Introducción
La industria del petróleo y el gas (O&G) es una de las principales empresas generadoras de agua residual debido al elevado volumen de agua empleado en la extracción de petróleo y su refinado. Específicamente, en el sector upstream de la cadena de valor de hidrocarburos, se producen recurrentemente grandes volúmenes de agua contaminante. En este contexto, el tratamiento de aguas residuales en upstream es un proceso crítico para asegurar la protección de los trabajadores y el medio ambiente, mantener la calidad de los productos y evitar costos asociados a la gestión de residuos líquidos.
El tratamiento de aguas residuales incluye el desarrollo, implementación y servicio de lodos, aguas residuales y plantas de tratamiento de agua para refinerías de petróleo, la industria petroquímica y el sector del gas. El agua es un componente fundamental en la extracción y refinación de hidrocarburos, y su calidad es significativa en procesos como, la recuperación mejorada de petróleo y la recuperación química mejorada. Durante la producción de hidrocarburos, se generan grandes cantidades de agua por cada barril de petróleo, lo que subraya la necesidad imperativa de un tratamiento adecuado de esta agua residual.
Un proceso de tratamiento ineficaz puede derivar en varios riesgos y problemas técnicos, tales como: La corrosión de los equipos, causada por impurezas y contaminantes en el agua, puede afectar la integridad de las instalaciones; además, la contaminación del suelo, agua y aire por residuos líquidos y sólidos provenientes de operaciones de exploración, perforación, producción y refinación puede tener graves impactos ambientales. Finalmente, el consumo excesivo de agua dulce para estas operaciones puede comprometer la disponibilidad y calidad de este recurso vital.
El propósito de este artículo es destacar la importancia del tratamiento de aguas residuales en el sector upstream y cómo la implementación de soluciones efectivas puede ayudar a mitigar estos desafíos, promoviendo prácticas más sostenibles en la industria petrolera.
Tratamiento de aguas residuales en upstream
Es un proceso que implica la depuración y adecuación del agua utilizada en diversas operaciones industriales, tales como exploración, perforación, producción y refinación. De acuerdo a lo antes expuesto la realizacion de este tratamiento es indispensable para reducir las impurezas y sustancias químicas del agua empleada en estas operaciones; las cuales, representan una amenaza para el medio ambiente.
El propósito del tratamiento de aguas residuales en upstream es múltiple. Primero que todo, permite cumplir con la normativa medioambiental, la cual impone estrictas regulaciones sobre la gestión de aguas contaminadas para proteger el medio ambiente. Además, dicho tratamiento permite la reutilización del agua, lo que contribuye a la reducción de la extracción de agua dulce y, consecuentemente, al ahorro de costos operativos.
Como objetivo del tratamiento de aguas residuales, se busca transformar el agua contaminada en una forma más segura y reutilizable, minimizando los riesgos tales como incrustaciones, corrosión y otros problemas en los equipos de producción. Esto, a su vez, mejora la productividad y reduce el tiempo de inactividad en las operaciones industriales, garantizando un funcionamiento eficiente y sostenible de la industria petrolera.
Importancia del tratamiento de aguas residuales en operaciones upstream
Impacto ambiental
Tratar aguas residuales en operaciones upstream permite la reducción del impacto ambiental al reutilizar el agua tratada, también genera la diversificación de los usos en otras actividades como la agricultura y ganadería, siempre y cuando se cumplan los requisitos de calidad. Además, protege el medio ambiente al evitar la descarga de aguas contaminadas, minimizando así el impacto ecológico.
Cumplimiento normativo
El tratamiento de aguas residuales en operaciones upstream es esencial para cumplir con las directrices de organismos como la Agencia de Protección Ambiental, que cuenta con una serie de normas sobre efluentes de refinado de petróleo. El cumplimiento de tales regulaciones ayuda a minimizar el impacto ambiental, al controlar los vertidos directos e indirectos, promoviendo así una industria petrolera más responsable y ambientalmente consciente.
Eficiencia operativa
La gestión de aguas residuales mejora la eficiencia operativa al optimizar la recuperación química del petróleo y el proceso de fracturación hidráulica. Esta solución aumenta las tasas de productividad de las infraestructuras y asegura los equipos utilizados en las operaciones upstream, todo esto, por medio de la eliminación de elementos que podrían obstruir las maquinarias y equipos. De esta manera, se garantiza el funcionamiento continuo y eficiente de los equipos, al minimizar interrupciones y costos referentes al mantenimiento.
Procesos y técnicas de tratamiento de aguas residuales en el sector upstream
Técnicas de tratamiento
Tratamiento primario
La primera fase del proceso de tratamiento de aguas residuales en upstream consiste en la eliminación de aceites y sedimentos presentes en aguas residuales, esto se hace con la finalidad de reducir las sobrecargas y otros problemas en los procesos de tratamiento posteriores. El desarrollo de la fase de filtración y sedimentación se desarrolla a través del uso de tecnologías de tratamiento de agua, como los separadores de aceite/agua, empleados para aplicaciones como el lavado de tanques, la disminución de residuos de desalinización y aguas pluviales.
