Estudio del Ffecto de las Bacterias Sulfato- Reductoras y Tratamiento Químico Bactericida para las...

Estudio del Ffecto de las Bacterias Sulfato- Reductoras y Tratamiento Qumico Bactericida para las Aguas de Inyeccin de una Estacin de Flujo

Vilchez T., Adriana

PDVSA Casco Central, Centro Petrolero. Maracaibo-Edo. Zulia

RESUMEN

En este trabajo se presenta el diseo e implantacin de un Sistema de Monitoreo de Corrosin Inducida Microbiolgicamente (SMMIC), que permite simular las condiciones reales del sistema de inyeccin, con lo cual se logr obtener valores reales de velocidad de corrosin y crecimiento bacteriano de tipo planctnico y ssil con lo cual se puede precisar la formulacin efectiva de tratamiento. Para obtener los resultados de esta fase se realiz contaje a nivel planctnico y ssil tanto en las etapas de biopelcula (evaluacin diaria) y bioensuciamiento (evaluacin semanal), se obteniendo resultados de hasta 1x108 Cel/mL a nivel planctnico y 1x105 Cel/mL a nivel ssil. De igual forma se estudi la morfologa de biopelcula, bioensucamiento y anlisis productos de corrosin, el cual se realiz a travs de la tcnica de Dispersin de Rayos X (EDS). Una vez determinada la agresividad de esta agua, se comprob la necesidad de implantar un sistema de tratamiento qumico bactericida eficiente, por lo que se procedi a evaluar productos qumicos con diferentes principios activos a nivel de laboratorio y campo y determinar su accin biocida sobre el medio de estudio, todo ello basado en la metodologa del Standard NACE TMO-1941. Palabras Claves: Bioensuciamiento, Bactericida, Corrosin inducida microbiolgicamente, Sistema de moniteoreo, Crecimiento Bacteriano

INTRODUCCIN

En la Estacin de Flujo evaluada, las aguas efluentes de la separacin en los tanques 2 y 4, son utilizadas para recuperacin secundaria de crudo, a travs de la inyeccin de agua a cuatro (04) pozos activos. Estas aguas asociadas a la produccin de crudo, de acuerdo a resultados fsico- qumicos previos, presentan alta corrosividad, indicado por sus valores de cloruros, sulfatos, entre otros. De igual forma se han presentado fallas por problemas de corrosin inducida microbiolgicamente (MIC) por bacterias sulfato reductoras (BSR), por lo que se ha realizado anteriormente inyeccin de tratamiento qumico bactericida, sin obtener la disminucin de BSR deseada. Por lo anteriormente explicado, surge la necesidad implementar un sistema de tratamiento qumico bactericida eficiente, para el sistema de inyeccin de agua que tenga un buen desempeo en disminucin de los microorganismos del tipo ssil, de acuerdo a la caracterizacin del agua, desde el punto de vista del crecimiento bacteriano y el bioensuciamiento generado. Para obtener resultados apropiados para las aguas en estudio, se cuenta con un equipo de monitoreo de corrosin inducida microbiolgicamente, donde simulan las con

condiciones reales del sistema de inyeccin, y posteriormente llevarlos a laboratorio.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Evaluacin de la Corrosividad por Efecto de las Bacterias Sulfato-Reductoras en Aguas de Efluentes. Para determinar la agresividad de las aguas asociadas al crudo de la Estacin de Flujo en estudio, que son utilizadas para inyeccin a pozos, se utilizo el SMMIC, el cual permite la evaluacin simultanea de contaje a nivel planctnico y ssil, velocidad de corrosin, morfologa de biopelcula bioensucimiento y productos de corrosin generado, cada portacupn est dotado de tres (3) cupones que permiten realizar estas evaluaciones. En la figura 1 se muestra la ubicacin de cada cupn en la cuponera.

Figura 1. Esquema de los cupones contenidos en los portacupones

Contaje planctnico y ssil.

Para realizar la cuantificacin bacteriana, se trabajo en una cmara de anaerobiosis, a fin de no alterar las condiciones ptimas para el crecimiento bacteriano. Todos los procedimientos a bajo descritos fueron considerados del Manual de Procedimientos de Laboratorio de MIC del Centro de Estudios de Corrosin de la Universidad de Zulia1

Para realizar el contaje a nivel planctnico, se utiliza el portacupn retirado en campo (preservado en hielo hasta laboratorio), este fue introducido en la cmara de anaerobiosis, y se procedio a abrir por uno de los extremos para extraer del agua contenida 1 mL, utilizando una jeringa estril. El mL inoculado se agrego a un tubo de ensayo con medio de cultivo Postgate B, con lo cual se realiza la dilucin seriada, para obtener el crecimiento bacteriano en su forma planctnica. En la Figura 2, se muestra el procedimiento a seguir.

