INTRODUCCION:

Hoy en día la industria petrolera es de las más importantes a nivel mundial pero a pesar de eso enfrenta muchas problemáticas en cuanto a sus aéreas de trabajo que dificultan que el objetivo sea cumplido sin atrasos y esto le ocasione pérdidas económicas, humanas y daños al medio ambiente.

El presente proyecto se redacta con carácter de trabajo profesional, con el fin de dar una solución efectiva a una de las problemáticas existentes en la industria petrolera como lo es la corrosión en las tuberías de producción, por ello se brinda una alternativa viable de desalinización del agua de mar por medio de la osmosis inversa para la elaboración de fluidos de perforación.

En los documentos que se presentan a continuación se recogen todos los datos y características que se han obtenido como resultado de la investigación en turno así como las distintas problemáticas a enfrentar y los medios con los cuales se pretenden darles solución.

Se realizo un diseño de ingeniería con el cual se pretende dar solución a dicha problemática en este caso es el diseño de un sistema de desalinización optimo y muy adecuado para las condiciones d espacio en las plataformas petroleras.

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JUSTIFICACIÓN:

Debido a la problemática generada por daños en la tubería de producción por corrosión en sus paredes internas, ha provocado una polémica en la industria petrolera, por eso se busca minimizar o si es posible eliminar dicho problema con la implementación de un sistema de desalinización por osmosis inversa en la elaboración de fluidos de perforación.

Y con ello contribuir al medio ambiente utilizando un sistema natural y económico así como ser participe en la prevención de escases de ríos.

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GENERALIDADES

Se estudiaron las principales necesidades generadas en la industria petrolera en cuanto a la corrosión en las tuberías de producción a si como utilizar un método con el cual se contribuye al medio ambiente. INDESA que es una empresa experta en la desalinización del agua de mar por osmosis inversa planteo un proyecto para cubrir dichas necesidades.

Se analizaron los diferentes conceptos y antecedentes del problema para elegir la alternativa más adecuada. En el ramo de la industria petrolera existen muchos problemas y uno de los más frecuentes es la corrosión provocada en las paredes de la tubería debilitándola y con ello provocando accidentes que atentan contra la integridad física del trabajador y por supuesto pérdidas económicas por cambios en la tubería de producción.

Por lo cual INDESA propuso una alternativa viable la cual es implementar un sistema de desalinización del agua de mar por osmosis inversa en las plataformas petroleras para la elaboración de fluidos de perforación base agua dulce. Con ello disminuirá la corrosión en las tuberías de producción así como una contribución al medio ambiente por utilizar un método natural.

Con un grupo de personas calificadas en su área INDESA asegura que la viabilidad del proyecto será muy buena y que se tendrán los resultados esperados con éxito. Ya que es una empresa que su objetivo principal es cumplir las necesidades del cliente.

Se desarrollaron simulaciones y prototipos para la automatización y desarrollo de las plantas de osmosis inversa, todo esto con el fin de lograr obtener de manera precisa y dinámica un modelo de la planta finalizada, con su respectivo funcionamiento.

Todo el proceso de automatización se realizó por medio de tecnologías y programación PLC y el proceso de diseño por medio de herramientas CAD.

Las características y datos anteriores están contenidas de manera más extensa y explicada en los capítulos que se plantean a continuación.

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OBJETIVOS DEL PROYECTO:

Objetivo general:

Implementar un sistema de desalinización por el método de osmosis inversa en las plataformas petroleras y producir con el agua desalada, un fluido de perforación.

Objetivos específicos:

Observar el ahorro de costos. Reducir costos y daños futuros en el aparejo de producción. Evaluar el financiamiento del proceso de desalinización por osmosis

inversa. Contribuir al medio ambiente.

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CAPITULO l

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

El uso de fluidos de perforación base agua (salada) causa la corrosión en las tuberías de perforación en un tiempo más acelerado de lo estimado y esto provoca la perdida de fluidos, o en un dado caso por el debilitamiento de las paredes de la tubería causar un colapso en la formación y esto nos trae como consecuencias pérdidas de tiempo y pérdidas económicas.

Por otro lado el uso de fluidos de perforación base agua (dulce) está causando un problema ambiental ya que tenemos un problema mundial de sequia de ríos y uno de los objetivos de la industria petrolera es la protección al medio ambiente.

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ANTECEDENTES

El proceso de ósmosis inversa fue propuesto por primera vez por Charles E. Reid en 1953 para obtener agua potable del agua de mar. La propuesta de Reid fue sometida a la consideración de la Oficina de Aguas Salinas de EUA pero se hizo ver que se carecía de una membrana adecuada para realizar eficientemente el proceso de ósmosis inversa.

La problematica de la separación de agua pura a partir de agua de mar o salobres fue resuelta por el descubrimiento de la membrana de acetato de celulosa por el mismo Reid y E. J. Breton en 1959. A este descubrimiento siguió otro efectuado por S. Loeb y S. Sourirajan en los años de 1960 a 1962 al demostrarse que la membrana de Reid y Breton mejoraba considerablemente el flujo de solvente y rechazo de sales, si la membrana se hacía asimétrica en lugar de homogénea. Luego se supo, por observaciones al microscopio electrónico, que la asimetría en la membrana de Loeb y Surirajan se debía a la presencia de una delgada película de polímero en fase amorfa con secciones cristalinas sobre la superficie de la membrana. Esta película es la parte activa de la membrana y responsable de la exclusión de los solutos.  

Uno de los logros de la década de los años sesenta fue hacer económica la aplicación de la ósmosis inversa en la obtención de agua potable a partir de aguas salobres y de mar, y entrar francamente en competencia con otros sistemas de separación de pequeña o gran escala. Esta posibilidad fue una consecuencia de la perfección de la membrana de acetato de celulosa y un entendimiento más claro de los procesos de interacción de una solución salina con dichas membranas. En esta década se consiguió comprender los efectos de compactación y de oclusión de las membranas bajo operación, así como percibir la necesidad de tratamientos bioquímicos del agua de alimentación, por la presencia de microorganismos que utilizan a la membrana como nutriente.

Conocimiento de estos mecanismos de selectividad permitió predecir el comportamiento de las membranas en variadas aplicaciones. También aparecieron nuevas membranas utilizando otro tipo de polímeros que presentan más ventajas en comparación con las de acetato de celulosa. En esta década de los setenta, se logró dar una clasificación útil de las membranas en relación a procesos de separación y el mecanismo de acción a su vez relacionada con su estructura. Después de todo, la ósmosis inversa ha ganado gran popularidad, se recrearon métodos de operación con diversas membranas, y actualmente existe un sin número de aplicaciones industriales, comerciales y residenciales.

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ANÁLISIS FODA:

Fortaleza:

Evitar pérdidas millonarias y daños al medio ambiente Ahorro de aditivos a los lodos Sobre guardar la integridad física del trabajador

Oportunidades:

Avances tecnológicos Transporte del agua

Debilidades:

Delimitaciones de área Transporte de equipos

Amenazas:

Costos del equipo Comités de la empresa

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ORGANIGRAMA:

El siguiente es nuestro organigrama empresarial, en el cual se muestran los diferentes cargos del personal que labora en INDESA y las diferentes actividades que se desarrollaran en cada una de ellas, con el fin de que dichas actividades de la empresa se desarrollen de la forma más eficaz y eficiente.

Director: es el encargado de prever, organizar, mandar, coordinar y controlar las actividades de la organización.

Coordinadora y asistente de dirección: es el que se encarga de Control de

agendas, Elaboración de escritos y oficio, Archivo de documentos de la compañía,

Elaboración de reportes de ventas, Apoyo a contraloría en control de insumos de

oficina, Elaborar reportes de gastos y clasificar información

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Jefe de administración: es el encargado de Coordinar, supervisar y controlar la ejecución de los procedimientos administrativos y contables que rigen el funcionamiento interno de la organización.

Jefe de montajes: es el encargado del Manejo, supervisión y revisión de subcontratos con terceros, Coordinación, supervisión, montaje y desmontaje de los quipos y maquinas de ingeniería, teniendo en cuenta clientes actuales y nuevos, Manejo de su centro de costos y gasto, Manejo de personal técnico profesional.

Jefe de ingeniería: es el encargado de Definir, implementar, controlar los requisitos de sistema de gestión del departamento, Mantener los indicadores en los procesos internos y externos, Buen manejo de personal a su cargo, Realizar un plan de trabajo y de sistema de gestión del departamento y de procesos, tanto productos en las maquilas, almacenes, materia prima y producto terminado, Generar reportes, indicadores y estadísticas de costos.

Servicio de limpieza: es el encargado de mantener limpias las instalaciones de la empresa y mantener una buena imagen de limpieza.

Almacén: es la persona encargada del almacén o bodega donde se guardan los equipos, herramientas o artículos de venta como refacciones o el suministro para los tanques desalinizadores.

Recepcionista: es la persona encargada de atender al cliente, atender llamadas y ofrecer nuestros servicios de manera amable y correcta.

Encargado de obra: es el encarga de organizar y dirigir al equipo humano a su cargo, Disponer de los medios auxiliares y maquinaria adecuados y supervisar la recepción de materiales y almacenamiento de los mismos, Revisar diariamente el desempeño de las funciones productivas y preventivas del personal propio y subcontratado y las tareas realizadas (control de presencia, ritmo, cumplimiento de horarios y calidad de ejecución), Desarrollar sus funciones siguiendo los procedimientos y políticas de la empresa, Exigir y vigilar el cumplimiento de la normativa de prevención de riesgos laborales, medio ambiente y planes de seguridad de las obras que tiene a su cargo.

Oficiales: es aquel personal que es especialista en su labor, y son evaluados y considerados como maestros en el área que se desempeñen.

Ayudantes: personal que colabora al oficial, para la facilitación de su trabajo.

Delineantes: son los encargados de Preparar y revisar los proyectos a partir de croquis y de detalles específicos aportados por los ingenieros o por el propio proyectista para el proceso de fabricación, de instalación, de montaje de máquinas y de equipamientos industriales.

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GIRO DE LA EMPRESA:

INDESA es una compañía que desde 2014 desarrolla proyectos de ingeniería y desarrolla alternativas para la desalación del agua por osmosis inversa. Con equipos de alta tecnología para el re-uso y tratamiento de aguas. Diseña y comercializa planos de desalación del agua para implementarlos en las plataformas petroleras con una concepción tecnológica de última generación que permite optimizar las características físicas, químicas o microbiológicas del agua.

Equipos de desalación y experiencia acumulada de sus profesionales sumados a un excelente diseño propio conforman una ventaja competitiva que le ha permitido posicionarse en el mercado como una empresa referente y confiable en materia de consultoría para proyectos especiales.

Su gran versatilidad a la hora de brindar soluciones claras se contempla en su completa línea de sistemas de desalación de agua. Los mismos son adaptables a todo tipo de aplicaciones, abarcando desde el ablandamiento y re-uso de agua.

