1 Intro y Causas Derrames

Comportamiento, Modelaje e

Impacto de Derrames de

Petróleo .

Pánfilo Masciangioli

Curso

14, 15 y 16 de septiembre de 2015 Instituto de Estudios Energéticos de PDVSA

La Tahona, Caracas

Diplomado "La Geomática Aplicada a la

Gestión Integral de Derrames de Hidrocarburos"

CONTENIDO • INTRODUCCIÓN • CAUSAS DE DERRAMES DE PETRÓLEO EN TIERRA Y MAR • COMPOSICIÓN QUÍMICA Y PROPIEDADES DEL PETRÓLEO Y PRODUCTOS DERIVADOS • COMPORTAMIENTO DE DERRAMES DE PETRÓLEO EN EL MAR Condiciones ambientales Procesos Modelaje • DERRAMES SUBMARINOS • DISPERSANTES • MODELOS Y APLICACIONES • FINGERPRINTING • DETECCIÓN REMOTA DE DERRAMES • IMPACTO BIOLÓGICO DE LOS DERRAMES • EQUIPOS DE CONTENCIÓN Y RECOLECCIÓN • ESTADÍSTICAS DE DERRAMES • GUIA PARA EL SEGUIMIENTO DE DERRAMES EN EL MAR • COMPORTAMIENTO DE DERRAMES DE PETRÓLEO EN TIERRA Condiciones ambientales Propiedades de la superficie del suelo Propiedades del subsuelo (aguas subterráneas) • COMPORTAMIENTO DE DERRAMES DE PETRÓLEO EN RÍOS

Hidrología e hidráulica de ríos

Cuando se puede medir aquello de lo que se habla

y se puede expresar en números,

se conoce algo del tema;

pero cuando no se puede medir,

cuando no se puede expresar en números,

el conocimiento es pobre e insatisfactorio”

Lord Kelvin

INTRODUCCIÓN

Crudos y

Bitumen

Liviano Mediano Pesado Extrapesado30-40 °API 22-29,9 °API 10-21,9 °API < 10°API

Tia Juana Liviano - 31,9 Furrial - 28,5 Menemota - 20,7 Cerro Negro - 8,2

Lagomedio - 31,6 Mesa - 28 Pilón - 16,2

Mesa - 30,5 Leona - 25,3 Merey - 16

Lagotreco - 30,4 BCF-24 - 23,7 Tía Juana Pesado - 12,3

Bachaquero - 12,2

Morichal - 12,2

Laguna - 10,9

Boscán - 10,1

Ejemplo: Boscán (10,1°API) D=1000 kg/m3

ν =1977 cSt = 0,01977 m2/s μ= ν*D = 0,01977 (m2/s)*1000 (kg/m3) μ=19,77 kg/ms μ=19770 mPas (cP)

μ

Ejemplo: Cerro Negro (8,2°API) D=987 kg/m3

μ=1000000 cP μ=1000000 mPas μ=1000 kg/ms ν=μ/D = 1000/987 ν=1,013 m2/s ν =1013000 cSt

μ (Dinámica)

ν (Cinemática)