Figura 2. Recoleccin de muestra para el Contaje Planctnico

Para realizar el contaje a nivel ssil, se comenz con el desenroscado de los dos (02) extremos del portacupn, de donde se extrajo el cupn N2, designado para este tipo de contaje, empleando una pinza estril, posteriormente este cupn se introdujo en un envase con 90 mL de solucin Buffer.

Culminado el proceso de sonicado, se extrajo un 1 mL con una jeringa estril de la solucin homogeneizada y se inoculo en el medio de cultivo Postgate B salino. En la Figura 3 se muestra el esquema del procedimiento a seguir para el contaje a nivel ssil.

Figura 3. Procedimiento para el contaje ssil

Velocidad de corrosin por prdida de peso.

De los tres (03) cupones instalados, el cupn N 2 utilizado para realizar contaje ssil fue utilizado tambin para determinar la velocidad de corrosin en milsima de pulgada por ao (mpa), a travs de la tcnica de prdida de peso considerando el peso inicial y final del cupn.

Morfologa de Biopelcula y Bioensucimiento. Para poder realizar la observacin de la morfologa de biopelcula y bioensuciamiento se utilizo el cupn N1, dispuesto para tal fin, este se retir utilizando una pinza estril, para posteriormente sumergirlo en Buffer Cacodilato de Sodio ( 0,01 M) por un perodo de tiempo de 10 segundos, posteriormente se introduce en un envase con glutaraldehdo al 2,5%. Posteriormente, los cupones con las pelculas formadas fueron observadas en el microscopio electrnico de barrido a diferentes magnificaciones de 100 a 5000X previo recubrimiento con oro a travs del Sputter Coater.

Productos de Corrosin. La evaluacin de los productos de corrosin se realiz a travs de Dispersin de Rayos X (EDS) en donde se pudo cuantificar la cantidad de azufre presente en los cupones expuestos asociado a la existencia de compuesto de sulfuros. Para realizar este anlisis se evalu el cupn N 3, el cual en la cmara de anaerobiosis se extrajo con una pinza y se le agreg un capa delgada de glicerina, luego se coloco en un envase con slica gel y posteriormente fue almacenado en un desecador. Posteriormente los cupones con las pelculas formadas se evalan en el microscopio electrnico de barrido a travs de la tcnica de EDS en diferentes zonas del mismo.

Grado de Bioensuciamiento.

Para la determinacin del grado de bioensuciamiento o materia ganada a diferentes tiempos de exposicin, se utilizo el cupn N3 una vez culminada la evaluacin de productos. Luego el cupn se pesa con las pelculas formadas, posteriormente se decapa segn lo establecido en la Norma ASTM G-12 y se vuelve a pesar para establecer la ganancia de peso por el Bioensuciamiento;

expresando dicha ganancia en mg/cm2dia, tomando en cuenta el rea expuesta y el tiempo de exposicin. Evaluacin de Productos Qumicos Bactericidas a Nivel de Laboratorio Previo a la evaluacin a nivel de laboratorio se realizo una preseleccin que consisti en la realizacin del control de calidad de los productos qumicos bactericidas y su comparacin con respecto a su hoja tcnica. A cada empresa tratante se le asigno una letra y a cada producto un nmero. La generacin de la biopelcula sobre los cupones a nivel de laboratorio, se obtuvo agregando 450 mL de agua efluente del mismo sistema de la EF a evaluar en un birreactor, al cual se le inyecto nitrgeno, con el fin de desplazar todo el oxgeno presente; los cupones fueron sellados y posteriormente se introdujeron el birreactor en la incubadora por 21 das. En la Figura 6, se muestra el birreactor con el agua estudio y los cupones.

Figura 6. Reactor Biolgico.