En INDESA usted encontrará experiencia, innovación tecnológica, servicio técnico post-venta especializado y una vasta línea de productos enmarcados dentro de los parámetros de calidad exigidos por empresas líderes a nivel mundial.

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POLITICAS Y REGLAS:

Reglas:

No faltar Puntualidad Respeto entre las personas que laboren en esta empresa Portar adecuadamente equipo de seguridad Mantener limpio el área de trabajo No comer en el área de trabajo Cumplir con el tiempo contrato especificado No instalar programas que atenten con la seguridad de la empresa No ingerir bebidas alcohólicas o consumir drogas

Políticas:

La empresa cumplirá los requisitos acordados con los clientes. Todos los integrantes de la empresa deben mantener un

comportamiento ético. Nuestro servicio cumple con todos los estándares de calidad. Los empleados deberán asistir a un curso de capacitación al

momento de su contratación. El plazo para el pago podrá considerarse vencido a partir del primer

día después de la fecha de vencimiento especificada en la Factura. La empresa se compromete a lograr la plena satisfacción del cliente. Nuestra empresa cumple con todos los estándares de calidad de

acuerdo a las normas que intervienen en nuestro servicio.

Los estándares de calidad de nuestro servicio están basados en las siguientes normas mexicanas:

NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-127-SSA1-1994, SALUD AMBIENTAL. AGUA PARA USO Y CONSUMO HUMANO. LIMITES PERMISIBLES DE CALIDAD Y TRATAMIENTOS A QUE DEBE SOMETERSE EL AGUA PARA SU POTABILIZACION.

NOM-012-SSA1-1993 "REQUISITOS SANITARIOS QUE DEBEN CUMPLIR LOS SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA USO Y CONSUMO HUMANO PÚBLICOS Y PRIVADOS".

NOM-013-SSA1-1993 "REQUISITOS SANITARIOS QUE DEBE CUMPLIR LA CISTERNA DE UN VEHÍCULO PARA EL TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE AGUA PARA USO Y CONSUMO".

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NOM-014-SSA1-1993 "PROCEDIMIENTOS SANITARIOS PARA EL MUESTREO DE AGUA PARA USO Y CONSUMO HUMANO, EN SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PÚBLICOS Y PRIVADOS".

NOM-112-SSA1-1994. DETERMINACIÓN DE BACTERIAS COLIFORMES. TÉCNICA DEL NÚMERO MÁS PROBABLE.

NOM-117-SSA1-1994. BIENES Y SERVICIOS. MÉTODO DE PRUEBA PARA LA DETERMINACIÓN DE CADMIO, ARSÉNICO, PLOMO, ESTAÑO, COBRE, FIERRO, ZINC Y MERCURIO EN ALIMENTOS, AGUA POTABLE Y AGUA PURIFICADA POR ESPECTROMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA.

NMX-AA-140-SCFI-2007 POTABILIZACIÓN DEL AGUA PARA USO Y CONSUMO HUMANO – SILICATO DE SODIO – ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA

MISION Y VISION:

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MISION

Ofrecer a nuestros clientes un servicio integral de primera calidad, logrando la satisfacción de los mismos, contribuyendo así al fortalecimiento de la infraestructura y al medio ambiente.

VISION

Ser una empresa líder a nivel mundial y posicionarnos como la mejor opción de desalación en las plataformas petroleras a través del esfuerzo de nuestros colaboradores y la mejora continua de nuestro servicio.

VALORES:

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Entre los valores de INDESA se pueden destacar la honestidad y respeto con los que trata a todos los implicados en su actividad, así como la protección, defensa y mejora del medioambiente en todas las acciones que desarrolla.

Valores:

Responsabilidad: Actuamos responsablemente en la entrega de todos nuestros servicios, respondiendo con prontitud a las necesidades de nuestros clientes.

Transparencia: Mantenemos un diálogo veraz con todos nuestros públicos y velamos siempre por el cumplimiento de nuestras promesas.

Excelencia: Somos eficientes y rigurosos en nuestro que hacer, buscando permanentemente entregar valor agregado a nuestros clientes, accionistas y trabajadores.

Aprendizaje: Promovemos la flexibilidad, la creatividad y el desarrollo de nuestras competencias, ya que en ello radica el logro de nuestras metas.

Austeridad: Manejamos de manera racional y equilibrada nuestros recursos, acorde a nuestro rol como proveedores del servicio más esencial de todos.

Compromiso: Tenemos la "camiseta puesta" por lo que hacemos y estamos comprometidos por sacar adelante nuestras metas.

Colaboración: Trabajamos en equipo, y promovemos el diálogo horizontal y la lealtad recíproca, integrando nuestros esfuerzos en torno a un objetivo común.

CAPITULO II

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HIPÓTESIS:

La desalinización del agua de mar por medio del método de osmosis inversa en las plataformas petroleras, para su uso en la elaboración de fluidos de perforación, contribuirá a la reducción de costos por daños en las tuberías, así como al impacto ambiental de la escases de ríos.

PROPUESTAS Y ALTERNATIVAS:

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Propuestas:

Construcción de una planta desalinizadora de osmosis inversa cerca de las instalaciones donde se utilizara el agua desalada.

Implementar congeladores para desalar las cantidades necesarias de agua por congelación.

Contratar los servicios de una empresa que proporcione el suministro de agua ya desalada y la transporten a las plataformas petroleras.

Implementar un sistema de desalinización por el método de osmosis inversa en las plataformas petroleras.

Alternativa:

De las propuestas estudiadas la alternativa que garantiza cubrir confiable y permanentemente la demanda en la industria petrolera es la desalación y potabilización del agua extraída de mar por el método de osmosis inversa, en tanques desalinizadores que se implementaran al termino del proyecto, y de esta manera usar el agua desalada en la elaboración de fluidos de perforación, buscando disminuir la presencia de corrosión en las tuberías de producción y alargar mas el tiempo de vida de las tuberías.

MARCO TEORICO:

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Desalación a partir de Osmosis Inversa

La desalación de agua de mar1 ha demostrado ser una tecnología fiable y económicamente sostenible para la obtención de agua potable a partir de la segunda mitad del siglo XX, siendo la única alternativa posible de abastecimiento de recursos de agua para el consumo humano e industrial, para el desarrollo de numerosas regiones del mundo, como algunas áreas en las Islas del Caribe, Estados Unidos, Chipre, India, Australia, China, las costas del Mediterráneo, África, el Oriente Medio, entre otras. Pero ¿En qué consiste este método? La desalación se puede realizar mediante diferentes técnicas como la destilación, la congelación, la evaporación instantánea o la formación de hidratos. Sin embargo, en la actualidad el método de osmosis inversa es el más utilizado y extendido.

La Osmosis es un proceso natural que ocurre en los tejidos de plantas y animales. De forma esquemática se puede decir que cuando dos soluciones con diferentes concentraciones (formadas por un solvente y un solutos disuelto en el solvente), se unen a través de una membrana que permite el paso del solvente pero no del soluto, existe una circulación natural del solvente a través de la membrana, desde la solución menos concentrada hacia la de mayor concentración. La diferencia de altura obtenida se traduce en una diferencia de presión, llamada presión osmótica.Sin embargo, aplicando una presión externa que sea mayor a la presión osmótica de una disolución respecto de otra, el proceso se puede invertir, haciendo circular el solvente desde la solución más concentrada y a la solución con menor concentración, obteniendo finalmente un agua de pureza admisible.

Figura Nº 1. Proceso de Osmosis Inversa.

Fuente: http://www.aguassanpedrodeatacama.cl/?page_id=922

Proceso de desalación:

1 ¿Qué es la desalación o desalinización?. Esta se define como cualquier proceso por el cual, el contenido de sal del agua se reduce lo suficiente para hacerla apta para consumo humano y usos industriales u otros específicos. UNESCO-ONU. Ciencias Naturales, Agua. Glosario de términos. 2012. Disponible en: http://www.unesco.org/new/es/natural-sciences/environment/water/

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El proceso completo que se sigue normalmente en una planta desaladora tipo se describe a continuación:

a) Captación del agua marina o salobre:

Lo primero es la obtención del agua bruta, ya sea agua marina o bien agua proveniente de fuentes superficiales o subterráneas con altos contenidos salinos. Independiente de la fuente que se trate, tuberías conducen el agua hasta la costa o el lugar de emplazamiento de las instalaciones, donde es impulsada por una estación de bombeo a la planta desaladora.

b) Pretratamiento:

Antes del tratamiento específico de las sales, hay que realizar un tratamiento global en el que se incluirán distintos procesos físicos y químicos. Lo primero será añadirle al agua bruta un coagulante (cloruro férrico) para formar agregados de partículas y propiciar su precipitación en el decantador al que va a ser enviada esta agua. Tras el proceso de la decantación se procederá a la desinfección, para eliminar así la carga biológica, ésta puede realizarse de distintas formas: la cloración (mediante adición de hipoclorito de sodio), que es el método más empleado, dado que el cloro es un poderoso oxidante y desinfectante, además de que es barato y fácil de controlar, aunque aporta un sabor desagradable al agua.Después del tratamiento de desinfección, el líquido, con una baja presión, pasa a través de un conjunto de filtros de doble capa (generalmente de arena y/o carbón natural), tras los cuales la mayor parte de la materia en suspensión es retenido, obteniéndose un filtrado de aproximado de 15 micras (micrómetros). El agua obtenida pasará a un tanque regulador que dosificará el caudal para el siguiente filtrado.

Ahora comienza una segunda etapa de filtración, en la que el agua es impulsada con una presión mayor a través de filtros multicapa (también de arena y/o carbón natural), los cuales aumentan la calidad de filtrado hasta partículas inferiores a 10 micras. Como elemento final de seguridad el agua deberá de pasar aún por filtros de cartucho, primero por unos de 15 micras y luego por otros de 10 micras. Tras este filtrado el agua, será declorada (ya que rondará el pH=8 y deberá reducirse a un pH<7) mediante la adición de ácido sulfúrico (debido a la corrosividad y peligrosidad de este ácido, tanto el depósito donde es almacenado, como las cañerías que lo conducen, están recubiertos por una película de hexametafosfato sódico para evitar posibles escapes), pues el agua debe poseer unas condiciones fisicoquímicas óptimas para ser introducidas en las membranas de Osmosis, ya que éstas son muy sensibles. Con este procedimiento las aguas ya tendrían que tener un SDI2 igual a 3 con lo que se evita que las membranas se dañen.c). Osmosis Inversa:

2 Índice de Densidad Silt (SDI) es una medida del potencial de ensuciamiento de sólidos suspendidos. Enlace: http://www.lenntech.com/sdi.htm.

