Reutilización de Ripios de perforación en base agua como material de construcción / Reusing of drilling residues with water based as construction material
Resumen
La creciente actividad hidrocarburífera en Ecuador intensificó la extracción de crudo, generando volúmenes considerables de Ripios de Perforación, los cuales por sus características físico-químicas no son reincorporados en el proceso, convirtiéndolos en desecho. El objetivo de la investigación fue determinar el potencial de reutilización de ripios de perforación en base agua como material de construcción, obteniendo muestras representativas de los ripios, que fueron dispuestos en celdas de confinamiento durante enero 2009 a agosto 2012 en el Área Operativa Shushufindi EP PETROECUADOR. Los resultados físico-químicos y mecánicos, analizados en laboratorio, determinaron como alternativas la estabilización con cemento para base en vías y la fabricación de ladrillos. En ambos casos se realizaron pruebas de resistencia a la compresión inconfinada y lixiviación, concluyendo que para base en vías necesita adicionar 10% de cemento colocando una barrera económica, mientras que los ladrillos no requieren otras materias primas y dan resistencias de 22,6MPa. Las pruebas de lixiviación mostraron reducción en la concentración de hidrocarburos totales de petróleo (TPH), bario, cromo, cadmio y níquel permitiendo en la práctica fabricar ladrillos artesanales con resistencia de 19MPa y 22% de absorción de humedad, útiles para construir muros sin exposición a humedades extremas.Palabras Clave: Estabilización, solidificación y reutilización. The growing petroleum activity in Ecuador has intensified the extraction of crude oil, generating substantial volumes of drill cuttings which, by their physicochemical characteristics, are not reincorporated in the process turning them into scrap. Given this, the objective was to determine the potential for reuse of water-based drill cuttings as a building material.This investigation obtained representative samples of cuttings that were disposed of in hazardous waste pits from January 2009 to August 2012 by the Public Company Petroecuador, operating in Shushufindi. The mechanical, physical, and chemical properties were analyzed in the laboratory for determining the material as a soil-cement alternative or for use in fabricating bricks. In both cases unconfined compressive strength and leaching was carried out and concluded that, for use as a soil-cement alternative there should be the addition of 10% cement with economic considerations. Brick design required no other raw materials and gave an average compressive strength of 22.6MPa. Leaching tests showed reduction in the concentration of total petroleum hydrocarbons (TPH), barium, chromium, cadmium and nickel, allowing for practical manufacturing of bricks in small production with an average compressive strength of 19MPa and 22% moisture absorption. These bricks would be useful for walls with low exposure to humidity.Descargas
Citas
Reglamento Sustituto al Reglamento Ambiental para las Operaciones Hidrocarburíferas en el Ecuador. Decreto ejecutivo Nº1215 del 13 de febrero del 2001.
Reglamento Sustituto al Reglamento Ambiental para las Operaciones Hidrocarburíferas en el Ecuador: Ibíd.
Norma Oficial Mexicana NOM-052-SEMARNAT-1993. Establece las características de los residuos peligrosos, el listado de los mismos y los límites que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente. Estados Unidos Mexicanos.
Reglamento Sustituto al Reglamento Ambiental para las Operaciones Hidrocarburíferas en el Ecuador: Op. cit.
Atienza, M., Díaz, J., Fernández, J.A., Garrido, L., Jofré, C., Kraemer, C., López, M., Navarro, J.M., Salas, M., Sampedro, A., Segura, P., Sierra, M.J., & Vera, M. (2008). Manual de estabilización de suelos con cemento o cal. Madrid: Vaquero Servicios de Publicaciones, pp. 15-16.
US Environmental Protection Agency (USEPA) (2004). Method 9045D Soil and waste pH. Washington, D.C.
Reglamento Sustituto al Reglamento Ambiental para las Operaciones Hidrocarburíferas en el Ecuador: Op. cit.
Reglamento Sustituto al Reglamento Ambiental para las Operaciones Hidrocarburíferas en el Ecuador: Ibíd.
Reglamento Sustituto al Reglamento Ambiental para las Operaciones Hidrocarburíferas en el Ecuador: Ibíd.
Reglamento Sustituto al Reglamento Ambiental para las Operaciones Hidrocarburíferas en el Ecuador: Ibíd.
US Environmental Protection Agency (USEPA) (1996). Method 9010B Total and amenable cyanide: distillation. Washington, D.C.
US Environmental Protection Agency (USEPA) (1996) SW-846, Test Methods for Evaluating Solid Waste, Physical/Chemical. Washington, D.C.
Reglamento Sustituto al Reglamento Ambiental para las Operaciones Hidrocarburíferas en el Ecuador: Op. cit.