Para la evaluacin a nivel planctnico, se tom 20 ml del contenido del birreactor y se introdujo en un vial de 2ml estril y desaireado. Se inyecto la dosis estipulada a evaluar para el choque de biocida dejndolo actuar por 2 horas. Luego del tiempo de contacto finalizado se procedi ha realizar el mtodo de dilucin seriada basado en la Norma NACE Standard TMO 1943, luego los tubos de ensayo fueron incubados a 37C. Con respecto a la evaluacin a nivel ssil, se realiz de acuerdo al siguiente procedimiento manteniendo las condiciones de esterilidad y anaerobiosis: Los cupones fueron extrados del bioreactor e introducidos dentro de cada uno de los frascos, conteniendo agua problema, para realizar el choque con el biocida a evaluar, dejndolos expuestos por un periodo de 2 horas. Se coloc un cupn con biopelcula en agua problema, por cada biocida a evaluar.

Los cupones fueron extrados en el mismo orden en que fueron introducidos, se enjuagaron con solucin Buffer por 10 segundos y fueron introducidos en un frasco conteniendo 90 ml de Buffer (PBS) anaerobio estril, posteriormente desprendi la biopelcula mediante la tcnica de sonicado con un desmembrador ultrasnico.

Se extrajo 1 ml de la muestra con una jeringa estril y se inocul un tubo conteniendo 9 ml de medio de cultivo fresco para hacer la dilucin seriada basado en la norma NACE Standard TMO 194, luego los tubos de ensayo fueron incubados a 37C.

Luego de la formacin de biopelcula de 21 das de incubacin, se realizo la primera evaluacin con los catorce (14) bactericidas preseleccionados, con un tiempo de contacto de dos (02) horas, para obtener los resultados de disminucin en crecimiento bacteriano tanto a nivel planctnico como ssil.Para la seleccin final se consideraron las siguientes premisas: crecimiento BSR menor o igual a 102 cel/mL (Especialmente Ssil) y eficiencia estimada ssil mayor o igual a 50%.

Evaluacin de Productos Qumicos Bactericidas a Nivel de Campo Las evaluacin a nivel de campo contemplo la evaluacin del blanco antes de la inyeccin de cada producto, su efecto despus de tres horas (posterior al choque de inyeccin) y despus de 7 das, esto con la finalidad de verificar si la accin del bactericida permanece con el tiempo como los establecen sus hojas tcnicas. Al igual que para la evaluacin de las agresividad de las aguas se utiliz un Sistema de Monitoreo de Corrosin Microbiolgica para simular las condiciones de operacin. El calculo de la eficiencia fue establecida por el Contaje de BSR despus del tratamiento y se compar con respecto al blanco.

RESULTADOS Evaluacin de la Corrosividad por Efecto de las Bacterias Sulfato-Reductoras en Aguas de Efluentes.

Contaje planctnico y ssil. En la Tabla 1, se muestran los resultados obtenidos a nivel ssil y planctnico del crecimiento bacteriano en la etapa de biopelcula (evaluacin diaria) y bioensuciamiento (evaluacin semanal).

Tabla 1. Contaje Planctnico y Ssil

Tiempo

(das)

Contaje Planctnico

(cel/mL)

Contaje Ssil

(cel/mL)

Contaje Planctnico

(cel/mL)

Contaje Ssil

(cel/mL)

1 1,00E+07 1,00E+01 1,00E+05 1,00E+02

2 1,00E+07 1,00E+01 1,00E+06 1,00E+02

3 1,00E+08 1,00E+05 1,00E+08 1,00E+04

4 1,00E+07 1,00E+04 1,00E+06 1,00E+04

5 1,00E+07 1,00E+04 1,00E+07 1,00E+04

6 1,00E+08 1,00E+05 1,00E+08 1,00E+05

7 1,00E+07 1,00E+02 1,00E+06 1,00E+03

14 1,00E+06 1,00E+03 1,00E+08 1,00E+02

21 1,00E+06 1,00E+03 1,00E+07 1,00E+05

28 1,00E+06 1,00E+01 1,00E+08 1,00E+05

Prueba 1 Prueba 2

En la grfica mostrada a continuacin, se observa la relacin entre el crecimiento bacteriano tanto planctnico como ssil y su cambio con el incremento del tiempo de exposicin.