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En esta etapa, una o más bombas de alta presión impulsan el agua hacia las membranas que producirán, por el fenómeno de osmosis inversa, las aguas resultantes de este proceso. En términos generales, a partir del agua de alimentación se obtiene entre un 40% y un 45% de agua producto, a la que se le añade una base (hipoclorito sódico) que estabiliza su pH entorno a 7 y además gracias a sus propiedades actúa como desinfectante, convirtiéndola así en agua apta para su uso o consumo. Por otro lado entre un 55% y un 60% del agua impulsada para a convertirse en salmuera, que es el agua con alta concentración de sales que será nuevamente enviada al mar (a través de un emisario submarino por gravedad), u otra área de disposición.

Cuando se trata de plantas medianas o grandes se hace pasar esta agua de rechazo por un sistema de turbinas donde se aprovecha su energía residual (presión), disminuyendo así el consumo energético. Hay que recalcar que el agua en las actuales plantas desaladoras puede pasar por una segunda etapa de Osmosis Inversa.

El agua resultante pasa a un depósito de almacenaje, donde, de ser necesario, se le añaden minerales de modo que mejore su calidad para el consumo humano según las normas sanitarias vigentes.

La particularidad del sistema de desalación con sistema de osmosis inversa es que requiere de un suministro constante de energía para evitar la degradación de sus membranas. Por este motivo los sistemas híbridos con base en las energías renovables pudiesen ser la clave para el éxito de este tipo de plantas.

Figura Nº 2. Fenómeno de osmosis inversa.

Fuente: http://www.emagister.com/curso-agua-desalacion-2-4/descripcion-proceso-osmosis inversa

Experiencias de desalación en el mundo

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Las primeras nociones de cómo quitarle la sal al agua de mar datan de la antigüedad, de los tiempos de Aristóteles, cuando la desalación por evaporación se comienza a transformar en un proceso conocido. Aristóteles observando la naturaleza captó los principios físicos para separar el agua y las sales en los que se basan ciertas tecnologías modernas de la desalación que tienen que ver con el evaporar el agua del mar y después condensar el vapor, obteniendo agua dulce en estado líquido.

Mucho tiempo después, en el siglo XVI, los árabes ponen nuevamente este tema en el tapete probando otra alternativa: la desalación por destilación, que cerca de 300 años después se posiciona como una tecnología de uso relativamente común en barcos y en aplicaciones militares y mineras. Pero los avances siguieron y en el siglo XVII, Sir Francis Bacon empieza a experimentar con la desalinización por filtración3.

Sin embargo, es en el siglo XVIII cuando se plasma uno de los grandes hitos tecnológicos en este campo: la filtración con membranas, reconociéndose también el fenómeno de Osmosis a través de membranas naturales. Las primeras aplicaciones de este novedoso sistema se desarrollan en el siglo siguiente.

Según antecedentes de la Asociación Internacional de Desalinización (AID), la primera planta desalinizadora que operó en el continente americano fue la de Key West, en el estado de Florida, USA, en 1861. Producía 27 m3/día por destilación en un sólo efecto. A esa altura ya se conocía y aplicaba otra tecnología en este rubro, denominada evaporación de múltiple efecto (ME), patentada en 1840 para la industria del azúcar y utilizada extensivamente antes del término del siglo XIX.

Posteriormente, ya en el Sigo XX, en la década de 1960, investigadores de Estados Unidos y Japón principalmente, desarrollaron membranas semipermeables con fines industriales las que pronto comenzaron a ser usadas para desalación por osmosis inversa. Así, ya en los años 70, los promotores de plantas desaladoras adoptaron la osmosis inversa como técnica preferente.

Actualmente más de 150 países en el mundo emplean la desalación de agua de mar para solventar sus necesidades. Entre los países que más utilizan esta tecnología destacan Arabia Saudita, Emiratos Árabes Unidos, Estados Unidos, España, Kuwait, Argelia, China, Qatar, Japón y Australia.

Cuadro N°1. Ranking mundial de los diez países con mayor capacidad para desalar agua.

3Informe “Desalación como alternativa al Plan Hidrológico Nacional (PHN) de España”. CIRQUE – Universidad de Zaragoza. 2001. Enlace al documento. http: //circe.cps. unizar. es/ spanish/ isgwes/ spain/ desala.pdf.

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Países Capacidad (m3/día) Porcentaje de la producción mundial

1. Arabia Saudita 10.598.000 17

2. Emiratos Árabes Unidos 8.743.000 14

3. Estados Unidos de América 8.344.000 14

4. España 5.428.000 9

5. China 2.553.000 4

6. Kuwait 2.390.000 4

7. Katar 2.049.000 3

8. Argelia 1.826.000 3

9. Australia 1.508.000 2

10. Japón 1.153.000 2

Fuente: Informe: “2008-2009 Desalination Yearbook”, elaborado por la Asociación Internacional de Desalación (IDA) y la publicación inglesa Global Water Intelligence (GWI).

De entre todos los países que emplean la desalación como una fuente de recursos hídricos, Oriente Medio lidera los primeros puestos en cuanto a la capacidad de producción, seguido muy de cerca por Estados Unidos y España4.

El uso de las tecnologías de desalación, para producir un suministro fiable de agua dulce, ha experimentado un notable crecimiento en los últimos años. Estas tecnologías se han empleado de forma creciente para hacer frente a la gran sequía mundial y a la búsqueda de nuevas fuentes de agua dulce. Cabe recordar que, según datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS), se estima que el 11% de la población mundial no tiene acceso al agua potable, y aproximadamente el 20% de la población del mundo vive en países donde el agua es escasa y en donde las personas no han sido capaces de acceder a los recursos disponibles5.

Experiencias de desalación en Chile

Según la Asociación Internacional de Desalinización (AID)6, Chile fue un país pionero en el empleo de la desalinización en todas las formas a partir del Siglo XIX. De hecho, en la Guerra del Pacífico el Ejército Chileno ocupó las llamadas “resecadoras” para abastecer a sus tropas de agua potable. Mientras que otras formas de obtener agua limpia fue una planta de destilación solar de una explotación minera: las Salinas de Chile (Handbury, Hodgkiess y Morris, 1993), en donde se logró realizar el proceso de purificación del agua. Su rendimiento era ínfimo (20 m3 producidos en una extensión de 4.000 m2), pero era la primera forma de obtener agua dulce para el abastecimiento de la población minera en un lugar remoto y árido, como lo es el norte de Chile.

4 Informe: “2008-2009 Desalination Yearbook”, elaborado por la Asociación Internacional de Desalación (IDA) y la publicación inglesa Global Water Intelligence (GWI).

5Informe: “Progress on drinking water and sanitation. 2012”. OMS. 2012. Página web: http://www.who.int/water_sanitation_health/publications/2012/jmp_report/en/index.html

6 Página web de la entidad: http://www.idadesal.org/default.aspx

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A nivel de grandes centros urbanos, actualmente Antofagasta, Taltal y Arica cuentan con plantas desaladoras para abastecer a parte de sus habitantes del vital elemento.

En la capital de la Región de Arica y Parinacota, una empresa privada procesa agua de pozos subterráneos y su alcance es limitado, por lo que se proyecta la construcción de una instalación mucho mayor, con aportes del Estado, que permitirá asegurar la entrega del recurso en toda la zona.

En Antofagasta, ciudad capital de la Región del mismo nombre, también se levantar una segunda planta, adicional a la ya existente, que cubra la demanda del 40% de la población que actualmente aún no se abastece con agua desalada, y que también provea a la cercana ciudad de Tocopilla.

Por su parte, algunos de los sistemas de Agua Potable Rural (APR), cuentan desde el año 1998 con esta tecnología. La primera planta de Osmosis Inversa en los APR fue instalada en San Pedro de Atacama, Región de Antofagasta. Actualmente existen 18 plantas instaladas con esta tecnología, ubicadas en las regiones de Arica y Parinacota, Tarapacá, Antofagasta, Atacama, Coquimbo y Aysén.

A estas experiencias se agregan los múltiples proyectos que desarrolla la industria minera para instalar plantas desaladoras para provisión de agua industrial para sus faenas.

Ejemplo de esto es lo que ocurre con la planta que Minera Escondida opera en el sector de puerto Coloso, en la Región de Antofagasta, donde la compañía pretende ampliar su infraestructura y capacidad para poder cubrir la demanda de agua de su proyecto Lixiviación de Sulfuros.

En desarrollo, en tanto, hay iniciativas similares para Minera Candelaria, la división Mantoverde de Anglo American y Minera Doña Inés de Collahuasi cerca de Iquique.

También con el objetivo de contribuir a suplir las necesidades hídricas de procesos productivos propios y externos, el Grupo CAP y Aguas Barcelona (Agbar), además de Minera El Morro de Goldcorp avanzan en planes de inversión del mismo tipo en la Región de Atacama.

Figura Nº3. Plantas desaladoras en las regiones del norte de Chile.

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Fuente: Presentación Aguas Antofagasta. Sr. Mario González. II Seminario Internacional de Desalación. Antofagasta. 2012

Respecto a iniciativas en la Región de Coquimbo, existen 11 Comités de Agua Potable Rural que cuentan con plantas desaladoras: Cerrillos de Tamaya, San Julian, El Trapiche, Barraza, Porvenir, Tabalí, Barraza Alto-Socos, Alcones Bajos, Chungungo, Puerto Aldea y Caleta de Hornos.

De estas, tres sistemas desalan agua de mar o provenientes de pozos cercanos a la costa y el resto tienen como fuente aguas salobres provenientes de pozos en áreas interiores de la Región.

Como resultado de la osmosis inversa7, se obtiene: Agua producto y agua rechazo (salmuera). El regulador de contrapresión controla la presión y automáticamente la mantiene en el nivel requerido para que se produzca la osmosis inversa en la zona

7 En la práctica y dadas las limitantes de energía disponible, y establecidas las demandas reales de suministro de agua, el valor estimado a producir en periodos punta no debería sobrepasar un volumen de 1,0-1,1 m3/día.

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de membranas. La salmuera es evacuada del sistema a través de la conexión de descarga de salmuera y vuelve al mar.El agua agua producto fluye a través de la membrana de Osmosis Inversa siendo el proceso controlado mediante un sensor de salinidad (monitor de solidos disueltos totales) el que se ajusta automáticamente, y registra electrónicamente el contenido de sal del agua producto. Inmediatamente después de esto el agua dulce producida pasa a través de un flujómetro de agua producida, el que va indicando el caudal producido por el sistema.

Si eventualmente el monitor de sólidos disueltos totales registra una salinidad en elagua producto superior a la establecida inicialmente por el operador, automáticamente esta se conduce al sistema de rechazo de la planta, alertando correspondientemente al operador a fin de que se tomen las medidas pertinentes que corrijan la situación anómala.

Una vez terminado el proceso de osmosis inversa, y obtenido agua producto, ésta es enviada al estanque de almacenamiento de agua potable, recibiendo una aplicación de solución de hipoclorito de sodio para su potabilización.

El equipo en cuestión presenta los requerimientos técnicos siguientes:

. Características del espacio físico: Ubicación del equipamiento en un sector protegido de la luz solar directa, lluvia y polvo.