A temp. de yacimiento

DESTINO DE UN DERRAME EN EL MAR

ESPARCIMIENTO DERIVA

EVAPORACIÓN

VIENTO

FOTO

OXIDACIÓN

DISPERSIÓN

ADSORCIÓN EN SEDIMENTOS

SEDIMENTACIÓN

RESUSPENSIÓN

OLAS

DISOLUCIÓN

METEORIZACIÓN

Y HUNDIMIENTO

BIODEGRADACIÓN

INGESTIÓN

CORRIENTES

COSTA

ADSORCIÓN

PENETRACIÓN

BIODEGRADACIÓN

INGESTIÓN

EMULSIFICACIÓN

COMPORTAMIENTO DE DERRAMES

DE PETRÓLEO EN EL MAR

ESPARCIMIENTO

DERIVA

EVAPORACIÓN

DISPERSIÓN

DISOLUCIÓN

EMULSIFICACIÓN

SEDIMENTACIÓN

DEGRADACIÓN

INTERAC. COSTA

COMPOSICIÓN

QUÍMICA DEL

HIDROCARBURO

CONDICIONES

AMBIENTALES DENSIDAD

VISCOSIDAD

TENSIÓN INTERFACIAL

PUNTO DE FLUIDEZ

PUNTO DE EBULLICIÓN

OTROS

VIENTO

CORRIENTES

OLEAJE

TEMPERATURA

SALINIDAD

SEDIMENTOS

PROCESOS

PROPIEDADES

• PROPIEDADES DEL

SUBSUELO

• PROPIEDADES DE LA

SUPERFICIE DEL SUELO

• CONDICIONES

AMBIENTALES • COMPOSICIÓN QUÍMICA Y

PROPIEDADES DEL

HIDROCARBURO

ESCURRIMIENTO-ESPARCIMIENTO EVAPORACIÓN

DISPERSIÓN

DISOLUCIÓN-ADVECCIÓN-DISPERSIÓN

INFILTRACIÓN

Aguas subterráneas

P R O C E S O S

COMPORTAMIENTO DE DERRAMES

DE PETRÓLEO EN SUELOS

Comportamiento de derrames de petróleo en ríos

Comportamiento similar en algunos aspectos al mar, considerando: -Agua dulce → menor flotabilidad del crudo -Flujo unidireccional y mayor velocidad -Variación de nivel por lluvia o estacionalidad -Accesibilidad limitada -Puede afectar fuentes de agua potable -otros

TIERRA

Tiempo del recorrido del crudo (horas)

0,1 1 10 100 1000

1

10

100

1000

CAUSAS DE DERRAMES

DE PETRÓLEO EN TIERRA Y EN EL MAR

CAUSAS DE LOS DERRAMES DE PETRÓLEO EN EL MAR

ROTURA DE TANQUE o MANGUERA

ROTURA DE TUBERÍA

MAL TIEMPO

ENCALLAMIENTO


CARGA/DESCARGA

AGUA DE SENTINA

Aceite de palma


BLOW OUT

EMANACIÓN NATURAL


BLOW OUT

CAUSAS DE LOS DERRAMES EN SUELOS

Vertidos ilegales


Sistema de contención deficiente


Rotura de oleoducto


Accidentes de camiones cisternas


Malas prácticas


Emanaciones del suelo


Tomas ilegales


Almacenamiento inadecuado


Cambios de aceite en las calles


Daños ocasionados por terceras partes


Terrorismo


Accidentes durante la perforación de pozos

Importancia de las emanaciones naturales de gas y petróleo: • Indicadores de posibles yacimientos de gas o petróleo • Indicador de la presencia de posibles fallas geológicas • Pueden representar un riesgo para actividades humanas • Representan fuentes naturales de gases de efecto invernadero

EMANACIONES NATURALES DE GAS Y PETRÓLEO

Valores estimados de emisiones (toneladas) de material particulado, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, Compuestos Orgánicos Volátiles, y monóxido de carbono, para una actividad de perforación en una localización costa afuera de la isla de Chipre de 120 días de duración (CSA International).

Aporte de contaminantes a la atmósfera derivados del petróleo al ambiente marino debido a actividades de

producción y exploración costa afuera

Alrededor de 620 unidades de perforación costa afuera operan a nivel mundial, considerando un promedio de 6 pozos perforados al año por cada unidad, resultan casi 4000 pozos al año.

• Vertidos de aguas residuales municipales sin tratamiento adecuado y el agua de lluvia (escorrentía urbana).

• Las descargas a través de los ríos. • Vertidos de aguas residuales sin tratamiento

adecuado de las industrias costeras. • Vertidos accidentales u operacionales de

petróleo de las refinerías costeras, instalaciones de almacenamiento de petróleo, terminales petroleros y las instalaciones de recepción.

• Las emisiones de hidrocarburos gaseosos procedentes del petróleo, el manejo de las instalaciones en tierra (terminales, refinerías, estaciones de servicio) y de los escapes de los vehículos (tráfico).

Aportes por descargas urbanas y emisiones atmosféricas

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