Figura 7. Relacin entre Contaje Ssil y Planctnico

En la grfica anterior, se muestra que en la primera etapa evaluada (biopelcula), hay una actividad bacteriana planctnica alta que vara entre 105 y 108 cel/mL, y un incremento exponencial de la actividad bacteriana ssil conforme aumenta la exposicin al medio, con un mximo de 105 cel/mL. En general se nota que el contenido de bacterias en forma planctnica, es mayor que el crecimiento ssil generado sobre el cupn La aleatoriedad de la poblacin de bacterias en sus formas planctnicas y ssiles, depende tambin de las condiciones de operacin del sistema de aguas de inyeccin (principalmente caudal) que generalmente no se mantienen constantes. Esto inclusive es una de las razones pudo por la que se obtuvo el valor de contaje a nivel ssil tan bajo observado a los 28 das de la prueba 1 (101 cel/mL); ya que el sistema SMMIC se dise de tal manera que pudiese monitorear todas las fluctuaciones de la planta. Velocidad de corrosin por prdida de peso. Como era de esperarse, la prdida de peso es proporcional al perodo de exposicin de los cupones, alcanzando un valor mximo de 2.4 gramos en un tiempo de exposicin de 28 das. En la Figura 8, se muestran las velocidades de corrosin registradas, durante los tiempos de exposicin establecidos en mpa.

Figura 8. Velocidad de Corrosin en mpa a diferentes tiempos de exposicin.

De acuerdo a la grfica, las velocidades de corrosin son muy elevadas (140- 220 mpa), con respecto al valor lmite establecido en la industria petrolera de 10 mpa, esto indica la agresividad corrosiva de esta agua tanto orgnica como inorgnica. Los picos observados en las lneas de tendencias en ambas pruebas, se debe a que bajo estas condiciones se forma una capa de productos de sulfuro de hierro que disminuyen ligeramente y por poco tiempo la velocidad de corrosin; sin embargo, esta capa se desprende con facilidad y el proceso corrosivo avanza. La formacin de estos productos de sulfuro de hierro est asociada con la reaccin del H2S generado por las BSR y el metal formando estos productos de corrosin.

Morfologa de Biopelcula y Bioensucimiento.

A continuacin en la Tabla 2, se analiza la poblacin bacteriana formada en cupones desde 1 da hasta 6 das de exposicin (formacin de biopelcula).

Tabla 2.

Morfologa de Biopelcula

Fotomicrografa Comentario

1 Da

En la fotomicrografa se puede observar la presencia de especies bacilares, en la cual se pueden destacar dos con aproximadamente 2,5 m de largo y otra serie de estructuras entrelazadas, en apenas 24 horas de exposicin, a un medio sin ningn tipo de tratamiento qumico. Esta poca presencia de clulas bacterianas se coteja con los resultados del contaje ssil (entre 1x101 a 1x102 cel/mL) Mag: 5000 X.

2 Das

En la fotomicrografa se puede apreciar una mayor presencia de bacterias bacilares muy delgadas de igual tamao y las mismas estructuras entrelazadas alrededor en 48 horas de exposicin al medio. Tambin se pueden observar algunos depsitos de productos de corrosin probablemente o materia orgnica. La presencia de clulas bacteriana se puede constatar con los resultados de contaje ssil (entre 1x101 a 1x102 cel/mL). Mag: 5000 X

3 Das

En la fotomicrografa se observa una gran cantidad de clulas bacterianas tipo bacilos de diferentes tamaos y cocos de 2 m aproximadamente bien diferenciadas y una gran cantidad de estructuras muy pequeas en forma de hojuelas tpicas de xido de hierro. La presencia de este cmulo de clulas bacterianas se puede verificar con los resultados obtenidos en el contaje ssil (1 x 104 a 105 cel/mL). Mag: 5000 X.


4 Das

En la fotomicrografa se observa todas las formas de bacterias observadas a los 3 das mas estructuras filamentosas alargadas, asociadas probablemente a hongos tambin se notan algunos depsitos. Esta presencia de clulas bacterianas se puede constatar con los resultados obtenidos en el contaje ssil (1x104 cel/mL). Mag: 5000 X.

5 Das

En la fotomicrografa se observa perfectamente las diferentes formas de bacterias: bacilos cortos y largos, espigilios, cocos y filamentos de hongos entre otras La presencia de estas clulas bacterianas es de 1x104 cel/mL referente al contaje de bacterias ssiles. Mag: 5000 X.

6 Das

En la fotomicrografa se observan igualmente, clulas bacterianas aisladas rodeadas de algunas estructuras entrelazadas y depsitos. Esta presencia de clulas bacterianas en el sustrato se puede corroborar con los resultados obtenidos del contaje ssil 1x105 cel/mL. Mag: 5000 X.