. Espacio físico: Se requiere de una superficie de 1 m x 0,5 m (superficie mínima, que sumado a los dispositivos periféricos aumenta a alrededor de 3 m2.)

. Energía: Suministro de energía eléctrica de corriente monofásica, 230 VAC, 50 Hz. Consumo de corriente nominal 11,0 A.

. Caudal de alimentación: Caudal de alimentación a la planta de Osmosis de 0,5 m3/h, disponible a una presión mínima de 40 psi.

. Caudal de desagüe: Cámara de desagüe adyacente al equipo, capaz de evacuar gravitacionalmente un caudal de 0,4 m3/h.

Cabe recordar que el equipamiento instalado corresponde a un equipo compacto desalador de agua de mar por osmosis inversa modelo SC600 para una producción de 2,27 m3/día, el que está constituido por los siguientes componentes:

. Membranas de agua de mar del tipo espiral enrollada: capaces de producir una calidad superior de agua y un caudal de agua producto estable. Las membranas son 2 ½” x 20” diseñadas para agua de mar. Las membranas son alojadas en un estanque de presión construidos en fibra de vidrio diseñado para una presión de trabajo de 1.000 psi.

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. Bomba de alta presión de desplazamiento positivo: para entregar una presión de hasta 1.000 psig en la alimentación de las membranas. La bomba es de tipo pistón con motor de 2,2 kW. El sistema es equipado con una válvula de alivio para una operación segura.

. Prefiltración: para la filtración del agua de ingreso a las membranas de osmosis inversa, permitiendo el ingreso de agua libre de contenido de sólidos suspendidos. Los filtros son de 20/50 y 5 micrones.

. Conductivímetro: del agua de producto para el monitoreo de la calidad del agua producida por la Osmosis. El sistema de medición incluye pantalla digital montada en un panel.

. Rotámetros en línea: para la medición precisa del caudal de agua producto y del rechazo.

. Manómetros de presión: montados en línea para el monitoreo de la presión de entrada al sistema y presión de alimentación a las membranas. Los manómetros son construidos en acero inoxidable en todas sus partes en contacto con el agua, rellenos con glicerina.

. Interruptor de presión y válvula de alivio: Incluye un interruptor en la alimentación de agua de mar cuya función es detener la bomba de alta presión cuando hay bajo caudal o presión. Se incluye una válvula de alivio en la línea de alta presión para protección.

. Flushing automático: Incluye un sistema de “flushing” o lavado de desplazamiento a baja presión de las membranas con agua producto. Esta operación es realizada automáticamente ante detenciones del equipo, a fin de evitar el deterioro de las membranas de Osmosis.

. Set de interconexiones de baja y alta presión: a través de mangueras flexibles reforzadas especialmente diseñadas para trabajo a alta presión en ambientes corrosivos. Se incluye una válvula de control de alta presión para el control de la presión de alimentación a las membranas.

La osmosis inversa8 es un proceso que permite concentrar o eliminar contaminación de una solución liquida, normalmente agua, mediante la aplicación de una presión determinada, a través de una o varias membranas semipermeables que separa una solución contaminada de la solución limpia o purificada.

Esta técnica, aplicada al agua permite separar un 95% de las sales y en aguas residuales permite eliminar color, solidos disueltos, carga orgánica, 8osmosis inversa y diferentes empresas desalinizadoras del mundo UNESCO-ONU. Ciencias Naturales, Agua. Glosario de términos. 2012.

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microorganismos, Y concentrar ácidos y bases. Las principales aplicaciones de la osmosis inversa a nivel industrial, es la desalinización de agua de mar, la obtención de agua pura y ultra pura, el tratamiento de aguas residuales y la potabilización del agua.

Existen diferentes métodos para obtener la desalinización del agua de mar y la obtención de agua pura y ultra pura, la osmosis inversa es el método más usado, pero también se pueden realizar mediante los procesos de micro-filtración, destilación, congelación, evaporación relámpago, destilación repetida, entre otros; los cuales son bastante costosos en términos de energía eléctrica utilizada y no se obtienen los mismos resultados en términos de filtración de partículas.

De acuerdo a los diferentes métodos existentes para la obtención de las mismas aplicaciones de la osmosis inversa, se realiza una descripción de los antecedentes, no solo de las plantas de osmosis inversa actuales, sino también de otros métodos, que tienen una aplicación importante en el campo industrial.

PLANTAS DE OSMOSIS INVERSA A NIVEL INTERNACIONAL

- PURE AQUA, Inc. “water treatment and reverse osmosis systems”Estados Unidos, CA, Santa Ana. Pure Aqua, Inc. es una empresa pionera en Estados unidos, en la desalinización del agua de mar, presentan plantas de osmosis inversa de diferentes capacidades de producción, y con tecnología completamente automatizadas.

- AMPAC USA “Advanced water treatment systems”Estados Unidos, CA, Northridge. AMPAC, es una empresa con los mejores tratamientos y la más alta calidad de agua procesada, tiene diferentes procesos y plantas de tratamiento de agua, tales como filtros de agua, sistemas de desalinización, osmosis inversa residenciales, comerciales e industriales.

- UNITEKArgentina, mar de Plata. Es una compañía que desde 1993 desarrolla proyectos de ingeniería y produce sistemas de alta tecnología para el reúso y tratamiento de aguas. Diseña, fabrica y comercializa equipos con una concepción tecnológica de última generación que permite optimizar las características físicas, químicas o microbiológicas del agua.

- LENNTECH “Water treatment solutions”Holanda, Rotterdam. Lenntech proporción todo tipo de soluciones a problemas de tratamiento de aguas desde aplicaciones domesticas hasta proyecto llave en mano de plantas industriales de 5000m3/día, incluyendo plantas de osmosis inversa.

PLANTAS DE OSMOSIS INVERSA A NIVEL NACIONAL

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- DOBER OSMOTECH de Colombia Ltda.Colombia, Cali. Empresa fundada el 22 de noviembre de 1982, con el ánimo de prestar servicio de ventas, Ingeniería, diseño, construcción y asesoría. Inició sus operaciones de importación y venta desde esa fecha. Desarrolla plantas de tratamiento de agua y de osmosis inversa, para procesos de: calderas, evaporadores, sistemas de enfriamiento cerrados o abiertos, entre otros. Empresa que se destaca por su alto nivel de eficiencia y eficacia en el desarrollo de las plantas de tratamiento de agua y de sus productos químicos para las industrias.

- Ignacio Gómez IHM S.AColombia, Bogotá. Empresa líder en Colombia y en el grupo Andino en la fabricación de motobombas y equipos de presión. Comercializamos motores, plantas de tratamiento de agua, plantas eléctricas y compresores de las más prestigiosas marcas del mundo. Manejamos los más altos estándares de calidad ISO 9001/2000.

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA DIFERENTES DEL PROCESO DEOSMOSIS INVERSA

- LENNTECH “Wáter treatment solutions”Holanda, Rotterdam. Lenntech proporciona todo tipo de soluciones a problemas de tratamiento de aguas, desde aplicaciones domésticas hasta proyectos llave en mano de plantas industriales. Producción de plantas de micro filtración y destilación.

- ACSA “Aerogeneradores canarios, S.A”España, islas canarias Se creó el 23 de diciembre de 1985, con el objetivo inicial de desarrollar su actividad en el campo de la energía eólica de media potencia. También se desarrollan plantas desalinizadoras por medio de membranas.

- AMPAC USA “Advanced water treatment systems”Estados Unidos, CA, Northridge. AMPAC, es una empresa con los mejores tratamientos y la más alta calidad de agua procesada de osmosis inversa, también tiene diferentes procesos y plantas de tratamiento de agua, tales como filtros de agua y sistemas de desalinización.

Para comprender detalladamente el proceso de osmosis inversa, es necesario entender principios físico-químicos básicos y cada una de las etapas de pre tratamiento del agua9.

SOLVENTESustancia que permite la dispersión de otra en su seno, es la sustancia presente en mayor cantidad de la solución, el solvente más comúnmente usado es el agua.

9Transporte de materiales a través de membranas plasmáticas [en línea]. San José (Costa Rica): Fisica Zone, 2011. Disponible en internet: http://fisicazone. com/ transporte -de-materiales-a-traves- delas- membranas-plasmaticas/

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SOLUTOEs la sustancia presente en menos cantidad de la solución (aunque existen excepciones), esta sustancia se encuentra disuelta en un determinado disolvente.

SOLUCIÓNEs la mezcla normalmente homogénea de dos o más sustancias. La solución expresa la relación de la cantidad de soluto a la cantidad de solvente.

DIFUSIÓNLa difusión se refiere al proceso mediante el cual las moléculas se mezclan, como resultado de su energía cinética del movimiento aleatorio. Considere la posibilidad de dos contenedores de gas o líquido A y B separados por un tabique.

Las moléculas de ambos gases o líquidos están en constante movimiento y hacen numerosas colisiones con la partición. Si la partición se ha eliminado, los gases o líquidos se mezclan debido a las velocidades al azar de sus moléculas. La tendencia a la difusión es muy fuerte, incluso a temperatura ambiente debido a las altas velocidades moleculares asociadas con la energía térmica de las partículas. El fenómeno de la difusión molecular conduce finalmente a una concentración completamente uniforme de sustancias a través de una solución que inicialmente pudo haber sido no uniforme.

Tasa de difusión. Como la energía cinética media de los diferentes tipos de moléculas (masas diferentes) que están en equilibrio térmico es el mismo, a continuación, sus velocidades medias son diferentes.

Gradiente de concentración. La diferencia de concentraciones (ΔC), es la diferencia entre las concentraciones de dos soluciones diferentes, es decir:

ΔC= C2 – C1La distancia de separación entre las dos soluciones se la llama ΔX, siendo en este caso, el espesor de la membrana, y el gradiente de concentración de difusión, el cual es la relación entre la variación de concentración y la separación de las dos Soluciones.

Figura 4. Difusión con membrana permeable

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Ley de Fick de la difusión. De acuerdo a la figura 4, la ley de Fick nos dice que el flujo de soluto que atraviesa la membrana es proporcional al gradiente de concentración pero en sentido contrario. Todo esto está multiplicado por una constante D llamada constante de difusión o constante de Fick.

OSMOSIS: La osmosis en un proceso natural donde el solvente, principalmente agua, fluye a través de una membrana semi-permeable, lo que significa que solo deja pasar las moléculas más pequeñas de solvente, de una solución con una baja concentración de sólidos disueltos a una solución con una alta concentración de sólidos disueltos. El solvente, fluye a través de la membrana hasta que la concentración se iguale en ambos lados de la membrana.

Figura 5. Proceso natural de osmosis

La ósmosis es de gran importancia en procesos biológicos, donde el solvente es agua. La energía que impulsa el proceso suele ser discutido en términos de presión osmótica10.