Además de utilizar separadores de hidrocarburos para la eliminación de sólidos en suspensión y materia orgánica, se emplean conjuntamente sistemas de flotación por aire disuelto (DAF) y tanques de sedimentación. La combinación de tales equipos y activos ofrece un sistema que separa hidrocarburos, impurezas y sólidos flotantes, optimizando así la eficiencia del proceso de tratamiento y reutilización de aguas residuales.
Tratamiento secundario
Esta fase se centra en la eliminación de la materia orgánica y contaminantes presentes en las aguas residuales mediante procesos biológicos. Entre los métodos biológicos más comunes se encuentran los procesos de lodos activados, filtros percoladores y los sistemas de biorreactores de membrana (MBR). El principal objetivo de tales tratamientos es el de descomponer los contaminantes presentes para facilitar la reutilización de aguas residuales, considerándose como un punto fundamental en la industria refinadora.
Tratamiento terciario
Este proceso avanzado aplica tecnologías de tratamiento de agua sofisticadas, como la filtración a niveles micro, ultra y nano, junto con métodos como la ósmosis inversa. La ósmosis inversa es particularmente destacable por su versatilidad y múltiples aplicaciones en la industria petrolera.
Se trata de una metodología fundamental para el tratamiento de aguas residuales en upstream, eliminando contaminantes y permitiendo su reutilización en procesos productivos. Además, el agua tratada por la ósmosis inversa previene la corrosión y formación de incrustaciones en equipos y tuberías, lo que asegura la vida útil de los activos y reduce los costos de mantenimiento.
Mantenimiento y monitoreo
La monitorización y mantenimiento de los sistemas de tratamiento de aguas en upstream es un factor necesario por varias razones, una de ellas es la de asegurar estos sistemas de protección ambiental. Adicionalmente, permite el control preciso y fiable de los parámetros relevantes en la separación y tratamiento de hidrocarburos y aguas residuales funcionen correctamente, permitiendo la reutilización de aguas residuales.
El monitoreo continuo de parámetros físico-químicos como turbidez, pH, conductividad, dureza, y la presencia de impureza garantiza que el agua tratada cumpla con las especificaciones requeridas.
En el contexto del tratamiento de por medio de ósmosis inversa, es crucial controlar la calidad, presión y caudal del agua de alimentación, ya que estos factores afectan directamente la vida útil de las membranas y la calidad del agua tratada. Por otro lado, magnitudes como la presión y el caudal deben ser monitoreadas continuamente para mantener la integridad de los sistemas de tratamiento y optimizar su rendimiento en casos de realizar ajustes.
Utilizar tecnologías avanzadas como sensores y sistemas de monitoreo en línea permite obtener datos en tiempo real sobre el estado actual del sistema de tratamiento de aguas residuales. La integración de estos dispositivos con sistemas de control automatizados permite una mejor toma de decisiones a la hora de hacer ajustes según sea necesario.
Desarrollar un enfoque de mantenimiento proactivo es esencial para evitar fallos en el sistema y prolongar el buen funcionamiento de las tecnologías de tratamiento de agua. Para lograrlo, se debe incluir la inspección regular y la limpieza de los equipos, la calibración de sensores y equipos de medición, así como también la implementación de planes de mantenimiento preventivo. De tal manera, se podrán detectar posibles problemas y así realizar intervenciones oportunas, minimizando el tiempo de inactividad y asegurando la continuidad del tratamiento de aguas.
Conclusiones
La importancia del tratamiento de aguas residuales en upstream radica en su capacidad para asegurar la sostenibilidad operativa y el cumplimiento de estrictas normativas ambientales que son de gran importancia para este sector del petróleo y gas. Considerando el almacenamiento de grandes volúmenes de agua por actividades como la exploración, perforación y refinación, la reutilización de aguas residuales representa una práctica esencial para la industria petrolera. Esto implica la eliminación de impurezas y contaminantes químicos, para que el agua tratada pueda ser reutilizada de manera segura o descargada sin causar algún impacto negativo en el ambiente.
El reutilizar aguas residuales en el sector upstream, además de impulsar las prácticas de protección ambiental, también ayuda mejorar la eficiencia operativa del sector y reduce costos al mejorar el desempeño de los activos y equipos. Al transformar el agua contaminada en un recurso seguro y reutilizable, los riesgos de incrustaciones y corrosión en los equipos son mitigados, asegurando de esta forma la continuidad y sostenibilidad de las operaciones upstream.
Referencias
- https://www.wateronline.com/doc/wastewater-treatment-in-oil-refineries-0001
- https://sigmadafclarifiers.com/en/sistemas-daf-para-el-tratamiento-de-aguas-residuales-de-refinerias-de-petroleo
- https://www.es.endress.com/es/soluciones-de-proceso/soluciones-procesos-petroleo-gas/control-aguas-residuales-oleosas
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