En general, se pudo observar que a medida que aumenta el tiempo de exposicin incrementa el nmero de bacterias presentes en las muestras evaluadas, de igual manera se observ la agresividad del medio, que en 24 horas se observa la presencia de bacilos. La cantidad de bacterias se correlaciona proporcionalmente con el contaje ssil, en los primeros dos da de exposicin la muestra present una cantidad de bacterias moderadas de 1x101 a 1x102 cel/mL y por lo tanto se evidencia pocos clulas bacterianas, mientras que a partir de los 3 das de evaluacin se incremento exponencialmente la cantidad de bacterias entre 1x104 y 1x105 cel/mL mantenindose prcticamente constante hasta los 6 das y aumentando la cantidad de bacterias en estas muestras evaluadas.

Con respecto a la evaluacin de la morfologa de bioensuciamiento (desde 1 semana hasta 4 semanas), en la Tabla 3 se analizan los resultados obtenidos.

Tabla 3. Morfologa de Bioensuciamiento


7 Das (1 Semana) La fotomicrografa refleja la formacin de las colonias bacterianas de diferentes morfologas tpicas de esta agua de formacin y su tamao oscila entre 2 y 5 m, generalmente las bacterias se aglomeran unas con otras observndose claramente una especie de consorcio de bacterias que define su unin como se muestra en la Figura, no obstante tambin es evidente la presencia de productos de corrosin en diferentes formas predominando el cristal en forma laminada. La presencia de bacterias se coteja con el contaje ssil (entre 1x102 cel/mL). Mag: 4000 X.

14 Das (2 Semana) Esta micrografa revela que a la segunda semana del acero estar expuesto al agua de formacin, existe una mayor cantidad de bacterias con una gran variedad de formas. La biopelcula formada es aun ms densa y los microorganismos que interactan en el medio crecen y se desarrollan progresivamente y en mayor proporcin. Estas imgenes estn en relacin con el contaje bacteriano realizado el cual es de 1x103 cel/mL. Mag: 5000 X.

21 Das (3 Semana)

La fotomicrografa formadas para la tercera semana de exposicin, muestran un ecosistema completo donde se encuentran una variedad de microorganismos como lo son: cocos, algas filamentosas y bacterias de forma bacilar, vibrios y espirgilios entre otras. Esta presencia de clulas bacterianas en el sustrato se puede corroborar con los resultados obtenidos del contaje ssil entre 1 x103 cel/mL. Mag: 5000 X.


28 Das (4 Semana)

La fotomicrografa refleja la formacin de las colonias bacterianas de diferentes morfologas tpicas de esta agua de formacin y su tamao oscila entre 2 y 5 m, generalmente las bacterias se aglomeran unas con otras observndose claramente una especie de consorcio de bacterias que define su unin como se muestra en la Figura, no obstante tambin es evidente la presencia de productos de corrosin en diferentes formas predominando el cristal en forma laminada. La presencia de bacterias se coteja con el contaje ssil (entre 1x102 cel/mL). Mag: 4000 X.

Productos de Corrosin.

En todos los casos analizados se observ una morfologa de productos no compactos con una alta porosidad y presencia significativa de calcio y azufre. Al decapar estas muestras se not la evolucin de H2S, lo que demuestra la formacin de sulfuro de hierro sobre las mismas, debido al ataque por BSR.

Figura 9. Contenido de Azufre (% Peso)

Grado de Bioensuciamiento. Al igual que a nivel microscpico en la evaluacin de la morfologa del bioensuciamiento, a medida que aumenta el tiempo de exposicin se observ una ganancia del espesor del bioensuciamiento, ocultando inclusive las colonias de BSR y dificultando su observacin. De igual forma, a nivel macroscpico se observ este aumento progresivo con el tiempo de exposicin, donde se muestra que el bioensuciamiento es heterogneo y no presenta una distribucin uniforme sobre el sustrato metlico; sin embargo, con el paso del tiempo cubre mayor rea del cupn expuesto. El material adherido est compuesto de materia orgnica e inorgnica, trazas de crudo arrastrados; adems, de productos de corrosin asociados al gran nmero de Bacterias Sulfato- Reductoras presentes en el medio.