Presión osmótica. Esa especie de impulso de la naturaleza que obliga al líquido a pasar de un lado al otro se llama presión osmótica.

10 10. KUCERA, Jane. Reverse Osmosis. Industrial applications and processes. 1 ed. New Jersey: WILEY, 2010. 383 p.

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Figura 6. Presión Osmótica en proceso de osmosis

Medición de la presión osmótica. Un enfoque para la medición de la presión osmótica es medir la cantidad de presión hidrostática necesaria para evitar la transferencia de líquido por ósmosis.

OSMOSIS INVERSA

La osmosis inversa es el proceso en el cual se aplica una presión mayor a la presión osmótica, esta presión es ejercida en el compartimiento que contiene la más alta concentración de sólidos disueltos. Esta presión obliga al agua a pasar por la membrana semi-permeable en dirección contraria al del proceso natural de osmosis. Para poder purificar el agua necesitamos llevar a cabo el proceso contrario al de ósmosis convencional, es lo que se conoce como Ósmosis Inversa. Se trata de un proceso con membranas, en el cual se aplica una presión mayor a la presión osmótica, esta presión es ejercida en el compartimiento que contiene la más alta concentración de sólidos disueltos. Esta presión obliga al agua a pasar por la membrana semi-permeable en dirección contraria al del proceso natural de osmosis, dejando las impurezas detrás. La permeabilidad de la membrana puede ser tan pequeña, que prácticamente todas las impurezas, moléculas de la sal, bacterias y los virus, son separados del agua.

Principio de Operación de la Osmosis inversa.

El solvente pasa espontáneamente de una solución menos concentrada a otra más concentrada a través de una membrana semipermeable, pero al aplicar una presión mayor que la presión osmótica a la solución más concentrada, el solvente comenzara a fluir en el sentido inverso, el flujo del solvente depende de:- Presión aplicada- Presión Osmótica aparente- Área de la membrana presurizada

Componentes de la osmosis inversa

- Membrana Semi-permeable- Tubos de Presión conteniendo la membrana

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- Bomba generadora presión- Válvulas reguladoras de control- Contenedores del permeado

Características de las membranas semi-permeables.

Una membrana semipermeable, también llamada membrana selectivamente permeable, es una membrana que permitirá que ciertas moléculas o iones pasen a través de ella por difusión. El índice del paso de las moléculas depende de la presión ejercida, la concentración de partículas de soluto, la temperatura de las moléculas y la permeabilidad de la membrana para cada soluto. A las moléculas que logran atravesar la membrana se las conoce como “el permeado” y a las que no lo hacen es las conoce como “el rechazo”.

Características de la osmosis inversa

- Permite remover la mayoría de los sólidos (inorgánicos u orgánicos) disueltos en el agua (99%)- Remueve los materiales suspendidos y micro-organismos- Proceso de purificación de forma continua- Tecnología simple, que no requiere de mucho mantenimiento- Es modular y necesita poco espacio, de acuerdo a los caudales deseados.

Aplicaciones Osmosis inversa

- Abastecimiento de aguas para usos industriales y consumo de población.- Tratamiento de efluentes industriales para el control de la contaminación y recuperación de compuestos.- Industria de la alimentación (concentración de alimentos).- Industria farmacéutica, para la separación de proteínas, eliminación de virus, etc.- Industria cosmética- Agua de enjuagado electrónico y galvánico.- Industrias de vidrio.- Soda y plantas de embotellamiento.- Agua de alimentación de calderas y sistemas de vapor.- Hospitales y Laboratorios.- Medioambiente (reciclaje

Figura 7. Pre-tratamiento de osmosis inversa

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Dónde:(1). Tanque de almacenamiento de Agua.(2). Filtro de arena.(3). Filtro de carbón activado.(4). Salmuera.(5). Suavizador

FILTROS DE PRE – TRATAMIENTO DE OSMOSIS INVERSA

Generalmente el proceso de osmosis inversa va acompañado de un pretratamiento que tiene como objetivo filtrar el solvente antes de entrar al proceso de osmosis inversa, con el fin de lograr obtener los mejores resultados posibles y garantizar el mejor funcionamiento de las membranas semipermeables, los principales filtros de pre-tratamiento son:

Filtro de sedimentos.

Los sedimentos son cualquier partícula que puede ser transportada por un fluido y que se deposita como una capa de partículas sólidas en fondo del agua o líquido, Un filtro de sedimentos actúa como pantalla para remover estas partículas.

Filtro de arena.

Son muy efectivos para retener sustancias orgánicas, pues pueden filtrar a través de todo el espesor de arena, acumulando grandes cantidades de contaminantes antes de que sea necesaria su limpieza.El equipo de filtración de este tipo consta de un solo filtro o de una batería de filtros que funcionan en paralelo. La filtración se lleva a cabo haciendo pasar el líquido a tratar, a través de un lecho de arena de graduación especial. El tamaño promedio de los granos de arena y su distribución han sido escogidos para obtener las distancias mínimas entre granos, sin causar pérdidas de altas presiones. Las partículas atrapadas en el lecho se desalojan fácilmente invirtiendo el flujo a través de la unidad. Esto hace expandir la arena, limpiándose por acción hidráulica y por fricción de un grano con otro.

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Filtro carbón activado. El filtro de carbón funciona por el mismo principio que el filtro de arena, la diferencia radica en los elementos filtrantes y su finalidad. El carbón activado es un material natural que con millones de agujeros microscópicos que atrae, captura y rompe moléculas de contaminantes presentes. Se diseña normalmente para remover cloro, sabores, olores y demás químicos orgánicos. Las propiedades de este medio filtrante hacen que las materias orgánicas y las causantes de olores y sabores, al igual que el cloro residual que se encuentra en el agua, sean absorbidas en las superficies del medio filtrante, eliminándolas así del líquido a tratar.

Algunas de sus aplicaciones son:

- Remoción de olores, sabores, cloro residual y materia orgánica de aguas de procesos cuando estas lo requieran.

- Preparación de aguas libres de cloro, sinsabores e inodoras para uso en las industrias de bebidas gaseosas y productos alimenticios.

- Remoción de cloro y materia orgánica de aguas de alimentación para equipos de desmineralización.

Suavizador.

También llamado descalcificadora o ablandador de agua, es un aparato que por medios mecánicos, químicos y/o electrónicos tratan el agua para evitar, minimizar o reducir, los contenidos de sales minerales y sus incrustaciones en las tuberías y depósitos de agua potable.

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CAPITULO III

RESULTADOS:

Se obtuvo un diseño de un sistema de desalinización de agua por osmosis inversa completamente automatizado, incluyendo en todo momento las etapas de pre tratamiento del agua, que son necesarias para el correcto funcionamiento de la planta.

El sistema de osmosis inversa consta de los siguientes procesos, que al ser acoplados, generan los mejores resultados con lo referente al nivel de la calidad de agua tratada.

Almacenamiento de agua cruda Filtro de arena Filtro de carbón activado Filtro suavizador con salmuera como regenerante Filtro de micro partículas Membranas semipermeables (osmosis inversa)

Almacenamiento de agua tratada.

Las principales necesidades del proyecto son la automatización y visualización del proceso general de la planta total de osmosis inversa. Con respecto a la competencia nacional e internacional, se dedujo que la forma de automatización y el material a usar en los tanques son de relevante importancia a la hora de competir en el mercado.

Prototipo del sistema de desalinización del agua de mar por osmosis inversa:

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Con respecto a las alternativas de diseño, se realizó un estudio detallado de conceptos generados y se selección un concepto que consta de:

Control del proceso: PLCVálvulas: MOTORIZADASImpulsión de agua: MOTOBOMBA ELECTRICAAlmacenamiento de agua: TANQUES CILINDRICOSSensor de nivel: ELECTRODOSSensor de flujo: FLUJOMETROSensor de presión: MANOMETRO ELECTRONICOInterfaz grafica: DATA PANEL - HMI

Prototipo 3D tanque salmuera

Tener en cuenta que el volumen necesario del tanque de la salmuera para la regeneración del suavizador de las condiciones encontradas debe ser de 500 lts para su funcionamiento optimo.

Prototipo 3D tanque almacenamiento

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Prototipo 3D filtro de arena:

Prototipo 3D filtro de carbón activado:

Prototipo 3D suavizador:

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Prototipo 3D Tuberías

Prototipo 3D Colectores:

Prototipo 3D Membrana semipermeable:

Prototipo 3D carcaza de las membranas semipermeables:

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CONCLUCIONES:

Todo proyecto es un esfuerzo único para logar un objetivo específico mediante una serie especial de actividades interrelacionadas y la utilización eficiente de recursos. Una de las principales metas del proyecto es llegar al alcance establecido dentro del costo y tiempo programado.

En el presente proyecto se presentaron prototipos de un sistema de desalinización para implementarlos en las plataformas petroleras, se manejo un prototipo bastante accesible por las condiciones de espacio y de igual forma para su fácil manejo. Se detallaron una serie de propuestas en la cual la de INDESA mostro ser la más viable y convirtiéndola en la alternativa más efectiva.

Se puede concluir que la empresa INDESA desarrollo un proyecto bastante efectivo para la desalación del agua en las plataformas petroleras y garantizando su efectiva purificación para que pueda ser utilizada en los fluidos de perforación ya que estos fluidos hacen un recorrido por todo el pozo petrolero y si este fluido tuviera salinidad en sus propiedades, dejaría parte de esta salinidad en las paredes del pozo lo cual provocaría una serie de diversas complicaciones a futuro principalmente la de corrosión en las tuberías.

Se considera que fue un proyecto muy atractivo e interesante puesto que se obtuvieron nuevos conocimientos al estudiar y realizar su aplicación.

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RECOMENDACIONES:

Como recomendaciones se sugiere lo siguiente:

Además de la programación del proyecto es necesario realizar una ruta critica, ya que con ella se puede observar que actividades se pueden aplazar sin ningún problema de retraso o que otras actividades definitivamente no se pueden recorrer ya que esto ocasionara que el proyecto no se termine en tiempo y forma.

Tener siempre en cuenta cuales son los recursos con los que se cuenta para realizar cierta actividad, es decir, para realizar la instalación de las membranas semipermeables es necesario tener en cuenta al personal calificado, el material y el equipo para poder ejecutarlo eficientemente.

Otra recomendación es que en todo momento se tenga amplia comunicación entre los jefes de obra, supervisores y dueño del proyecto para evitar malos entendidos y ejecutar la realización de la obra de una forma eficiente sin tener que detener la ejecución de la misma.

Las medidas de protección ambiental deben orientar la actividad humana, con el propósito de hacer compatibles las estrategias de desarrollo económico y social, con las de preservación ambiental.

Este tipo de proyectos debe tener como objetivo principal el incentivar a la comunidad para modificar sus conductas depredadoras del medio ambiente.

Deben implementarse Evaluaciones de Impacto Ambiental (EIA), en todos aquellos proyectos que involucren un impacto significativo sobre el medio ambiente.

