pequeño que sea un derrame en tierra, trabajo de recolección, limpieza y restauración del área dañada dan lugar a gastos significativos por el tipo de equipos que se debe utilizar (camiones, retroexcavadoras, cisternas, etc.) y por la duración de los trabajos, generalmente mayores a una semana.
·         La existencia de áreas críticas en un país, será un factor determinante de la capacidad de respuesta ante la emergencia de un derrame de hidrocarburos. En la respuesta a un derrame de hidrocarburo, el conocimiento de las áreas críticas en la zona amenazada, permitirá utilizar de forma óptima los recursos de limpieza disponible; pues por lo común será imposible toda el área y se requerirá establecer prioridades.
·         Debido a que las condiciones ambientales son cambiantes es importante conocer sus variaciones periódicas y estacionales .Asimismo debe tenerse en cuenta que las condiciones durante la emergencia puede diferir considerablemente de los valores promedios registrados
·         Es muy importante estar preparado para estos casos de contingencia, pues las estadísticas muestran que la ocurrencia de derrame de hidrocarburos no sigue patrones muy definidos.



REGISTRO FOTOGRAFICO


A continuación se muestran registros fotográficos de  una contaminación que se presentó en una de las líneas de recolección de crudo en una de las plantas de campo el manantial. La cual por trabajo de excavación mecánica que realizo una de las empresas contratista y de manera irresponsable fisura el tubo y no comunica. Con el tiempo el hidrocarburo brota de la tierra y sale a fuentes de agua ocasionando fuga o derrame causando una contaminación al medio ambiente, a los a lementos abióticos y bióticos para esto es necesario descontaminar el agua y el suelo:
1.-Técnicas para la remediación de suelos
Bioventilación (In-situ): Se basa en la extracción de vapores del suelo mediante una diferencia de presión generada por el bombeo de aire desde el exterior. Se aplica en suelos no saturados contaminados con hidrocarburos. Los gases generados deben ser tratados, normalmente haciéndolos pasar por filtros que contengan sustancias retenedoras adecuadas para cada gas como, por ejemplo, carbón activado. Es una técnica de bajo costo y mínimo impacto. No tiene aplicación para la recuperación de Fase Líquida No Acuosa (FLNA), situación que se verifica cuando el hidrocarburo llegó por percolación a impactar la napa.

Extracción de vapores del suelo (In-situ): Los compuestos volátiles se remueven en fase vapor del suelo mediante la obtención de un gradiente de presión/concentraciones realizado a través de pozos de extracción. Se aplica para VOC´s y algunos combustibles volátiles pero no es adecuado para aceites, hidrocarburos pesados y PCBs. No es efectivo en suelos saturados y alto contenido de finos. Es una tecnología disponible comercialmente que funciona bien en condiciones de suelo de permeabilidad alta. Los gases extraídos requieren tratamiento y los líquidos residuales tratamiento y disposición final. La eficiencia de remoción de algunos VOCs se limita en suelos muy secos y alto contenido orgánico.

Incineración (Ex -situ): Se somete el suelo contaminado con hidrocarburos a altas temperaturas (1200 ºC) para que los contaminantes se evaporen y se quemen luego en condiciones controladas. Se requiere la depuración de gases. La disposición final de los suelos contaminados puede hacerse en hornos de cemento por la técnica denominada valorización de residuos lo que permite una eliminación segura de pasivos ambientales.
2.-Técnicas de remediación de aguas subterráneas
Air Sparging: Remoción de contaminantes por volatilización debida a la inyección de aire. Se lo utiliza para VOCs y combustibles. Funciona mejor en suelos de permeabilidad media a alta. No recupera FLNA y lo heterogéneo del suelo puede dejar zonas sin tratamiento adecuado. Se pueden generar vapores potencialmente peligrosos.

Skimming: Separación selectiva de derivados del petróleo sobrenadantes en agua mediante la utilización de membranas específicas. Apta especialmente para hidrocarburos en FLNA sobrenadante en agua subterránea. Pueden ser pasivos los que requieren el vaciado periódico o activo que disponen de un accionamiento para su vaciado continuo. Es una tecnología aplicable a espesores reducidos y presenta tiempos prolongados de remediación.

Bioslurping: Se combinan dos técnicas la bioventilación y la recuperación de FLNA por vacío. Consiste en la aplicación de alto vacío, del orden de 20” Hg, a través de lanzas que interceptan los niveles de interfase de producto sobrenadante. Es muy efectivo para la reducción de FLNA y remediación de la zona de aireación. Dado que el combustible, agua y aire se remueven en una sola corriente se pueden mezclar las fases y formar emulsiones que requieren separadores especiales de agua/hidrocaburos.
      



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