En la Tabla 4 se muestra la cantidad de materia ganada en los cupones a diferentes tiempo de exposicin

Tabla 4. Grado de bioensuciamiento con el tiempo de exposicin

Tiempo

(das)Peso inicial (g) Peso final (g)

Materia ganada

(g)

Grado de

Bioensuciamiento

(mg/cm2*da)

7 37,9979 37,851 0,1469 5,25

14 40,1208 39,8156 0,3052 5,45

21 39,3436 38,3307 1,0129 12,06

28 39,9775 38,5937 1,3838 12,36

Se puede observar la tendencia de crecimiento del grado de bioensuciamiento, lo cual genera un ambiente anaerobio propicio para la proliferacin de las BSR. De tal manera que se cumplen con funciones vitales como es la disponibilidad de nutrientes necesarios y as mismo atrapa las sustancias excretadas por tales microorganismos provocando una interfase metal solucin agresiva.

Correlacin de Parmetros claves en Corrosin Inducida Microbiologicamente Con el fin de observar la correspondencia existente entre los parmetros claves involucrados en el proceso de corrosin inducida microbiolgicamente se muestra la correlacin existente entre el crecimiento ssil, velocidades de corrosin promedio (mpa), fotomicrografa analizadas en MEB en el tiempo para evaluar la morfologa de biopelcula y/o bioensuciamiento, grado de bioensuaciamiento generado y productos de corrosin. En la Figura 10, se muestra la correlacin entre los parmetros antes mencionados.

Figura 10. Correlacin de Parmetros claves en Corrosin Inducida Microbiologicamente

En la Grafica se puede observar gran correspondencia, ya que a medida que transcurre el tiempo, mayor es la velocidad de corrosin por las caractersticas inorgnicas y microbiolgicas del agua de formacin evaluada, notndose significativamente el aporte por corrosin microbiana por la alta presencia de BSR observadas en las fotomicrografas. Es importante mencionar que en la evaluacin diaria se noto un aumento exponencial de la cantidad de clulas presentes en el sustrato metlico, sin embargo; a mayor tiempo de exposicin la cantidad de bacterias presentes se mantuvieron relativamente constantes. El grado de bioensuaciamiento como era de esperarse incrementa con el tiempo, al igual que la presencia de azufre asociada a la formacin de sulfuro de hierro propio de la actividad bacteriana de las sulfato-reductoras. Evaluacin de Productos Qumicos Bactericidas a Nivel de Laboratorio Del total de productos evaluados a nivel de laboratorio catorce (14), pasaron siete (07) biocidas a una segunda fase, se procedi a realizar una segunda evaluacin igualmente con agua de formacin; se realizo un blanco cuyo crecimiento bacteriano estuvo alrededor de 104 cel / mL a nivel ssil y 105 cel / mL a nivel planctnico, con base a estos valores, se obtiene la Tabla 5, despus de dos (02) horas de contacto con los biocidas seleccionados:

Tabla 5. Crecimiento bacteriano de los biocidas en la segunda evaluacin a los 14 das de incubacin.

FABRICANTE BIOCIDA COMPONENTE

ACTIVO

CRECIMIENTO PLANCTNICO

(CEL/ML)

EFICIENCIA PLANCTNICA

(%)

CRECIMIENTO SSIL

(CEL/ML)

EFICIENCIA SSIL (%)

A 1 Sal de Amonio

Cuaternario 104 20 104 0

A 9 Glutaraldehdo 101 80 101 75

B 17 Glutaraldehdo 104 20 101 75

B 24 Isotiazolina 105 0 101 75

C 15

Glutaraldehdo + Sal de Aminio


C 16 Sal de Amonio


D 19

THPS + Sal de Aminio


Tabla 5. Crecimiento bacteriano de los biocidas en la segunda evaluacin a los 14 das de incubacin.

De esta evaluacin, se seleccionaron cuatro (04) bactericidas, basados en los criterios de mayor disminucin de crecimiento bacteriano tanto a nivel planctnico como ssil y / o que las eficiencias ssiles estuvieran en un orden mayor a 50%. De acuerdo a lo expresado se obtiene la Tabla 6 con los bactericidas resultantes:

Tabla 6 .

Eficiencia de los biocidas seleccionados de la evaluacin 2.

Los mejores resultados a nivel planctnico se lograron con los bactericidas 9 y 15, cuyos componentes activos son glutaraldehdo y glutaraldehdo ms sal de amonio cuaternario respectivamente; a nivel ssil la mayor eficiencia relativa se consigue con el producto qumico bactericida 19, en donde la disminucin de crecimiento bacteriano es de un 100%, el componente activo de este producto es THPS + sal de amonio cuaternario.

De estos resultados y anlisis se obtienen los cuatro productos con los componentes activos ms eficientes THPS + sal de amonio cuaternario, Glutaraldehdo y Glutaraldehdo + sal de amonio cuartanario, los cuales se consideraron para la seleccin de los biocidas a evaluar a nivel de campo.