Una última recomendación sería la de tener pequeñas reuniones al menos una vez por semana para ir verificando desde el avance del proyecto así como las inquietudes u opiniones del personal que esta laborando.

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ANEXOS:

MANUAL DE OPERACIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE OSMOSIS INVERSA DE DOBER OSMOTECH

1. DESCRIPCIÓN GENERAL:

La planta de tratamiento de agua está compuesta por los siguientes equipos:

1.1. SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE AGUA DEL ACUEDUCTO.El sistema de alimentación de agua de acueducto a la planta consiste en una válvula motorizada que controla el llenado de agua cruda en un tanque principal, el cual a su vez controla el nivel del agua por medio de un sensor nivel alto - nivel bajo, al estar en nivel bajo la válvula permite el paso del agua de acueducto que llena nuevamente el tanque, y al estar en nivel alto la válvula restringe el paso del agua de la fuente y la planta trabaja en operación normal.

El agua del tanque de almacenamiento de agua cruda se lleva hasta la planta de tratamiento por medio de una motobomba, marca AQUOR, Modelos AQM 100 con motor eléctrico de 1.5 Kw.

1.2 PROCESO DE LA PLANTA, EN SIMPLES PASOSLa motobomba pasa el agua del tanque de agua cruda hacia el filtro de arena, colocado con el propósito de retener todos los sólidos filtrables.

Del filtro de arena el agua pasa al filtro de carbón activado para que se retenga en dicho filtro la materia orgánica, olores y sabores por adsorción sobre el lecho filtrante de carbón activado.

Del filtro de carbón pasará por el suavizador desalcalinizador, en el cual se balanceará la dureza y la alcalinidad, después de estas reacciones, se continúa hacia el sistema de osmosis inversa en donde se producirá un caudal de rechazo, y caudal de permeado, siendo este último el que se almacenara en el tanque de almacenamiento de agua final.

2. DESCRIPCION DE LOS EQUIPOS:

2.1. TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE AGUA CRUDAEstá construido en plástico y el propósito de dicho tanque es almacenar el agua cruda o sin tratamiento proveniente del acueducto.

2.2. FILTRO DE ARENA A PRESIONTanque calculado para una presión de trabajo de 60 psi. Y un flujo de 20 gpm a una tasa de 5 gpm/ft2 de área transversal al flujo, recubierta su superficie en contacto con agua, con pintura epóxica anticorrosiva grado alimenticio, colectores

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calculados para pérdidas de presión uniformes, con el fin de retener todos los sólidos filtrables cuyo diámetro efectivo sea superior a 20 micrones, los inferiores son imperceptibles para el ojo humano; equipado con sus válvulas de operación motorizadas con diámetro de 1 ½” pulgadas.Lecho filtrante en arena de cuarzo puro (SiO2), y lecho soporte en grava del mismo material.

Posee una purga de aire en la tapa superior para su evacuación y debe ser abierta una sola vez cada semana de operación, después del ciclo de regeneración del suavizador.

2.3. FILTRO DE CARBON ACTIVADO A PRESIONTanque calculado para una presión de trabajo de 60 psi. Y un flujo de 20 gpm a una tasa de 8 gpm/ft2 de área transversal al flujo, recubierta su superficie en contacto con agua, con pintura epóxica anticorrosiva grado alimenticio, colectores calculados para pérdidas de presión uniformes, con el fin de retener materia orgánica, olores y sabores; equipado con sus válvulas de operación motorizadas con diámetro de 1 ½” pulgadas, lecho filtrante consistente en 25 pies cúbicos de carbón activado marca Sybron Chemicals USA Inc. Ref.

P-50. Posee una purga de aire en la tapa superior para su evacuación y debe ser abierta una sola vez cada semana de operación, después del ciclo de regeneración del suavizador.

2.4. SUAVIZADOR DESALCALINIZADORTanque calculado para una presión de trabajo de 60 psi. Y un flujo de 20 gpm a una tasa de 9 gpm/ft2 de área transversal al flujo, recubierta su superficie en contacto con agua, con pintura epóxica anticorrosiva grado alimenticio, colectores calculados para pérdidas de presión uniformes, con el fin de retener la dureza presente en el agua pre-tratada por los filtros de arena y carbón activado; equipado con sus válvulas de operación motorizadas con diámetro de 1 ½” pulgadas, lecho de intercambio iónico consistente en 25 pies cúbicos de resina fuertemente catiónica marca Sybron Chemicals USA Inc. Ref. C-249. Tanque para preparación de la solución de salmuera y si se requiere ácido adicional en polietileno de alta densidad y con capacidad de 500 litros, para regeneración de la resina del suavizador. El suavizador desalcalinizador posee una purga de aire en la tapa superior para su evacuación y debe ser abierta una sola vez cada semana de operación, después del ciclo de regeneración del suavizador.

2.5. SISTEMA DE OSMOSIS INVERSA - Carcazas porta-membranas en fibra de vidrio para 400 psi o acero inoxidable304.-Membranas Thin Film, enrolladas con retención del 99.5% en base a TDS.-Manómetros para control de presión llenos de líquido.-Medidores de flujo para permeado y concentrado marca Blue White USA o King USA.

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-Marco soporte en acero inoxidable 304 o acero con pintura horneada, de acuerdo al medio ambiente que rodeará el equipo.-Bomba de acero inoxidable centrífuga, marca Groundfoss.-Válvula de cierre automático de entrada por baja presión.-Válvula de reciclaje.-Pre filtro de sedimentos de 1.0 micrón. Ameteck USA, polisulfona Big Blue para cartuchos de 4.5" x 20" pulgadas y tamaño de poro 1.0 micrón.-Monitor de sólidos disueltos totales, digital.-Dosificadores de químicos instalados.- Control de operaciones de flujo normal, lavado rápido, stand by y apagado marcaMoeller, GE Fanuc o a elección del cliente por marcas de costos similares.-Válvula de muestreo para controlar la calidad del agua filtrada por el equipo en PVC o acero inoxidable 316 de 1/4" de pulgada de diámetro.

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ARTICULOS SOBRE EL PROYECTO DE INVESTIGACION.

24/11/2014

ESCASEZ DEL AGUA PROBLEMA MUNDIAL.

La escasez de agua afecta ya a todos los continentes. Cerca de 1.200 millones de personas, casi una quinta parte de la población mundial, vive en áreas de escasez física de agua, mientras que 500 millones se aproximan a esta situación. Otros 1.600 millones, alrededor de un cuarto de la población mundial, se enfrentan a situaciones de escasez económica de agua, donde los países carecen de la infraestructura necesaria para transportar el agua desde ríos y acuíferos.

La escasez de agua constituye uno de los principales desafíos del siglo XXI al que se están enfrentando ya numerosas sociedades de todo el mundo. A lo largo del último siglo, el uso y consumo de agua creció a un ritmo dos veces superior al de la tasa de crecimiento de la población y, aunque no se puede hablar de escasez hídrica a nivel global, va en aumento el número de regiones con niveles crónicos de carencia de agua.

La escasez de agua es un fenómeno no solo natural sino también causado por la acción del ser humano. Hay suficiente agua potable en el planeta para abastecer a los 7.000 millones de personas que lo habitamos, pero ésta está distribuida de forma irregular, se desperdicia, está contaminada y se gestiona de forma insostenible.

Fuentes:

23/08/2012

OSMOSIS INVERSA, EL PROYECTO DEL FUTURO

Las plantas de desalinización de hoy día usan las aguas saladas del mar como fuente y la osmosis reversa (OR) y nanofiltración como procesos, que han desplazado a la tecnología térmica muy popular en los países del Medio Oriente. Como el Internet, el proceso OR no es nuevo, es de los 60’s y 70’s, pero hoy se ha perfeccionado. La razón es simple: los costos de los elementos de membrana utilizada en la osmosis reversa se han reducido sustancialmente, además que la OR es más eficiente en el uso de energía facilitando la producción de grandes cantidades de agua. El proceso OR deja pasar el agua salina a través de la membrana (el permeate), dejando detrás un volumen menor de agua con las sales y minerales (el concentrado). El proceso RO no requiere energía térmica, solo una bomba eléctrica bombear el agua tratada.

A finales del 2005, los países del Medio Oriente, donde existe una escasez critica del agua, producen aproximadamente el 50% de la capacidad mundial de agua

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desalinizada en el mundo. Le siguen de lejos América del Norte (16%), Europa (13%), Asia (11),África (5%), América Central (3%), Australia (1%) y Sudamérica (1%). En Israel se construyo la planta Ashkelon, Fujuirah en los países árabes emiratos, y en Kuwait con una capacidad de 87 millones gpd, 45 millones y 90 millones de gpd respectivamente.

Por: Cathy García. Perú

DEZALINIZACION DE AGUA, UN MÉTODO MUY EFICAZ

Las personas han buscado por mucho tiempo la forma de purificar las aguas saladas para hacerlas aptas para el consumo humano y la agricultura. Del total de agua que tiene nuestro planeta, solo el 2,5% es “agua dulce”, el resto es agua salobre y agua de mar, con niveles de contenido de sales que no permiten sostener vida humana o agricultura. Se entiende por agua dulce aquella agua que tiene bajos contenidos de sales, en niveles no perceptibles por el paladar humano. De toda esta agua dulce, el 0,3% se encuentra en ríos, lagos y acuíferos poco profundos, y de esta última solo un 11% es recurso renovable disponible para consumo humano.

La desalación, también llamada desalinación o desalinización, es una alternativa de fuente para sectores que no cuentan con recursos de agua fresca. Es un proceso de tratamiento en el cual se le extraen las sales disueltas al agua de mar o a las aguas salobres para producir agua de calidad potable o agua dulce. Lo anterior, en cifras, se puede expresar como bajar las sales disueltas de 38.000 mg/lt (agua de mar) a menos de 500 mg/lt (agua potable).

Las tecnologías de los procesos para desalar agua de mar han sido conocidas por largo tiempo. El problema fue que en sus orígenes, estos procesos eran de tan alto costo que se hacía inviable desarrollar plantas de cierto tamaño desde el punto de vista comercial.

Por: Mario Arenas Jofre. Ingeniero Civil

EL PETRÓLEO SE PAGA CON MUCHA AGUA

TORONTO (IPS) El agua es uno de los ingredientes fundamentales para hacer posible el envío de un millón de barriles de 159 litros de petróleo diarios desde las arenas alquitranadas de la meridional provincia canadiense de Alberta hasta Estados Unidos y otros mercados.

Increíbles cantidades del líquido han sido empleadas hasta ahora, y se necesitarán mucho más para triplicar la producción en los próximos 15 años, como se prevé. Canadá es una tierra de lagos y ríos de agua fresca. El río Athabasca nace en los glaciares del Parque Nacional Jasper de Alberta, y corre 1.538

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kilómetros a través de la región de arenas alquitranadas --o petroleras-- para finalmente desembocar en el Lago Athabasca, en el Parque Nacional Wood Buffalo.