US Environmental Protection Agency (USEPA) (1996). Method 6020A Inductively coupled plasma-mass spectrometry. Washington, D.C.
US Environmental Protection Agency (USEPA) (1996). Method 9050A Specific conductance. Washington, D.C.
US Environmental Protection Agency (USEPA) (2003). Method 8015D Nonhalogenated organics using. Washington, D.C.
US Environmental Protection Agency (USEPA) (2007). Method 8270D Semivolatile organic compounds by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS). Washington, D.C.
US Environmental Protection Agency (USEPA) (1996). Method 6020A Inductively coupled plasma-mass spectrometry. Washington, D.C.
US Environmental Protection Agency (USEPA) (2007). Method 300.1 Determination of inorganic anions in drinking water by ion Chromatography. Washington, D.C.
ASTM D 2487 (2006). Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System). United States.
ASTM D 422 (1998). Standard test method for particle-size analysis of soils. United States.
ASTM D 558 (1996). Standard test methods for moisture-density relations of soil-cement mixtures. Method A. United States.
Centro Técnico del Hormigón HOLCIM Ecuador (2007). Bases de suelo cemento. Quito: Instituto Ecuatoriano del Cemento y Concreto, p. 6.
ASTM D 558 (1996). Standard test methods for moisture-density relations of soil-cement mixtures. Method A. United States.
ASTM D 1633 (2000). Standard test methods for compressive strength of molded soil-cement cylinders. United States.
US Environmental Protection Agency (USEPA) (1996). Method 6020A Inductively coupled
plasma-mass spectrometry. Washington, D.C.
US Environmental Protection Agency (USEPA) (2003). Method 8015D Nonhalogenated organics using. Washington, D.C.
NTE INEN 294 (1977). Ladrillos cerámicos, determinación a la resistencia a la compresión. Instituto Ecuatoriano de Normalización. Ecuador.
Roddie, B., Skadsheim, A., Runciman, D., & Kjeilen, G. (1999). UKOOA Drill cuttings initiative
research and development programme, project 1.2: cutings pile toxity, RF-Rogaland Research, United Kingdom, pp.7-9.
Stantec, J. W. (2009). Cuttings Treatment Technology Evaluation. Environmental Studies Research Funds Report No. 166, Dartmouth, Canadá, p. 14.
Atienza, M: op. Cit., p.15.
Reglamento Sustituto al Reglamento Ambientalpara las Operaciones Hidrocarburíferas en el Ecuador: Op.cit.
Instituto Americano del Petróleo. (2001). Manual de fluidos de perforación procedimiento estándar para las pruebas de fluidos de perforación. Dallas, United States, capítulo 8, pp. 3-4.
Bañón, L., & Beviá, J. F. (2000). Manual de carreteras. Alicante: Ortiz e Hijos, Contratista de Obras, S.A., vol. 2, capítulo 15, p. 5.
ASTM D 558 (1996). Standard test methods for moisture-density relations of soil-cement mixtures. Method A. United States.
Centro Técnico de Hormigón HOLCIM ECUADOR:op. Cit., pp. 7,9.
American Concrete Institute. (2009). Report on soil cement 230.1R., USA, p. 1.
Centro Técnico de Hormigón HOLCIM ECUADOR: op. Cit., p.8.
NTE INEN 297. (1977). Ladrillos cerámicos requisitos. Instituto Ecuatoriano de Normalización. Ecuador.
CPE INEN 5. (1984). Código ecuatoriano de la construcción mampostería de ladrillo. Instituto Ecuatoriano de Normalización. Ecuador.
Al-Ansary, M., & Al-Tabbaa, A. (2007). Stabilization/solidification of synthetic petroleum
drill cuttings. Journal of Hazardous Materials, pp. 410-420.
Leonard, S. A., & Stegemann, J. A. (2010). Stabilization/solidification of petroleum drill cuttings. Journal of Hazardous Materials, pp. 463-471.
Tucan, A., Tucan, M., & Koyuncu, H. (2000). Use of petroleum – contaminated drilling wastes as sub-base material for road construction, Waste Management and Research, vol 18, pp. 489-505.
Boutemeur, R., Haddi, A., Bali, A., Boutemeur, N. (2003). Use of petroleum waste as sub-base material for road construction. Proceedings of the International Symposium on Advances in Waste Management and Recycling, Dundee.
Los autores pueden mantener el copyright, concediendo a la revista el derecho de primera publicación. Alternativamente, los autores pueden transferir el copyright a la revista, la cual permitirá a los autores el uso no-comercial del trabajo, incluyendo el derecho a colocarlo en un archivo de acceso libre.