De los cuatro (04) productos qumicos biocidas seleccionados a nivel de laboratorio, se llevaron a prueba de campo solo dos (02) biocidas. Estos fueron el biocida 19 ( THPS + sal de amonio cuartenario) y 17 (Glutaraldehdo), los dos restantes, el 9 (Glutaraldehdo) y 15 (Glutaraldehdo + sal de amonio cuarteneario) no fue posible obtenerlos comercialmente por problemas de materia prima manifestada por la casa fabricante de los mismos. Evaluacin de Productos Qumicos Bactericidas a Nivel de Campo Ambos Biocida evaluados se analizaron a nivel de campo a dos dosis de inyeccin (300 ppm y 500 ppm), en choque de tres (3) horas 1 vez por semana.

Bactericida 1 ( 19- THPS + Sal de amonio cuartenario).

En la Tabla 7, se muestra como con 300 ppm del biocida 1 (19) de componente activo (THPS), solamente se logra una eficiencia a nivel planctnico de 33 % al trmino del tiempo de contacto de 3 horas y a nivel ssil es de 75%; pero a los 7 das, no se observa disminucin del crecimiento bacteriano en ninguna de sus formas planctnica ni ssil. Cuando se aumenta la dosis a 500 ppm, se observa como a las tres (03) horas de contacto con el bactericida 19, se obtiene una eficiencia de 50% y ssil de 100%, para el caso de 7 das despus de la inyeccin, la eficiencia a nivel planctnica se disminuye en su totalidad y a nivel ssil es del 50%.

Tabla 7 .

Evaluacin de Bactericida 19 a diferentes dosis. DOSIS 300 ppm

ETAPA CRECIMIENTO PLANCTNICO

(CEL/ML)


(%)

CRECIMIENTO SSIL

(CEL/ML)

EFICIENCIA SSIL (%)

Blanco 106 - 104 -

3 Horas de Inyeccin 104 33 101 75

7 Das de Inyeccin 106 0 102 0

DOSIS 300 ppm


(CEL/ML)


(%)

CRECIMIENTO SSIL

(CEL/ML)

EFICIENCIA SSIL (%)

Blanco 106 - 104 -



En la Figura 11, se muestra el desempeo del bactericida 19 ( THPS + sal de amonio cuartenario), a ambas dosis de evaluacin 300 ppm y 500 ppm, con respecto al parmetro de control 1x102

Cel/mL.

Figura 11. Disminucin del crecimiento bacteriano para el bactericida 19.

En esta figura se observa la disminucin del crecimiento bacteriano a las tres (03) horas despus de la inyeccin del bactericida, en donde a nivel ssil se obtiene buenos resultados, aunque a nivel planctnico no se alcanza el valor control.

Bactericida 2 ( 17- Glutaraldehdo)

Para la evaluacin de este producto se comenz con la dosis mayor de 500 ppm y luego a 300 pmm, tomando en cuenta los resultados anteriores. En la Tabla 8, se muestra que con la dosis de 500 ppm a las tres (03) horas de inyeccin, se disminuye totalmente el crecimiento bacteriano de sulfato reductoras, tanto a nivel planctnico como ssil, sin embargo a los 7 das posteriores a la inyeccin, no se produjo disminucin en forma planctnica y en ssil la eficiencia fue de un 50%. De igual forma se puede observar, que al disminuir la inyeccin del bactericida a 300 ppm, no se obtiene eficiencia para la disminucin del crecimiento bacteriano en sus formas planctnica y ssil ni a las tres (03) horas de inyeccin del producto bactericida, ni a los 7 das posteriores a la inyeccin donde se present disminucin a nivel ssil de 25%.

Tabla 8 .

Evaluacin de Bactericida 17 a diferentes dosis. DOSIS 500 ppm


(CEL/ML)


(%)

CRECIMIENTO SSIL

(CEL/ML)

EFICIENCIA SSIL (%)

Blanco 106 - 104 -



DOSIS 300 ppm


(CEL/ML)


(%)

CRECIMIENTO SSIL

(CEL/ML)

EFICIENCIA SSIL (%)

Blanco 106 - 104 -



En las Figura 12, se muestra la disminucin del crecimiento bacteriano con el bactericida 2, para las dos (02) dosis de inyeccin, de 300 y 500 ppm a las 3 horas de haberse aplicado

Figura 12. Disminucin del crecimiento bacteriano para el Bactericida 17.