Se trata de uno de los más largos ríos sin represas ni diques de América del Norte, y también de los más hermosos. Para extraer petróleo de las millones de toneladas de arenas alquitranadas de Alberta se necesita una cantidad superior de agua. Una vez que la arena es extraída, es prensada y luego tratada con agua y soda cáustica para convertirla en un líquido que luego es transportado por ductos, a veces varios kilómetros, hasta una planta. Una vez allí, se añade agua mucho más caliente, se agita el producto y se extrae el betún que surge en la superficie. Esta sustancia es mucho más espesa que el tradicional petróleo, por lo que debe ser sometido a un nuevo proceso de mezcla que lo convierte en crudo sintético liviano. Cada metro cúbico (1.000 litros) de petróleo producido por este método requiere entre dos y 4,5 metros cúbicos de agua. Un millón de barriles diarios de petróleo necesita, por lo tanto, entre dos y 4,5 millones de barriles de agua al día.

BRASIL, COLOMBIA Y PERÚ, ENTRE LOS QUE MÁS AGUA TIENEN EN EL MUNDO

Ya sea que viva o no en un desierto, el agua es uno de los elementos más valiosos para la humanidad. Sin embargo, según datos del Banco Mundial, para 2050, más de mil millones de personas vivirán en ciudades sin suficiente agua. A medida que se incrementa la población, también crece la necesidad de abastecimiento. El principal problema radica en que la cantidad de agua que hay en el mundo no aumenta. En este escenario, Latinoamérica juega un papel clave, pues cuenta con la mayor cantidad de agua dulce en el mundo. Según la GWP (Global Water Partnership), casi un tercio de los recursos hídricos renovables están en Sudamérica. En el listado de los países que cuentan con la mayor cantidad de agua, tres países latinoamericanos están entre los 10 primeros: Brasil (primer sitio), Colombia (tercero) y Perú (octavo).

22.05.2013

ONU ADVIERTE SOBRE ESCASEZ DE AGUA: El Secretario General de la ONU, Ban Ki-Moon anunció en el marco de las celebraciones por el Día Internacional de la Biodiversidad, que el mundo enfrenta la extremada disminución de un recurso vital como el agua. La gran demanda de ese líquido elemento, junto con la cantidad decreciente de agua que llega a los niveles mínimos de calidad muestra la inseguridad hídrica en la que debe enfocarse  la comunidad internacional. En su discurso por el Día Internacional de la Biodiversidad, Ban Ki-moon destacó la importancia de la biodiversidad y las soluciones basadas en la integración de la  naturaleza con las ciudades urbanizadas para alcanzar las metas del desarrollo

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sostenible. La ONU reconoció la importancia de preservar el agua para las futuras generaciones y designó “el Año Internacional de la Cooperación en la Esfera del Agua”. Para “ayudarnos todos a alcanzar el futuro que queremos”, Ban instó a los países que son parte del Convenio sobre la Diversidad Biológica a ratificar el Protocolo de Nagoya sobre Acceso a los Recursos Genéticos y el Reparto Justo y Equitativo de los Beneficios que surgen de su utilización.

FLUIDOS DE PERFORACIÓN: Según el manual de Tecnología Aplicada a los Fluidos de Perforación (1998), define el lodo de perforación como un fluido de características físicas y químicas apropiadas que puede ser aire o gas, agua, petróleo y combinación de agua y aceite con diferente contenido de sólido. No debe ser tóxico, corrosivo ni inflamable pero si inerte a las contaminaciones de sales solubles o minerales, y además estable a las temperaturas. Debe mantener sus propiedades según las exigencias de las operaciones y debe ser inmune al desarrollo de bacterias. El propósito fundamental del lodo es ayudar a hacer rápida y segura la perforación, mediante el cumplimiento de ciertas funciones. Sus propiedades deben ser determinadas por distintos ensayos y es responsabilidad del especialista en lodos comparar las propiedades a la entrada y salida del hoyo para realizar los ajustes necesarios.

ÓSMOSIS

La ósmosis un proceso importantísimo tanto a nivel químico, como biológico que realizamos todos los días, ya sea para hervir pasta o arroz para comer, como a nivel celular. Se trata de un fenómeno físico a partir del cual cuando tenemos dos disoluciones de diferente concentración unidas por una membrana semipermeable, las partículas del disolvente pasan de la disolución mas concentrada a la mas diluida, para igualar concentraciones en ambos lados. Una membrana semipermeable es una membrana especial que tan solo deja pasar disolvente y no solutos. Este hecho se realiza con membranas de tamaño de poro muy pequeño, capaz de dejar pasar moléculas pequeñas, pero no las grandes.

5 de julio del 2014

LA DESALINIZACIÓN DEL AGUA DE MAR Y SU TENDENCIA ACTUAL

Las enormes reservas de agua de mar y aguas salobres de distintas procedencias, al mismo tiempo que las dificultades existentes ya en muchos países ante la escasez de agua dulce, han obligado a tomar en consideración las posibilidades de su tratamiento económico, y actualmente existe una corriente de interés por la realización de estudios y proyectos relativos al empleo de distintas tecnologías de desalinización.

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La desalinización, también conocida como desalación, es el proceso por el cual el agua de mar, que contiene 35 000 partes por millón (ppm), y las aguas salobres, que contienen de 5 000 a 10 000 ppm, se convierten en agua apta para el consumo del hombre, usos domésticos y utilización industrial. Existen diferencias entre el agua dulce y el agua potable.

Los estándares para el agua dulce pueden variar en cada país; sin embargo, el estándar que asumimos en Cuba es el empleado por la Organización Mundial de la Salud (OMS), el cual identifica como agua dulce una solución acuosa que contiene menos de 500 ppm del total de sólidos disueltos (TSD).

La definición de agua potable sería básicamente la misma, pero agregándole las siguientes condiciones: inodora, incolora, insípida y finalmente libre de bacterias contaminantes.

CORROSIÓN EN LAS TUBERÍAS DE REVESTIMIENTO

Los desafíos que plantea la corrosión no son nuevos para la industria del petróleo y el gas, y las compañías productoras buscan constantemente nuevas formas de frenar la corrosión.

Los especialistas han logrado avances en materia de monitoreo de la corrosión a lo largo de varios frentes.

La implementación de estas tecnologías puede ayudar a los operadores a optimizar la utilización de la infraestructura, maximizar la producción y minimizar el impacto negativo en el medio ambiente.

La corrosión, que es la tendencia natural de los materiales a volver a su estado termodinámicamente más estable a través de la reacción con los agentes del medio adyacente, ataca a casi todos los componentes de un pozo.

Los pozos se construyen principalmente con acero, que se refina a partir del mineral de hierro natural.

El proceso de corrosión, que comienza en el momento en que se funde el acero, se acelera en el campo petrolero debido a la presencia de especies ácidas —tales como el ácido sulfhídrico [H2S] o el dióxido de carbono [CO2]— en muchos fluidos de formación, y a causa de las presiones y temperaturas elevadas de las formaciones productivas.

Entre las consecuencias de la corrosión se encuentran la reducción del espesor de las paredes y la pérdida de resistencia, ductilidad y resistencia al impacto del

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Acero que compone los tubulares de fondo de pozo, los cabezales de los pozos y las tuberías de superficie, y el equipo de procesamiento ubicado aguas abajo.

Septiembre 2010

CORROSION EN LA INDUSTRIA PETROLERA.

Las compañías de petróleo y gas se enfrentan a una permanente disyuntiva. Por un lado, la rentabilidad impone que las compañías productoras maximicen la producción en el largo plazo y a la vez minimicen los costos operativos.

Por el otro, el cumplimiento de la legislación ambiental requiere que las compañías lleven a cabo las operaciones de exploración y producción de manera ambientalmente segura y responsable. El costo anual total de la corrosión en EUA solamente se estima en alrededor de USD 1 400 millones, de los cuales USD 589 millones corresponden a costos de líneas de conducción e instalaciones de superficie, USD 463 millones son costos de tuberías de producción de fondo de pozo y USD 320 millones corresponden a erogaciones de capital.

Estas estimaciones no contemplan las multas que pueden imponer los organismos normativos gubernamentales a los operadores que experimentan descargas de fluidos de producción relacionadas con la corrosión en el medio ambiente.

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PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN:

¿Qué beneficios traerá este proyecto?

Ahorrar costos por daños de la corrosión en las tuberías de producción, así como minimizar el impacto ambiental de escases de los ríos.

¿Por que utilizar el método de desalinización por osmosis inversa, y no otro método de desalinización?

Porque es un método más económico y efectivo, ya que es un método natural y el de los otros utilizan equipos más caros.

¿Cómo se pretende ahorrar costos con este proyecto?

Utilizando el agua de mar que rodea la plataforma petrolera, evitar corrosión en las tuberías de producción y por ende cambio de estas o accidentes que provocarían pérdidas millonarias.

FACTORES DE VALIDACIÓN

Conveniencia

¿Qué tan conveniente es la investigación?

Muy conveniente ya que conocemos que los demás métodos de desalinización y aclaramos que dada la investigación el método de osmosis inversa es el más económico y fácil de realizar.

¿Para qué sirve?

Nos sirve para aprovechar el agua de mar como fluido de perforación además de reducir la corrosión en las tuberías de producción y el uso del agua dulce de los ríos.

Relevancia social

¿Cuál es su transcendencia para la sociedad?

Su relevancia social es contribuir al medio ambiente evitando la utilización del agua de los ríos, así como sobre guardar la integridad física del personal, evitando accidente provocados por el daño en las tuberías.

¿Quiénes se benefician con los resultados de la investigación?

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Principalmente la empresa, los trabajadores de esta, y el medio ambiente.

¿De qué modo?

Evitando pérdidas millonarias por daños en la tubería de producción, accidentes que dañen la integridad física del trabajador, y utilización del agua de los ríos.

¿En resumen que alcance social tiene?

Su alcance social es el impacto que tendrá contribuyendo a uno de los problemas más comunes en la industria petrolera y el medio ambiente. Que es evitar pérdidas filtraciones, colapsos, si es posible hasta brotes petroleros así como la escases de agua.

Implicaciones prácticas

¿Ayudara a resolver algún problema social?

Si, ayudara resolviendo problemas prácticos y comunes que se presentan en la la industria petrolera y en el ambiente

¿Tiene implicaciones transcendentales para una amplia gama de problemas prácticos?

Si ya que disminuirá corrosión en la tubería de producción, filtraciones, brotes y colapsos por debilidad en las paredes de las tuberías.

Valor teórico

¿Se llena algún hueco de conocimiento?

Si, ya que no solo es el objetivo principal lo que se debe conocer bien en la investigación.

¿Se podrán generalizar los resultados a principios más amplios?

Si, ya que es un proyecto que se puede implementar no solo a nivel nacional y no solo a una cantidad definida.