En las Figuras 13 y 14, se muestra las eficiencias en reduccin de crecimiento bacteriano que presentaron los dos bactericidas evaluados, a las 3 horas de haberse aplicado.

Figura 13. Disminucin del crecimiento bacteriano para los bactericidas evaluados a 300 ppm.

Figura 14Disminucin del crecimiento bacteriano para los biocidas evaluados a 500 ppm.

Con los resultados obtenidos, se determina que los dos (02) productos qumicos bactericidas a la dosis de 500 ppm, lograr reducir el crecimiento bacteriano a 102 cel / mL en su forma ssil, que es la ms perjudicial para tuberas y equipos, pero a 300 ppm solamente cumple el biocida 19 ( THPS + sal de amonio cuartenario).

CONCLUSIONES

- El agua de inyeccin de la EF evaluada presenta las propiedades fsico-qumicas ptimas para el crecimiento microbiolgico especialmente de BSR, por presentar una temperatura ptima, pH neutro y concentracin alta de sulfato.

- El crecimiento bacteriano se ve favorecido por la riqueza en nutrientes del agua de inyeccin alcanzado valores mximo de 108 cel/mL a nivel planctnico y 105 cel/mL a nivel ssil, valores que sobrepasan el limite permitido por la empresa, lo que indica que el agua es corrosiva por efectos de las BSR. -Las velocidades de corrosin determinadas alcanzaron valores > 200mpa, sobrepasando as el lmite establecido por la industria de 10 mpa. - La alta cantidad de azufre y estudios anteriores inducen a que la mackinawita es el principal producto de corrosin asociado a BSR. -La dosis letal para la disminucin del crecimiento bacteriano ssil fue de 300 ppm, a nivel de laboratorio, con la aplicacin del biocida 19 (THPS + sal de amonio cuartenario) a las 3 horas de inyeccin. - La dosis letal en la disminucin del crecimiento bacteriano planctnico y ssil, a nivel de campo, se logra con la inyeccin del producto qumico biocida 17 ( Glutaraldehdo), con una dosis de 500 ppm, a las 3 horas de inyeccin. - El componente activo THPS + sal de amonio cuartenario tiene mayor accin en la disminucin del crecimiento bacteriano en forma ssil. - Los dos (02) biocidas evaluados a nivel de campo presentan mayores eficiencias en disminucin del crecimiento de BSR a 500 ppm. -Los productos qumicos biocidas pierden su efectividad en la disminucin del crecimiento bacteriano a los 7 das de inyeccin de los mismos. - Los biocidas evaluados presentan mayores eficiencias a nivel de laboratorio, debido a las condiciones estticas y controladas en comparacin al campo. - El parmetro de control interno de PDVSA para sistemas de manejo de agua de 10 2 cel/mL, se logra con la inyeccin del biocida 1 a nivel ssil con la dos dosis (300-500 ppm) y el biocida 2 con la dosis de 500 ppm, a nivel planctnico y ssil. - La eficiencia de un mismo componente activo, puede variar entre productos, por la concentracin del mismo o por la formulacin del producto, al igual que la efectividad del tratamiento qumico biocida depende del tipo y concentracin del componente activo y de sus parmetros de aplicacin en cuanto a duracin y frecuencia de choque.

AGRADECIMIENTOS Un especial agradecimiento al Ingeniero Rafael Prez mi tutor industrial, por toda su confianza brindada, por siempre tener siempre la mejor disposicin y palabras sabias de enseanza. Muchas gracias. Muchas gracias Profesora Matilde, por toda su ayuda y conocimientos enseados, por su

gran perseverancia y empeo para lograr las metas. Profesora por ser una excelente tutora, por supuesto gracias al personal de la Unidad de Produccin donde se desarrollo la investigacin, por todo el apoyo y asesoria prestada en la realizacin de este proyecto.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1. Manual de procedimientos del Laboratorio de MIC del Centro de Estudios de Corrosin.

Universidad del Zulia

2. Norma American Society for Testing and Materials. ASTM G-1-03 Standard Practice for Preparing, Cleaning, and Evaluating Corrosion Test Specimens

3. Norma NACE TMO 194-2004. item No.21224. Monitoreo en campo del crecimiento bacteriano asociado a sistemas de crudo y gas.

Estudio del Ffecto de las Bacterias Sulfato- Reductoras y Tratamiento Químico Bactericida para las...

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