¿La información que se obtenga puede servir para comentar, desarrollar o apoyar dicha teoría?

Si, ya que aunque existan muchos métodos de desalinización, este se tiene entendido es más rápido que los demás.

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¿Se podrá conocer en mayor medida el comportamiento de una o diversas variables o la relación entre ellas?

Si, ya que se recopilara la información que no es tan conocida de diversas variables que entornan la idea central del proyecto.

¿Qué espera saber con los resultados que no se conocerán antes?

Reforzar nuestra investigación, plantear mejor nuestra justificación y objetivos que teníamos, para analizar si los establecimos completamente.

¿Puede sugerir ideas, recomendaciones, hipótesis a futuros estudios?

Si, ya que es un método muy factible y se puede mejorar con nuevas tecnologías, aunque es un proceso natural las nuevas tecnologías podrían acelerar su realización.

Utilidad metodológica

¿La investigación puede llegar a crear un nuevo instrumento para recolectar o analizar datos?

Si, ya que al obtener resultados mejores, cada vez se pueden analizar nuevos datos de los que no se tomaban en cuenta o recolección de nueva información.

¿Ayuda a la definición de un concepto, ambiente, contexto o relación entre una variable?

Si, ya que está proporcionando una contribución al medio ambiente, como lo es no utilizar el agua de los ríos y por ende gastarla, así como utilizar un proceso natural.

¿Sugiere como estudiar más adecuadamente una población?

Si, ya que tendrá mejoras en la utilización de los recursos naturales como el agua de mar, asi como el personal, trabajar con un proceso que se da naturalmente.

Viabilidad de la investigación

¿Es factible llevar a cabo esta investigación?

Si, ya que el método de desalinización no es muy costoso en preparación de equipos y es un método natural sin fallas en el resultado.

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GLOSARIO:

A

Agua de diálisis

Es un agua de alta pureza utilizada para la diálisis renal.

Agua de proceso

Agua utilizada en procesos industriales o de producción.

Agua de rechazo

Es el agua resultante de un proceso de tratamiento que contiene sales o material particulado y de la que no se puede obtener ningún aprovechamiento. También se conoce como concentrado de OI.

Agua de reutilización

En el contexto de la actividad de Osmoflo, el agua reciclada, también llamada agua de reutilización, son las aguas residuales que se han recogido y tratado para alcanzar un estándar de calidad que las haga apta para un propósito específico. Algunos ejemplos son el agua de ventilación para generar energía, la irrigación, o el vertido beneficioso para el medioambiente.

Agua desmineralizada

Es un agua de una pureza excepcional al habérsele eliminado todas las sales y minerales.

Agua industrial

Es el agua utilizada por el sector de la industria en una amplia gama de aplicaciones generalmente relacionadas con la producción.

Agua potable

Agua apta para el consumo humano y el uso doméstico en general.

Agua reciclada

En el contexto de la actividad de Osmoflo, el agua reciclada, también llamada agua de reutilización, son las aguas residuales que se han recogido y tratado para alcanzar un estándar de calidad que las haga aptas para un fin específico.

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Aguas brutas

Se llama así al agua antes de someterla a ningún tratamiento. También se la conoce como agua de alimentación o agua de entrada.

Aguas residuales

Se refiere a las aguas que se vierten al alcantarillado o a otros puntos de recogida tras su uso doméstico o en procesos industriales. El agua que se recoge durante las operaciones de minería o de extracción de petróleo y gas también se conoce como aguas residuales. Cada vez se pone más énfasis en el tratamiento de las aguas residuales para hacer posible su reutilización.

Alimentación directa

Es una fuente de agua que se alimenta directamente del proceso de ósmosis inversa sin pretratamiento.

Alta recuperación

Un sistema de alta recuperación hace posible que un alto porcentaje del agua que entra en un proceso de tratamiento salga del mismo como agua tratada. En ocasiones el porcentaje puede llegar al 90% del agua procesada.

Aprovechamiento de recursos

Esta expresión alude al aprovechamiento de los grandes volúmenes de agua que se generan durante la extracción del gas metano de carbón. Tras someter el agua a tratamiento, las formas más comunes y convenientes de aprovechamiento son la reutilización para la agricultura, la ganadería o la industria, o el vertido a cauces de agua naturales en una manera que resulte beneficiosa para el medioambiente.

B

BWRO (siglas en inglés de Brackish Water Reverse Osmosis)

Ósmosis inversa de agua salobre.

Biorreactor de membrana (MBR)

Un biorreactor de membrana es una tecnología de microfiltración que se utiliza en el tratamiento de aguas residuales municipales e industriales para producir agua apta para el vertido medioambiental o para la irrigación. Esto se logra eliminando los sólidos suspendidos.

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BWRO (siglas en inglés de Brackish Water Reverse Osmosis)

Ósmosis inversa de agua salobre.

Biorreactor de membrana (MBR)

Un biorreactor de membrana es una tecnología de microfiltración que se utiliza en el tratamiento de aguas residuales municipales e industriales para producir agua apta para el vertido medioambiental o para la irrigación. Esto se logra eliminando los sólidos suspendidos.

C

Concentrado

El concentrado o concentrado de OI es el agua resultante de un proceso de tratamiento que contiene sales o material particulado y de la que no se puede obtener ningún aprovechamiento. También se conoce como agua de rechazo.

Construcción, Posesión, Explotación (CPE)

Es un tipo de contrato en virtud del cual Osmoflo se encarga de la financiación, construcción, gestión y mantenimiento de una planta, mientras que el cliente paga por el usufructo.

D

Desalinización

Es la eliminación de las sales de una solución acuosa.

Diseño de procesos

Son las actividades para determinar los requisitos técnicos, de ingeniería y de implementación para algunas aplicaciones y procesos específicos del tratamiento de aguas.

Doble paso

Es una segunda fase en el sistema de ósmosis inversa que hace posible que se alcance un nivel alto de recuperación.

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E

Electrodesionización (EDI)

Es la producción de agua ultra pura utilizando membranas semipermeables y corriente directa.

Energías verdes

Son energías que han sido generadas a partir de fuentes sostenibles, como la energía hidroeléctrica, la solar y la eólica. También se las conoce como energías renovables.

F

Filtración multimedia

Es la eliminación del particulado grueso de entre 20 y 25 micrones.

Fuente de agua

Se refiere a los recursos hídricos que se extraen de fuentes tales como el agua subterránea, los acuíferos, los ríos o el mar.

G

Gigalitro (GL)

1.000 megalitros.

I

Intercambio iónico

El intercambio iónico o desmineralización iónica es un proceso de desmineralización en depósitos bajo presión que utiliza resinas para la absorción de las sales y los minerales en la producción de agua ultra pura.

M

Medios de filtrado

Materiales como el carbón activado, el carbón vegetal, la arena y las resinas que se utilizan para la filtración del agua.

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Megalitro (ML)

1.000 kilolitros. El equivalente a la cantidad de agua necesaria para llenar una piscina olímpica.

Membrana

Es un filtro molecular utilizado en el proceso de separación.

Microfiltración

Es la eliminación del material particulado de 0,1 a 1 micrón a través de la utilización de una membrana microporosa.

N

Nanofiltración

Es un proceso por membrana que alcanza un nivel de filtración superior a 0,001 micrones.

P

Paramétrico

Un dibujo paramétrico está conectado directamente al modelo. A medida que cambia el modelo, el dibujo se actualiza automáticamente para reflejar el cambio.

Particulado

Arenas finas, materia vegetal en descomposición y otros materiales de desecho encontrados comúnmente en el agua.

Permeado

Es el agua tratada después del proceso de ósmosis inversa.

PlantConnect

Es un sistema de control y seguimiento remoto registrado por Osmoflo.

Planta piloto

Es una pequeña planta que replica el funcionamiento de una instalación a gran escala para realizar pruebas y evaluar los resultados.

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Prefiltración

Es un proceso para eliminar el material particulado de las aguas brutas antes de la fase de tratamiento por ósmosis inversa. Puede incluir el paso por medios como la arena y la grava, o puede ser a través de membranas.

Purificación del agua

Es la eliminación de los materiales no deseados y los contaminantes de una fuente de agua para elevar su calidad a un estándar que la haga apta para fines específicos, por ejemplo para el consumo humano, el procesamiento de los alimentos y el procesamiento de minerales.

S

Salmuera

Es una solución salina concentrada.

T

Tecnología de separación por membrana

Consiste en la colocación de finas barreras (membranas) entre los fluidos miscibles para separar una mezcla.

Tratamiento de aguas

Es un término genérico que describe los muchos y variados procesos que se llevan a cabo para producir agua apta para fines específicos. Estos van desde la filtración de agua dulce para eliminar sedimentos y hacerla apta para el consumo humano, hasta la eliminación de sales y otros contaminantes. Además de la desalinización, entre los procesos de tratamiento de aguas se cuenta el tratamiento de aguas residuales que hace posible su reutilización para la irrigación y para fines medioambientales e industriales.

U

Ultrafiltración

Permite la eliminación de partículas de 0,001 a 0,01 micrones gracias a la utilización de una membrana microporosa.

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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

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http://www.fing.edu.uy/iq/cursos/qica/repart/qica1/RO.pdf

http://tesis.uson.mx/digital/tesis/docs/7980/Capitulo3.pdf

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Articulo publicado en Oilfield Review Otono de 2013: 25, no. 3. Copyright c 2014 Schlumberger.

Por su colaboracion en la preparacion de este articulo, se agradece a Ram Sunder Kalyanaraman, Clamart, Francia. Avocet, EM Pipe Scanner, FloView, Petrel, PS Platform, PipeView, Techlog, UCI y USI son marcas de Schlumberger

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NOM-013-SSA1-1993 "REQUISITOS SANITARIOS QUE DEBE CUMPLIR LA CISTERNA DE UN VEHÍCULO PARA EL TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE AGUA PARA USO Y CONSUMO".

NOM-014-SSA1-1993 "PROCEDIMIENTOS SANITARIOS PARA EL MUESTREO DE AGUA PARA USO Y CONSUMO HUMANO, EN SISTEMAS DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PÚBLICOS Y PRIVADOS".

NOM-112-SSA1-1994. DETERMINACIÓN DE BACTERIAS COLIFORMES. TÉCNICA DEL NÚMERO MÁS PROBABLE.

NOM-117-SSA1-1994. BIENES Y SERVICIOS. MÉTODO DE PRUEBA PARA LA DETERMINACIÓN DE CADMIO, ARSÉNICO, PLOMO, ESTAÑO, COBRE, FIERRO, ZINC Y MERCURIO EN ALIMENTOS, AGUA POTABLE Y AGUA PURIFICADA POR ESPECTROMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA.

NMX-AA-140-SCFI-2007 POTABILIZACIÓN DEL AGUA PARA USO Y CONSUMO HUMANO – SILICATO DE SODIO – ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA.

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